气缸盖螺栓组联结设计

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1、辽宁工程技术大学《机械设计》课程综合训练项目报告综合训练项目气缸盖螺栓组联结设计指导教师院（系、部）机械学院专业班级机电14・4班号1407060430///////期2016.11任务书题目：气缸盖螺栓组联结设计工程中螺栓皆成组使用，单个使用极少。因此，须研究螺栓组设计和受力分析，它是单个螺栓计算基础和前提条件。螺栓组联接设计的顺序一一选布局、定数目、力分析、设计尺寸。一.结构设计原则1、布局要尽量对称分布，螺栓组中心与形心重合，使受力均匀(1)受轴向载荷的螺栓组连接的受力分析2、受剪螺栓组(较制孔螺栓联接)时，不要在外载作用方向布置8个以上，以免载荷分布过于不均。弯

2、、扭作用螺栓组，要适当靠近联接接合面边缘布局，避免受力太大。3、合理间距，适当边距，以利于扳手装拆。4、分布在同一圆周上的螺栓数目，应取4,6,8等偶数，以便在圆周上钻孔时的分度和划线。同一螺栓组中螺栓的材料，直径和长度均应相同。5、避免螺栓承受附加的弯曲载荷。除了要在结构上设法保证载荷不偏心外，还应在工艺上保证被连接件，螺母和螺栓头部的支承面平整，并与螺栓轴线垂直。在铸，锻件等的粗糙表面上安装螺栓时，应制成凸台或沉头座。当支承面为倾斜表面时，应采用斜面垫殊情况下，也可采用斜面垫圈或球面垫圈等。下图是螺栓组连接基本结构:主螺栓球面垫圈顶盖法兰容器法兰螺栓组连接基本结构一

3、.受轴向载荷的螺栓组联结受力分析下图为一受轴向总载荷的气缸盖螺栓组连接。EF的作用线与螺栓轴线平行，并通过螺栓组的对称中心。计算时，认为各螺栓平均受载，则每个螺栓所受的轴向工作载荷为F=EF/z受轴向载荷的螺栓组联结应当指出的是，各螺栓除承受轴向工作载荷F外，还受有预紧力F0的作用。各螺栓在工作吋所受的总拉力，并不等于F与F0之和。一.气缸盖螺栓组联结的结构设计和受力计算如图所示为一气缸盖螺栓组结构简图，气缸盖与气缸用Z个直径为d(mm)的螺栓联接，缸盖与缸体均为钢制，气缸内工作压力为p(MPa),气缸内径为D(mm),壁厚§二20mm,气缸盖厚度C=25mm,气缸体凸

4、缘厚度e=25mm,方案参数见下表。为避免气缸漏气，螺栓间距to不能太大。右图1-1气缸盖缥栓组结构简图(1)设计数据气缸内径D(mm)工作压力P(MPa)1301.5(2)螺栓组联接类型的选择考虑到联接结合面的几何形状和螺栓的布置形式要满足各螺栓和结合面间受力均匀，便与加工装配，由于气缸与汽缸盖均是圆形结构和对气密性的要求，故采用图示结合面的几何形状和螺栓的布置形式。⑶单个螺栓的设计1•由气缸内径D=130mm,工作压力P=1.5MP可知:汽缸盖所受的作用力Q二p*n*(DA2)/4・即工F=19909.84N・2•设计螺栓个数z二&由于受轴向工作载荷，所以分配到每个

5、螺栓上的工作载荷F二Q/z•艮卩F=2488.73N3.联接结合面时已有预紧力F',当受工作载荷作用是，螺栓所受拉力增至F0,其拉伸变形增加，被联接件所受压力由原来的F'减小到卩〃,由螺栓的静力平衡条件，可得F0二F+F〃o由于气缸的气密性要求较高，所以取参考值F〃=1.8F,即F〃=4479.71No所以F0二F+F〃=6968.44N。查表选用8.8级螺栓其os=640MP。初估计直径为dl<=16mm,取S=5,得螺栓的许用应力为[g]=o/S=640/5=128MPo得dl>=(4*1.3*F0/(n*[o]))Al/2即dl>=0.95mm(查表GB/T578

6、2-2000可选MIO的螺栓，再由机械设计课程设计手册表3-30扳手空间E=K=13mm可设计岀气缸盖的基本尺寸a=D+4*K+2*5=130+4*13+2*20=222mmb=a-2*K=222-2*13=196mm