中南大學年《機械設計》第五章例題及答案

1、圖示螺栓聯(lián)接中，采用兩個M20的螺栓，其許用拉應力，聯(lián)接件結(jié)合面間摩擦系數(shù)，防滑系數(shù)，試計算該聯(lián)接允許傳遞的靜載荷（M20的螺栓）。 2、氣缸蓋結(jié)構如圖所示，氣缸內(nèi)徑D2=250mm，為保證氣密性要求采用12個M18的螺栓聯(lián)接，螺紋小徑15.294mm，=120MPa，F(xiàn)1=1.8F，求氣缸所能承受的最大壓強P。3、圖示為一有氣密性要求的壓力容器，內(nèi)裝有毒氣體，氣壓p=0.6MPa，容器直徑，螺栓數(shù)量z=20，螺栓許用應力，預緊力，螺栓相對剛度系數(shù)，試問：（1）應選用直徑多大的螺栓？注意： 普通螺栓的公稱直徑第一直徑系列12162024.小徑/mm10.10613.83517.29426.21

2、1.（2）要求殘余預緊力，問是否滿足要求？4、圖示支架用4個普通螺栓聯(lián)接在立柱上，已知載荷P=12400N，聯(lián)接的尺寸參數(shù)如圖所示，接合面摩擦系數(shù)f=0.2，螺栓材料的屈服極限S =270N/mm2,安全系數(shù)S=1.5，螺栓的相對剛度Cb/(Cb+Cm)=0.3,防滑系數(shù)Ks=1.2，試求所需螺栓小徑d1 。解題要點：載荷P產(chǎn)生傾覆力矩M, 在M的作用下，左邊的兩個螺栓所受軸向拉力較大，容易拉斷失效，因此所需螺栓小徑d1的計算應以左邊的兩個螺栓為對象；在橫向載荷P的作用下，支架可能產(chǎn)生滑移，使聯(lián)接失效。為此，要保證在螺栓預緊力作用下，聯(lián)接的接合面產(chǎn)生的摩擦力大于橫向載荷與防滑系數(shù)的乘積；在傾覆

3、力矩M的作用下，支架與立柱接合面的右邊部分被進一步壓緊，為避免接合面壓潰失效，應校核接合面右部的壓強。本題未要求此項計算。解： 在力P的作用下： = 1 * GB2 螺栓組聯(lián)接承受的傾覆力矩（順時針方向）： M=P*150=12400*150=1860000Ncm = 2 * GB2 在傾覆力矩M的作用下，左邊兩螺栓受力較大,所受載荷Fmax : Fmax=M lmax/li2=1860000*(160/2)/4*(160/2)2=5812.5N = 3 * GB2 在橫向載荷P的作用下，支架與立柱接合面可能產(chǎn)生滑移,根據(jù)不滑移的條件 f F0 zKsP 可得：F0KsP /fz=1.2*12

4、400/0.2*4=18600N = 4 * GB2 左邊螺栓所受總拉力F2 ： F2= F0+Cb/(Cb+Cm)*F=18600+0.3*5812.5=20343.75N = 5 * GB2 螺栓的許用應力： = S/S=270/1.5=180MPa = 6 * GB2 螺栓危險截面的直徑（螺栓小徑d1 ）： d14*1.3 F2/3.14* 1/2=4*1.3*20343.75/3.14*180 1/2=13.677mm題1-3的解題思路：1. = 1 * GB3 求預緊力（最大）F0 （式5-28）；（28896N） = 2 * GB3 求F（式5-9）(19264N)2. = 1 * GB3 求總拉力（最大）F2 （式5-33）；（16949.22N） = 2 * GB3 求工作拉力（最大）F（式5-29）；(6053.3N) = 3 * GB3 求壓強（最大）p (1.48MPa)3. = 1 * GB2 : = 1 * GB3 求工作拉力F ；(8478N) = 2 * GB3 求總拉力F2（式5-32）；(8806N) =