机械设计综合训练一.docx

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1、辽宁工程技术大学机械设计综合训练一学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级机自13-3班学生姓名刘伟学号指导教师王春华机械设计综合训练一题目：图示GY11型凸缘联轴器，用螺栓连接。已知该联轴器的公称转矩T=25000N⋅m，两个联轴器间的摩擦系数f=0.16，载荷平稳。在分别采用普通螺栓和铰制孔螺栓联接时，试设计确定该联轴器的螺栓个数及性能等级，并确定螺栓的直径。方案一：采用八个螺栓联接，性能等级8.8级（1）普通螺栓联接假设螺栓的预紧力是Qp，各螺栓联接处产生的摩擦力相同，并集中作用在螺栓中心处，与螺栓中心至底板旋转中心的连线垂直Qpfr1+Qpfr2+

2、Qpfr3+Qpfr4+…+Qpfr8≥kfT所以Qp≥kfTfi=18ri可靠性系数kf=1.2选定螺栓安装位置为凸缘部分的中心位置r=D2-D122+D12=D+D14查表易知D=380mmD1=260mmr=D+D14=380+2604=160mm只受预紧力螺栓联接时Tk≤Tn所以T≤Tnk==12500Qp≥kfTfi=18ri=1.2*.16*8*160*0.001=73242Nσs=640MPas=1.5σ=σss1.3QPπ4d02≤σ联立得：d≥4*1.3Qpsπσs=4*1.3*73242*1.53.14*640*1000=16.86mm选标准

3、值d=18mm选六角螺母（螺栓结构用I型六角螺母）m=15.8mms=27mme=29.56mml≥δ1+δ2+m+a(a=0.2d~0.3d)l≥80+15.8+0.3*18=101.2mm采用铰制孔螺栓根据底板力矩平衡可得Fs1r1+Fs2r2+…+Fs8r8=T根据螺栓变形协调条件Fs1r1=Fs2r2=…=Fs8r8=FsmaxrmaxFsmax=Trmaxi=18ri2=12500*160*0.0018*160*160*0.=9765.6N螺栓杆的剪切强度条件为τ=FSπ4d02≤τ螺栓杆与孔壁的挤压强度条件为σp=Fsd0Lmin≤σpτ=σssσs

4、=640MPas=2.5σp=σsss=1.25σs=640MPad0≥4Fssπσs=4*9765.6*2.53.14*640*=6.97mmd0≥Fss1.25σs=9765.6*1.251.25*640*=3.9mm查标准值d0=8mmm=6.8mms=13mme=14.38mml≥δ1+δ2+m+a(a=0.2d~0.3d)=80+6.8+0.3*8=89.2mm由此可知：18mm>8mm101.2mm>89.2mm所以：本次比较使用铰制孔螺栓。方案二：采用六个螺栓联接，性能等级8.8级（1）普通螺栓联接假设螺栓的预紧力是Qp，各螺栓联接处产生的摩擦力相

5、同，并集中作用在螺栓中心处，与螺栓中心至底板旋转中心的连线垂直Qpfr1+Qpfr2+Qpfr3+Qpfr4+…+Qpfr6≥kfT所以Qp≥kfTfi=16ri可靠性系数kf=1.2选定螺栓安装位置为凸缘部分的中心位置r=D2-D122+D12=D+D14查表易知D=380mmD1=260mmr=D+D14=380+2604=160mm只受预紧力螺栓联接时Tk≤Tn所以T≤Tnk==12500Qp≥kfTfi=16ri=1.2*.16*6*160*0.001=97656Nσs=640MPas=1.5σ=σss1.3QPπ4d02≤σ联立得：d≥4*1.3Qps

6、πσs=4*1.3*97656*1.53.14*640*1000=19.46mm选标准值d=20mm选六角螺母（螺栓结构用工型六角螺母）m=18mms=30mme=32.95l≥δ1+δ2+m+a(a=0.2d-0.3d)l≥80+18+0.3*20=104mm采用铰制孔螺栓根据底板力矩平衡可得Fs1r1+Fs2r2+…+Fs6r6=T根据螺栓变形协调条件Fs1r1=Fs2r2=…=Fs6r6=FsmaxrmaxFsmax=Trmaxi=16ri2=12500*160*0.0016*160*160*0.=13021N螺栓杆的剪切强度条件为τ=FSπ4d02≤τ螺

7、栓杆与孔壁的挤压强度条件为σp=Fsd0Lmin≤σpτ=σssσs=640MPas=2.5σp=σsss=1.25σs=640MPad0≥4Fssπσs=4*9765.6*2.53.14*640*=8.05mmd0≥Fss1.25σs=9765.6*1.251.25*640*=4.5mm查标准值d0=10mmm=8.4mms=16mme=17.77l≥δ1+δ2+m+a(a=0.2d-0.3d)=80+8.4+0.3*10=91.4mm由此可知：20mm>10mm104mm>91.4mm所以：本次比较使用铰制孔螺栓。