機械設(shè)計螺紋計算題答案

1、1、一方形蓋板用四個螺栓與箱體連接，其結(jié)構(gòu)尺寸如下圖。蓋板中心0點的吊環(huán)受拉力Fq=20000N,設(shè)剩余預(yù)緊力F =0.6F, F為螺栓所受的軸向 工作載荷。試求：(1)螺栓所受的總拉力Fo ,并計算確定螺栓直徑(螺栓材料為45號鋼，性能等級為6.8級)。(2)如因制造誤差，吊環(huán)由 0點移到0點，且00=5 2 mm求受力最大螺栓所受的總拉力F。，并校核(1 )中確定的螺栓的強度。解題要點：(1)吊環(huán)中心在0點時：此螺栓的受力屬于既受預(yù)緊力F作用又受軸向工作載荷F作用的情況。根據(jù)題給條件，可求出 螺栓的總拉力：Fo=F +F=0.6F+F=1.6F題15 7圖而軸向工作載荷F是由軸向載荷Fq引

2、起的，故有： TOC o 1-5 h z 巳 20000N5000N HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 44 Fo 1.6F 1.6 5000N8000N螺栓材料45號鋼、性能等級為6.8級時，s 480MPa , 查表11 5a取S=3,那么s/S=480/3MPa=160MPa，故443 8。巾 9.097mm160查 GB196-81,取 M12 (di=10.106mm 9,097mm) o (2)吊環(huán)中心移至0點時：首先將載荷Fq向O點簡化，得一軸向載荷Fq和一翻轉(zhuǎn)力矩M。M使蓋板有繞螺栓 1和3中心連線翻轉(zhuǎn)的趨勢。顯然螺栓4受力最大

3、，其軸向工作載荷為F qM4 2rF qM4 2r20000141422,1002N 5500N1002M F q?OO 20000 5 2N ?mm 141421.4N ?mmFo 1.6F1.6 5500N8800N1.3F。 dj/413 型 MPa i42.6MPa10.1062 /4160MPa故吊環(huán)中心偏移至O點后，螺栓強度仍足夠。分析與思考：(1 )緊螺栓連接的工作拉力為脈動變化時，螺栓總拉力是如何變化的？試畫出其受力變形圖，并 加以說明。Cl答：總拉力Fo F答：總拉力Fo FF,受力變形圖見主教材圖1176Cl c2幅（物F幅（物FCb Cm4i Oi4000N，螺栓剛度 C

4、b=tan30利 miTii件剛度 Cm=tan45=1螺栓所受總拉力f2F =4732.05 N，剩余預(yù)緊力4732.05 20002732.05N（2）提高螺栓連接強度的措施有哪些？這些措施中哪些主要是針對靜強度？哪些主要是針對疲勞 強度？答：措施有：1）改善螺紋牙間的載荷分配；2）減少螺栓的應(yīng)力幅；3）采用合理制造工藝；4 ）避免附加彎曲應(yīng)力；5）減少應(yīng)力集中。第1）種措施主要對靜強度，其余四種主要針對疲勞強度。2、如下圖為某受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接的載荷變形圖：（1）當(dāng)工作載荷為2000N時，求螺栓所受總拉力及被聯(lián)接件間剩余預(yù)緊力。（2）假設(shè)被聯(lián)接件間不出現(xiàn)縫隙，最大工作載荷是多少？

5、（2）如要使被連接件間不出現(xiàn)縫隙，即被連接件的變形量恰好為零，此時，剩余預(yù)緊力為零，承受的工作荷載最大，且F F2o根據(jù)上圖幾何關(guān)系得F2 4000 （1 tan 30。）=6309.40N ,即F 6309.40N3.氣缸蓋聯(lián)接結(jié)構(gòu)如下圖，氣缸內(nèi)徑D=250m m,為保證氣密性要求采用12個M18 的螺栓，螺紋內(nèi)徑15.294mm、中徑16.376mm,許用拉應(yīng)力=120MPa,倍，求氣缸所懿德廉德小丑鸚髀俄為螺栓工作拉力dc=d1) oo螺栓總拉力Fodi/(413)剩余預(yù)緊力F2di /13E F F 15F F2.5F, F Fo / 2.5Fdi/(42.5 13)212015294 % 36783 N汽缸壓力為p2502) 1.658 MPap (n F 4)/( D2