机械设计课后习题第5章作业知识分享
机械设计第五章训练题.docx
第五章5-1选择题与填空题1.若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的________ OA.螺距和牙形角B.升角和头数C.导程和牙形斜角D.螺距和升角2.采用普通螺栓连接的突缘联轴器，在传递扭矩时，_______ oA.螺栓的横截面受剪切B.螺栓与螺栓孔配合面受挤压C.螺栓同时受挤压和剪切D.螺栓受拉伸和扭转作用3. ________________________________________________ 螺旋副的自锁条件是=4.在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是（）。
A、三角形螺纹B、梯形螺纹C、锯齿形螺纹D、矩形螺纹5.相同公称尺寸的三角形细牙螺纹和粗牙螺纹相比，因细牙螺纹的螺距小，故细牙螺纹_______ -A.自锁性好，强度低B.自锁性好，强度高C.自锁性差，强度高D.自锁性差，强度低6.三角螺纹的牙型角a= _____ ,适用于_________ ；而梯形螺纹的牙型角a=_____ ,适用于_________ o7.在下列三种具有相同公称直径和螺距，并采用相同材料配对的螺旋副中，传动效率最高的是一。
A.单线矩形螺旋副B.单线梯形螺旋副C.双线矩形螺旋副&当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔，且联接不需要经常拆卸时，往往采用__________ 。
A.螺栓联接B.螺钉联接C.双头螺柱联接D.紧定螺钉联接9.受轴向工作载荷F的紧螺栓联接，螺栓所受的总拉力F2等于____________ 和 _____________之和。
10.按防松的原理不同，螺纹联接分为_________ 、___________ 和___________ o11.螺纹联接防松的实质是_______________________ O12.螺纹联接防松的根本问题在于（）。
A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度13.普通螺栓受横向工作在荷时，主要靠来承担横向载荷。
西北工业大学机械原理课后答案第5章
第五章 机械的效率和自锁题5-5解: （1）根据己知条件，摩擦圆半径 m r f v 002.001.02.0=⨯==ρ ︒==53.8arctan f φ 计算可得图5-5所示位置︒=67.45α ︒=33.14β （2）考虑摩擦时，运动副中的反力如图5-5所示。
（3）构件1的平衡条件为：()ρα2sin 211+=AB R l F M()[]ρα2sin 2321+==AB R R l M构件3的平衡条件为：034323=++R R 按上式作力多边形如图5-5所示，有()()φβφ--︒=+︒90sin 90sin 323F F R（4）()()()φραφβφφβcos 2sin cos cos 90sin 1233++=--︒=AB R l M F F ()αβs i n c o s 130AB l M F = （5）机械效率：()()91.09889.09688.007553.09214.007153.0cos cos 2sin cos sin 303=⨯⨯⨯=++==φβραφβαηAB AB l l F FF R 12F R 41图5-5F F R 21F R43题5-2解: （1）根据己知条件，摩擦圆半径 22vf d =ρ 11a r c t a n f =φ 22a r c t a n f =φ 作出各运动副中的总反力的方位如图5-2所示。
（2）以推杆为研究对象的平衡方程式如下：∑=0xF 0cos cos sin 232132112=''-'+φφφR RR F F F ∑=0yF0sin sin cos 232132112=''-'--φφφR RR F F G F ∑=0CM()0c o s c o s s i n c o s 2s i n 1122232232112=⋅⋅-⋅''+⋅''+++θφφφφe F d F l F d Gl b F R R R R（3）以凸轮为研究对象的平衡方程式如下：h F M R ⋅=12 ()11cos tan sin cos φφθθρe r e h +++=（4）联立以上方程解得()[]21tan cos 21tan sin cos φθφθθρle e r e G M -+++=θc o s 0Ge M = ()()120tan sin cos tan cos 21cos φθθρφθθηe r e c l e e M M +++-==讨论：由于效率计算公式可知，φ1，φ2减小，L 增大，则效率增大，由于θ是变化的，瞬时效率也是变化的。
机械设计第5章
7、 其它螺纹 主要用于金属薄板的连接
三、螺纹联接的基本类型：分松联接和紧联接
1）螺栓联接
受拉螺栓联接（普通螺栓联接） 受剪螺栓联接（铰制孔用螺栓联接）
2）双头螺柱联接
3）螺钉联接
4）紧定螺钉联接
螺栓、螺柱、螺钉、螺母等称为螺纹联接件。在机械制造中常 用螺纹联接件的结构型式和尺寸都已经标准化，设计时可以根据有 关标准选用。
第二篇
联接
引言
联接
由于使用、结构、制造、装配、运输等方面的原因，机器中很 多零件需要彼此联接。 机械零件之间的联接分为：
静联接： 被联接件之间相互完全固定。
动联接： 被联接件之间能产生一定的相对运动。例如：运动副。
本课程介绍的联接主要是静联接。
联接的类型：
可拆联接
联接
过盈联接
不可拆联接
螺纹联接
键联接、花键联接、销联接
T1 T2
Ft
d2 2
F '•
F ' tan(y
1
D13
d
3 0
3
D12
d
2 0
v )
d2 2
升角：y
arctan nP
d2
当量摩擦角：v 自锁条件：y v
arctan
cos
效率：＝
tany
tany
v
5)
因此， T
T1
T2
1 2
d2 d
tan(y
v)
2
3d
•
D13 D12
d
3 0
§2 拧紧和防松
❖ 预备知识：
1)
螺纹力矩：
T1
Ft
d2 2
F ' tan(y
机械设计基础第五章答案
五、联接5-1 判断题（1）× （2）√ （3）√ （4）× （5）√ （6）√ （7）×（8）× （9）× （10）× （11）× （12）√ （13）× （14）×（15）× （16）× （17）√ （18）× （19）× （20）√ 5-2 填空题（1）牙型 （2）大 （3）越高 （4）自锁性 （5）4 （6）螺钉 （7）拧紧力矩 （8）防松 （9）一致 （10）摩擦 （11）直线 （12）梯形 （13）传力，传导，调整 （14）右 （15）轴和毂，挤压 （16）轴的直径，轴头 （17）A ，B ，C ，C （18）增加键的长度 （19）B （20）80 5-3 选择题（1）B （2）A （3）A （4）C （5）D （6）C （7）B（8）A （9）A （10）D （11）B （12）A （13）B （14）B（15）C （16）A （17）B （18）A （19）A （20）B （21）A（22）B （23）A （24）B （25）C （26）B （27）D （28）B（29）C （30）A （31）A （32）A （33）A （34）D （35）A（36）A （37）A （38）A （39）A （40）A （41）A （42）B（43）A （44）D （45）A 5-4 解：该螺栓连接为松螺栓连接，其强度条件为：[]214Fσσπd =≤ 拉杆材料为Q235，其235M P s σ=，取安全系数S =1.7，则：[]235138.24MPa 1.7s σσS === 则：114.56mm d = 查教材表5-2可知，选小径d 1=17.294mm ，公称直径d =20mm 的粗牙普通螺纹。
答：拉杆螺纹的直径为M20。
5-5 解：该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为：[]215.2ae F σσπd =≤0Ra CF F F zmf=≥，查教材表5-2可知，M16的螺栓的小径d 1=13.835mm 。
机械设计第五章
机械设计第五章1. 引言机械设计是现代工程领域中非常重要的一门学科。
它主要研究物体在外力作用下的形态和结构变化规律，以及如何选择和设计合适的构件以达到设计目标。
在机械设计的过程中，第五章是一个重要的环节。
本文将重点讨论机械设计第五章的内容，包括材料的选择、连接装置的设计、摩擦和润滑等方面。
2. 材料的选择在机械设计中，材料的选择是一个至关重要的环节。
合适的材料可以提供所需的强度、刚度、耐磨性等特性，从而保证机械系统的正常运行。
在第五章中，我们需要了解不同材料的性质和特点，以便选择合适的材料。
常见的机械材料包括钢、铝合金、塑料等。
钢具有较高的强度和刚度，适用于承受大力和重载的场合。
铝合金则具有较低的密度和良好的加工性能，适用于减少结构重量的要求。
塑料则具有良好的耐腐蚀性和绝缘性，适用于一些特殊环境下的使用。
在选择材料时，需要考虑机械系统的工作环境、受力情况和预算等因素。
通过综合考虑各种因素，选择合适的材料可以提高机械系统的性能和使用寿命。
3. 连接装置的设计连接装置在机械设计中起着关键作用。
它是将不同构件连接在一起，使机械系统能够正常工作的重要组成部分。
在第五章中，我们需要了解不同类型的连接装置以及它们的特点和应用。
常见的连接装置包括螺栓连接、焊接、铆接等。
螺栓连接适用于需要拆卸和调整的场合，它有着可靠的连接性能和方便的操作性。
焊接是通过熔化材料使构件相互连接的方法，它可以提供较高的强度和刚度，适用于需要承受大力的场合。
铆接则是通过将铆钉锤击到构件上使其连接的方法，它可以提供较高的连接强度和疲劳寿命，适用于需要承受振动和冲击的场合。
在设计连接装置时，需要考虑连接性能、安全性和方便性等因素。
合理选择连接装置可以提高机械系统的可靠性和使用寿命。
4. 摩擦和润滑摩擦和润滑是机械设计中一个重要的考虑因素。
摩擦会导致能量损耗和磨损，而润滑可以减小摩擦和磨损，从而提高机械系统的效率和使用寿命。
在第五章中，我们需要了解不同材料之间的摩擦特性和如何选择合适的润滑材料。
机械原理第五章习题答案
第五章 机械的效率与自锁习题5-6取长度比例尺mm m l 005.0=μ，力比例尺mmN F 20=μ。
由题可知： 摩擦圆半径mm r f v 1101.0=⨯==ρ，移动副的摩擦角053.815.0arctan arctan ===f ϕ 作有摩擦时的力矢量图可得N l M F l I I R 15.2725698.1420000112=⨯==μ，I R I R F F 3223=，N l F F F I 48.25320674.12=⨯==μ 作无摩擦的力矢量图可得N l M F l II II R 6.2795308.1420000112=⨯==μ，II R II R F F 3223=，N l F F F II 86.27020543.13=⨯==μ 效率%58.9386.27048.253===I II F F η习题5-8解：运输带的工作功率为w Fv N r 66002.15500=⨯==由于各环节是串联，总效率为平带传动效率、两对齿轮传动效率和运输带传动效率之积，因此有822.092.097.095.023221=⨯⨯==ηηηη 电机所需功率为w N N r d 8029822.06600===η因此该机械选择8kw 的电机即可。
习题5-9解：从电机到A 、B 间齿轮是串联，因此其间传动效率为892.092.097.031=⨯==ηηηs锥齿轮处需要的功率为kw P P N B BA A s 505.897.015.018.0511=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=ηηηη 则电机的功率为 kw N N s s d 53.9892.0505.8===η该机械选择10kw 的电机即可。
习题5-11解：1)正行程时，对于滑块2，在三个力作用下保持平衡，因此有04212=++R R s F F F根据三解形正弦定理，有()[]()()ϕαϕαϕα-=⇒-=-sin 2cos 2sin 1212s R R s F F F F ()[]()()ϕαϕαϕα-=⇒-=--cos 2sin 2180sin 21210F F F F R R 由上两式可得()ϕα-=ctg F F s由于正行程时，力F 为驱动力，在无摩擦状态下，理想驱动力αctg F F s =0 所以效率为()αϕαηF F -==tan 0自锁条件为：ϕαη≤⇒≤02)反行程时，构件2同样三力作用下平衡，如图所示()[]()()ϕαϕαϕα+=⇒+=+sin 2cos 2sin 1212s R R s F F F F ()[]()()ϕαϕαϕα+=⇒+=+-cos 2sin 2180sin 21210F F F F R R 由上两式可得()ϕα+=ctg F F s由于反行程时，s F 为驱动力，而F 为阻力，在无摩擦状态下，理想阻力αctg F F s =0 所以效率为()ϕααη+==F F tan 0自锁条件为：0900≥+⇒≤ϕαη，而ϕα-<090时不自锁。
机械设计作业第5答案之欧阳家百创编
第五章螺纹联接和螺旋传动欧阳家百（2021.03.07）一、选择题5—1 螺纹升角ψ增大，则联接的自锁性C，传动的效率A；牙型角增大，则联接的自锁性A，传动的效率C。
A、提高B、不变C、降低5—2在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 D 。
A、三角形螺纹B、梯形螺纹C、锯齿形螺纹D、矩形螺纹5—3 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常装拆时，往往采用 A 。
A、双头螺柱联接B、螺栓联接C、螺钉联接D、紧定螺钉联接5—4螺纹联接防松的根本问题在于C。
A、增加螺纹联接的轴向力B、增加螺纹联接的横向力C、防止螺纹副的相对转动D、增加螺纹联接的刚度5—5对顶螺母为A防松，开口销为B防松，串联钢丝为B防松。
A、摩擦B、机械C、不可拆5—6在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为B。
A、间隙配合B、过渡配合C、过盈配合5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中，螺栓杆C作用。
A、受剪切应力B、受拉应力C、受扭转切应力和拉应力D、既可能只受切应力又可能只受拉应力5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，依靠A来承载。
A、接合面间的摩擦力B、螺栓的剪切和挤压C、螺栓的剪切和被联接件的挤压5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷为B；受横向工作载荷的铰制孔螺栓联接中，螺栓所受的载荷为A；受轴向工作载荷的普通松螺栓联接中，螺栓所受的载荷是A；受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷是D。
A、工作载荷B、预紧力C、工作载荷+预紧力D、工作载荷+残余预紧力E、残余预紧力5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。
假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C m相等，联接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当工作载荷F等于预紧力F0时，则D。
A、联接件分离，联接失效B、被联接件即将分离，联接不可靠C、联接可靠，但不能再继续加载D、联接可靠，只要螺栓强度足够，工作载荷F还可增加到接近预紧力的两倍5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12，这是因为C。
机械原理习题及答案：第5章--连杆
B
31 1
2
32
θ
B1 1 1 4
A
12
ω
B2
2
21
2
C
(b)
5-12 如图为开槽机上用的急回机构。原动件 BC 匀速转动，已知 a = 80mm ， b = 200mm ，
l AD = 100mm ， l DF = 400mm 。
（1） 确定滑块 F 的上、下极限位置； （2） 确定机构的极位夹角； （3） 欲使极位夹角增大，杆长 BC 应当如何调整？
5-21 设计一个偏心曲柄滑块机构。已知滑块两极限位置之间的距离 C1C 2 =50 ㎜，导路的偏 距 e=20 ㎜，机构的行程速比系数 K=1.5。试确定曲柄和连杆的长度 l AB , l BC 。
B A C2 C1
题图 5-21 解：行程速比系数 K=1.5，则机构的极位夹角为
e
θ = 180°
C B A D
5-10 图中的四杆闭运动链中，已知 a = 150mm ， b = 500mm ， c = 300mm ， d = 400mm 。欲设计一个铰链四杆机构，机构的输入运动为单向连续转动，确定在下列 情况下，应取哪一个构件为机架？①输出运动为往复摆动；②输出运动也为单向连续转动。
解：① 当输出运动为往复摆动时，机构应为曲柄摇杆机构，此时应取四杆中最短杆的相邻 杆，即 b 或 d 作为机架。 ② 当输出运动也为单向连续转动时， 机构应为双曲柄机构， 此时应取四杆中的最短杆， 即 a 作为机架。 5-11 在图 a、b 中， （1） 说明如何从一个曲柄摇杆机构演化为图 a 的曲柄滑块机构、再演化为图 b 的摆 动导杆机构； （2） 确定构件 AB 为曲柄的条件； （3） 当图 a 为偏置曲柄滑块机构，而图 b 为摆动导杆机构时，画出构件 3 的极限位
杨可桢《机械设计基础》(第6版)复习笔记及课后习题详解(含考研真题)-第5~9章【圣才出品】
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图 5-2-8
解：取其中一组作分析，齿轮 3、4 为中心轮，齿轮 2 为行星轮，构件 1 为行星架。这
里行星轮 2 是惰轮，因此它的齿数 z2 与传动比大小无关，可自由选取。可得
i3H4
n3 n4
nH nH
z4 z3
由图 5-2-8 可知 n4＝0。又十字架 1 回转时挖叉却始终保持一定的方向，有 n3＝0，则
二、定轴轮系及其传动比（见表 5-1-2） 表 5-1-2 定轴轮系及其传动比
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三、周转轮系及其传动比（见表 5-1-3）
表 5-1-3 周转轮系及其传动比
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四、复合轮系及其传动比 1．传动比求解思路 （1）区分基本周转轮系和定轴轮系； （2）根据各基本轮系之间的关系，联立方程式求解。
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图 5-2-5
解：由题意可得
i1H3
n1H n3H
n1 nH n3 nH
z3 z1
又因为 n3＝0，故
i1H
n1 nH
1 i1H3
1
z3 z1
4
当手柄转过 90°时，转盘 H 转过的角度为 90°/4＝22.5°，方向与手柄方向相同。
5-5 在图 5-2-6 所示手动葫芦中，S 为手动链轮，H 为起重链轮。已知 z1＝12，z2 ＝28，z2′＝14，z3＝54，求传动比 iSH。
齿数应满足条件 z4＝z3，且与 z2 无关。
2．找基本周转轮系的一般方法 （1）先找出行星轮，即找出那些几何轴线绕另一个齿轮的几何轴线转动的齿轮； （2）再找行星架，支持行星轮运动的构件就是行星架； （3）最后找中心轮，几何轴线与行星架的回转轴线相重合，且直接与行星轮相啮合的 定轴齿轮就是中心轮。 （4）区分出各个基本周转轮系以后，剩下的就是定轴轮系。
机械制造装备设计课后习题答案 第三版 机械工业出版社
第五章课后习题答案1机床夹具的作用是什么？有哪些要求？作用：1、保证加工精度2、提高生产率3、扩大机床的使用范围4、减轻工人的劳动程度，保证生产安全5、降低成本要求：1、保证加工精度2、夹具的总体方案应与生产纲领相适应3、安全、方便、减轻劳动强度4、排屑顺畅5、夹具应有良好的刚度、强度、结构工艺性1.机床夹具的组成部分有哪些？1、定位元件及定位装置用于确定工件正确位置的元件或装置2、夹紧元件及夹紧装置用于固定工件已获得的正确位置的元件或装置3、导向及对刀元件用于确定工件与刀具的相互位置的元件4、动力装置5、夹具体用于将各元件、装置连接在一块，并通过它将整个夹具安装在机床上6、其它元件及装置3.何为六点定位原理？何谓定位的正常情况和非正常情况？它们各包括哪些方面？六点定位原理：采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自由度使工件实现完全定位。
正常情况：根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度均已被限制，称定位的正常情况。
正常情况分为：a完全定位六个自由度全部被限制b不完全定位少于六个自由度被限制非正常情况：根据加工表面的位置尺寸要求，需要限制的自由度没有完全被限制，或某个自由度被两个或两个以上的约束重负限制，称为非正常情况非正常情况分为：a.欠定位需要限制的自由度没有完全被限制b.过定位某个自由度被两个或两个以上的约束重负限制4、确定夹具的定位方案时，要考虑哪些方面的要求？在多个表面参与定位时：限制自由度最多的定位面——第一定位基准面或主基准面限制自由度较多的定位面——第二定位基准面或导向基准限制一个自由度的定位面——第三定位基准面或定程基准5、何谓定位误差？定位误差是由哪些因素引起的？定位误差：指工序基准在加工方向上的最大位置变动量所引起的加工误差，它是加工误差的一部分产生定位误差的原因：1、基准不重合带来的定位误差2、间隙引起的定位误差3、与夹具有关的因素产生的定位误差6、夹紧和定位的区别？对夹紧装置的基本要求有哪些？定位是确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程。
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答：因为螺纹升角：2tan(0.65)ttddt 而眼镜用小螺钉的螺纹升角比其他尺寸螺钉大，自锁性差，所以更易发生自动松脱现象。 5-2 当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时，轴颈将作种运动?当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，也会发生自锁吗? 答：当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内发生自锁，轴不能运动；作用在其摩擦圆之外或相切时，轴颈将转动。当作用在转动副中轴颈上的外力为一力偶矩时，不会发生自锁。 5-3 自锁机械根本不能运动，对吗?试举2,-3个利用自锁的实例。 答：不对，因为自锁机械对应于一定的外力条件和方向才自锁。 5-4 通过对串联机组及并联机组的效率计算，对设计机械传动系统有何重要启示? 答：应尽可能的提高串联机组中任意机构，减少的效率串联机组中机构的数目。在并联机组部分着重提高传递功率大的传动路线的效率。 5-5 图示曲柄滑块机构中，曲柄1在驱动力矩M1作用下等速转动。设已知各转动副的轴颈半径r=10mm，当量摩擦系数fv=0.1，移动副中的滑块摩擦系数f=0.15，lAB=100 mm，lBC=350 mm。各构件的质量和转动惯量略而不计。当M1=20 N.m时，试求机构在图示位置所能克服的有效阻力F3及机械效率。
解：（1）根据已知条件fvr=0.1ⅹ10=1mm φ=arctanf=8.53º 计算可得图示位置α=45.67º, β=14.33º （2）考虑摩擦时，运动副中反力如图（a）所示 （3）构件1的平衡条件为：FR21(lABsinα+2ρ)=M1 FR21=FR23=M1/[(lABsinα+2ρ)] 构件3的平衡条件为：FR23+FR43+f3=0
作力的多边形图（b）有：233sin(90)sin(90)RFF （4）2313coscos93.64%cos()(sin2)cos()RABFMFl （5）机械效率：330cossincos270.38(sin2)cos()ABABFlNFl
5-6图示为一带式运输机, 由电动机1经平带传动及一个两级齿轮减速器带动运输带8。设已知运输带8所需的曳引力F=5 500 N，运送速度v=1.2 m/s。平带传动(包括轴承)的效率η1=0.95，每对齿轮(包括其轴承)的效率η2=0.97，运输带8的机械效率η3=0.92(包括其支承和联轴器)。试求该系统的总效率η及电动机所需的功率。 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除 只供学习与交流 解：该系统的总效率为：η=η1.η22.η3=0.95ⅹ0.972ⅹ0.92=0.822 电机所需功率：N=Pv/η=5500ⅹ1.2ⅹ10-3/0.822=8.029kW 5-7如图所示，电动机通过v带传动及圆锥、圆柱齿轮传动带动工作机A及B。设每对齿轮的效率可η1=0.97(包括轴承的效率在内)，带传动的效率η3=0.92，工作机A、B的功率分别为PA=5 kW、PB=1kW，效率分别为ηA=0.8、ηB=0.5，试求电动机所需的功率。
解：:输入功率 PA`=PA/(ηAη12η2)=7.22kW PB`=PB/(ηBη12η2)=2.31kW 电机所需功率 P电=PA`+PB`=9.53kW 5-8图(a)示为一焊接用的楔形夹具。利用这个夹具把两块要焊接的工件1及1’预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具体，3为楔块。试确定其自锁条件(即当夹紧后，楔块3不会自动松脱出来的条件)。
解一：根据反行程时η`≤0的条件确定 反行程时（楔块3退出）取楔块3为脱离体，其受工件1, 1`和夹具2作用的总反力FR13和以及支持力P。各力方向如图(a)(b)所示，根据楔块3的平衡条件，作矢量三角形如图（c）.由正弦定理可得FR23=Pcosφ/sin(α-2φ) , φ=0,FR230=P/sinα
于是此机构反行程的效率为`23023sin2cossinRRFF 令 η`≤0, 可得自锁条件为α≤2φ 解二：根据反行程生产阻力小于或等于零的条件来确定 根据楔块3的力多边形图(c)由正弦定理可得P=FR23sin(α-2φ)/cosφ 若滑块不自动松脱，则应使P≤0，即得自锁条件为α≤2φ 解三：根据运动副的自锁条件确定。由于工件被夹紧后P力就被撤消，故楔块3受力如图（b）楔块3就如同受到FR23（此时为驱动力）作用而沿水平面移动的滑块。故只要作用在此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除 只供学习与交流 摩擦角φ内，楔块3即发生自锁。即α-φ≤φ因此可得自锁条件为α≤2φ
图b为一颚式破碎机，在破碎矿石时要求矿石不致被向上挤出，试问α角应满足什么条件?经分析可得出什么结论?
解：设矿石的重量为Q，矿石与鄂板间的摩擦系数为f，则摩擦角为：φ=arctanf (b) 矿石有向上挤出趋势时，其受力如图（b）所示，由力平衡条件知： 2FRsin(α/2-φ)-Q=0 FR=Q/[2FRsin(α/2-φ)] η`=FR0/FR=sin(α/2-φ)/sin(α/2) 当η`≤0时，即α/2-φ≤0矿石将不被挤出，即自锁条件为α≤2φ 5-9图示为一超越离合器，当星轮1沿顺时针方向转动时，滚柱2将被楔紧在楔形间隙中，从而带动外圈3也沿顺时针方向转动。设已知摩擦系数f=0.08，R=50 mm，h=40 mm。为保证机构能正常工作，试确定滚柱直径d的合适范围。 提示：在解此题时，要用到上题的结论。(答：9.424 mm
解：解 如图所示，过滚柱2与外圈3的接触线的公切面．将形成夹角α的楔形面。由题的结论知。凡具有楔形面或楔形块的机构其楔紧不松脱条件为: α≤2g，。 此时 α=arcos[(h+d/2)/(R一+d/2)] 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除 只供学习与交流 φ==arctanf=arctan0.08=4º34`26`` 由此可得 d≥2(Rcos2φ一h)/(1+cos2φ)=9.42 mm 为了保证机构能正常工作，滚柱的最大直径不得超过R-h，即d≤R-h=10 mm，故滚柱直径的取值范围为9.42～10mm。
5-10对于图4—3所示斜面机构以及图4—5所示的螺旋机构，当其反行程自锁时，其正行程的效率一定为η≤1／2，试问这是不是一个普遍规律?试分析图示斜面机构当其处于临界自锁时的情况，由此可得出什么重要的结论(设f=0.2)?
解：（1）不是普遍规律。 （2）图(c)反行程的自锁条件：在反行程根据滑块的力平衡条件，作力的多边形图，由此得： G=Fcos(β-α+φ)/sin(α-φ) G0=Fcos(β-α)/sinα η’=G0/G=cos(β-α)sin(α-φ)/[sinαcos(β-α+φ)]
令η’≤0，得α≤φ=arctanf=11.3º时滑块自锁。α=φ=11.31º时，滑块临界自锁。 正行程的效率：因滑块的正行程的效率与反行程的运动方向相反，摩擦力要反向，固由式①中φ反号，即可得正行程时驱动力F与生产阻力G的关系为 F=Gsin(α+φ)/cos(β-α-φ) F0=Gsinα/cos(β-α) 则正行程的效率 η=F0／F=sinαcos(β-α-φ)／[cos(β-α)sin(α+φ)] ② 滑块反行程临界自锁时．其正行程的效率 此文档仅供收集于网络，如有侵权请联系网站删除 只供学习与交流 sin11.31cos(4511.3111.31)0.5667sin(11.3111.31)cos(4511.31)
结沦：由式②可知，β加大η提高．所以自锁机构的效率η≤1／2未必成立，它随驱动力的方向在变化，合理地安排工作行程驱动力的方向，可提高机械效率。
5-11在图5—9所示的偏心夹具中，设已知夹具中心高H=100 mm，偏心盘外径D=120 mm，偏心距e=15mm，轴颈摩擦圆半径ρ=5mm，摩擦系数f=0.15。求所能夹持的工件的最大、最小厚度hmax和hmin。
(答：hmin=25 mm，hmax=36．49 mm。) 解： 要偏心夹具发行程自锁。总反力FR23应穿过摩擦圆，即应满足条件 s—s1≤ρ (1) 由直角三角形△ABC及△OAE有: sl=AC=(DsinΦ)/2 (2) s=OE=esin(δ-Φ) (3) 由式（2）（3）得： 0≤esin(δ-Φ)(DsinΦ)/2≤ρ (4) Φ=arctanf=8.53º 将(4)式代入(1)式得：0≤sin(δ-Φ) ≤0.9267 (5) δ≤76.4564º cosδ=(H-h-D/2)/e=(40-h)/15 (6) 将(5)式代入(6)式得：25mm≤h≤36.49mm 即：hmin=25mm, hmax=36.49mm 5-12图示为一提升装置，6为被提升的重物，设各接触面间的摩擦系数为f(不计铰链中的摩擦)，为了能可靠提起重物，试确定连杆2(3、4)杆长的取值范围。