螺纹连接练习题及答案5

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1、螺纹联接练习题[例2]有一轴承托架用4个普通螺栓固连于钢立柱上，托架材料为HT150，许用挤压应力[σ]P=60MPa，螺栓材料强度级别6.8级，许用安全系数[s]=4，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数KS=1.2，螺栓相对刚度，载荷P=6000N，尺寸如例图2.5所示，设计此螺栓组连接。[解]1．螺栓组受力分析如例图2．5所示，载荷p可分解为：横向载荷Py=Pcos30°=6000cos30°=5196N(铅垂向下)轴向载荷Px=Psin30°=6000sin30°=3000N(水平向右)56倾覆力矩M=Px×180+Py×420=3000×180+5196×420=2.722×

2、N·mm显然该螺栓组连接受横向载荷Py、轴向载荷Px和倾覆力矩M三种简单载荷的共同作用。(1)确定受力最大螺栓的轴向工作载荷。首先确定在轴向载荷Px作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷然后确定在倾覆力矩M的作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷由公式（11-33）P273为显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为F=FP+FM=750+3240=3990N(2)确定螺栓的预紧力F’。①由托架不下滑条件计算预紧力F’，该螺栓组连接预紧后，受轴向载荷Px作用时，其接合面间压紧力为剩余预紧力F”，而受倾覆力矩M作用时，其接合面上部压紧力减小，下部压紧力增大，故M对接合面间压紧力的影响可以不考虑。固此，

3、托架不下滑的条件式为56式中Py——横向载荷，Py=5196N；FP——螺栓所受的由Px引起的轴向工作载荷，FP=750N；f——接合面问摩擦系数，f=0.15；Ks——可靠性系数，Ks=1.2；②由接合面不分离条件公式(11-35)p273计算预紧力F’。56③由托架下部不被压溃条件公式(11-34)p273计算预紧力；（钢立柱抗挤压强度高于铸铁托架)式中[σ]p——托架材料的许用挤压应力，[σ]p=60MPa；其它参数同前。所以56综合以上三方面计算，取F'=11000N。2．计算螺栓的总拉力F0这是受预紧力F'作用后又受轴向工作载荷F作用的紧螺栓连接，故螺栓的总拉力F0为3．确定螺栓

4、直径式中[σ]——螺栓材料的许用拉伸应力。由题给条件知，强度级别为6.8级，得σs=480MPa，[S]=4，所以[σ]=σS/[S]=480/4=120MPa查GBl96--1981，取M16(d1=13.835mm>12.757mm)。[说明]该题也可先按托架不下滑条件确定预紧力F’，然后校核托架上部不分离和托架下部不压溃的情况。56[例3]有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接．如图所示。已知气缸中的压力p在0—1MPa之间变化，气缸内径D=500mm，螺栓分布圆周直径D0=650mm，为保证气密性要求，剩余预紧力F”=1.8F(F为螺栓的轴向工作载荷)，螺栓间距t≤4．5d(d为螺栓

5、的大径)，螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=120MPa，许用应力幅[σ]a=20MPa，选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度。试设计此螺栓组连接。[分析]本题是典型的仅受轴向载荷作用的螺栓组连接。但56是螺栓所受载荷是变化的，因此应先按静强度计算螺栓直径，然后校核其疲劳强度。此外，为保证连接的气密性，不仅要保证足够大的剩余预紧力，而且要选择适当的螺栓数目，保证螺栓间间距不致过大。[解]1．初选螺栓数目z因为螺栓分布圆周直径较大，为保证螺栓间间距不致过大，所以应选用较多的螺栓，取z=24。2．计算螺栓的轴向工作载荷F(1)螺栓组连接的最大轴向载荷FQ(2)螺栓的最大轴向工作载荷F3．计算螺栓的总拉力

6、F0F0=F”+F=1.8F+F=2.8F=2.8X16362.5=45815N4．计算螺栓直径查GB196--1981，取M30(d1=26．211mm>25．139mm)。5．校核螺栓疲劳强度56故螺栓满足疲劳强度。6．校核螺栓间距实际螺栓间距故螺栓间距满足连接的气密性要求。[题4]图示为一凸缘联轴器，用6个M10的铰制孔用螺栓连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，其许用挤压应力[σ]pl=100MPa。螺栓材料的许用剪应力[τ]=92MPa，许用挤压应力[σ]p2=300MPa，许用拉伸应力[σ]=120MPa。试计算该螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax。若传递的最大

7、转矩Tmax不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓小径d1的计算值(设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数Ks=1.2)。56[题3][解]1．计算螺栓组连接允许传递的最大转矩该铰制孔用螺栓连接所能传递的转矩大小受到螺栓剪切强度和配合面挤压强度的制约。因此可按螺栓剪切强度条件来计算Tmax，然后校核配合面挤压强度，也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出Tmax，取其值小者。本解按第一种方法计算。校核螺栓与孔壁配