機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)第5答案解析

.錯(cuò)誤！鏈接無(wú)效。。在預(yù)緊力F0不變的條件下,若保證被聯(lián)接件不出現(xiàn)縫隙,該螺栓的最大軸向工作載荷Fmax為多少？解：5—57如圖所示,一氣缸蓋與缸體凸緣采用普通螺栓聯(lián)接。已知?dú)飧字械膲毫在0～2MPa之間變化,氣缸內(nèi)徑D=500mm,螺栓分布直徑D0=650mm。為保證氣密性要求,殘余預(yù)緊力F1=1.8F,螺栓間距t≤4.5d<d為螺栓的大徑>。螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力[]=120MPa,許用應(yīng)力幅[a]=20MPa。選用銅皮石棉墊片,螺栓相對(duì)剛度Cb/〔Cb+Cm=0.8,試確定螺栓的數(shù)目和尺寸。題5—題5—57圖2525則單個(gè)螺栓所受的軸向工作載荷F為：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓所受的總拉力F2為：所需的螺栓直徑d1：查表校核螺栓間距t校核應(yīng)力幅a：確定螺栓的數(shù)目和尺寸:查表題5—58圖22381305—58如圖凸緣聯(lián)軸器〔GB/T5843—1986的型號(hào)為YLD10,允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T=630N·m,兩半聯(lián)軸器采用4個(gè)M12的鉸制孔用螺栓聯(lián)接,螺栓規(guī)格為M12×60〔GB/T27題5—58圖2238130解：s=640MPa采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接鑄鐵的B=200MPa螺桿d0=13mm查表5—10鋼：S=2.5SP=1.25[]=s/S=640/2.5=256MPa[P]=s/SP=640/1.25=512MPa鑄鐵：SP=2.0～2.5[P]=B/SP=200/2.0～2.5=100～80MPa單個(gè)螺栓所受的工作剪力F為：校核螺桿的剪切強(qiáng)度校核螺桿、聯(lián)軸器的擠壓強(qiáng)度Lmin=38－22=16mm改用普通螺栓聯(lián)接查表5—10按不控制預(yù)緊力,設(shè)d=16mm取S=4[]=s/S=640/4=160MPa取M20,d1=17.294mm>14.165mm<或取第二系列M18,d1=15.294mm>14.165mm>與假設(shè)基本相符,不必修改安全系數(shù)S。螺栓的長(zhǎng)度l>22×2+m+S=44+18+5=67取l=70~80mm螺栓標(biāo)記：螺栓GB57882—86M20×70<或80>5—59如圖所示,為一支架與機(jī)座用4個(gè)普通螺栓聯(lián)接,所受外載荷分別為橫向載荷FR=5000N,軸向載荷FQ=16000N。已知螺栓的相對(duì)剛度Cb/<Cb+Cm>=0.25,接合面間摩擦系數(shù)f=0.15,Ks=1.2,螺栓的性能等級(jí)為8.8級(jí),試確定螺栓的直徑及預(yù)緊力F0。題5—59圖解：題5—59圖查表5—10,按不控制預(yù)緊力,設(shè)d=16mm取S=4[]=s/S=640/4=160MPa〔按控制預(yù)緊力取S=1.2~1.5[]=s/S=640/1.2~1.5=533.33~426.67MPa單個(gè)螺栓的軸向工作載荷F在橫向載荷FR作用下,支架不下滑的條件：?jiǎn)蝹€(gè)螺栓所受的總拉力F2確定螺栓的直徑取M16,d1=13.835mm>12.04mm與假設(shè)相符?！部刂祁A(yù)緊力時(shí),取M8,d1=6.647mm>6.593mm或M10,d1=8.376mm>7.371mm5—60如圖所示,方形蓋板用四個(gè)螺釘與箱體聯(lián)接,蓋板中心O點(diǎn)的吊環(huán)受拉力F=10kN,要求殘余預(yù)緊力為工作拉力的0.6倍,螺釘?shù)脑S用拉應(yīng)力[]=120MPa。<1>求螺釘?shù)目偫2。<2>如因制造誤差,吊環(huán)由O點(diǎn)移到O＇點(diǎn),求受力最大螺釘?shù)目偫2max及螺釘?shù)闹睆?。題題5—60圖200200o解：<1>螺釘?shù)目偫2<2>受力最大螺釘?shù)目偫max因制造誤差,吊環(huán)移位產(chǎn)生的力矩在M作用下,左下角螺栓受加載作用,受到的載荷：受力最大螺釘所受的工作載荷Fmax受力最大螺釘所受的總拉力螺釘?shù)闹睆饺10,d1=8.376mm>7.792mm5—61如圖所示,有兩塊邊板和一塊承重板焊成的龍門(mén)起重機(jī)導(dǎo)軌托架。兩塊邊板各用4個(gè)螺栓與立柱〔工字鋼相聯(lián)接,托架所承受的最大載荷為20000N,問(wèn)：〔1此聯(lián)接采用普通螺栓還是鉸制孔用螺栓為宜？〔2若用鉸制孔用螺栓,已知螺栓材料為45號(hào)鋼性能等級(jí)為6.8級(jí),試確定螺栓的直徑。題5—61題5—61圖150立柱〔1因載荷較大,若采用普通螺栓,則需要的預(yù)緊力很大,螺栓的直徑很大。所以此聯(lián)接采用鉸制孔用螺栓為宜?！?s=480MPa查表5—10鋼：S=2.5SP=1.25[]=s/S=480/2.5=192MPa[P]=s/SP=480/1.25=384MPa將力F向形心簡(jiǎn)化F=10000NT=F·L=10000×300=3×106NmmF作用在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FFT作用在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FT由圖可知,右邊兩個(gè)螺栓受力最大按剪切強(qiáng)度計(jì)算直徑,s=480MPa查表5—10鋼：S=2.5SP=1.25[]=s/S=480/2.5=192MPa[P]=s/SP=480/1.25=384MPa取M8d0=9mm>7.7335mm按擠壓強(qiáng)度計(jì)算只要即滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。5—62鉸制孔用螺栓組聯(lián)接的三種方案如圖所示。已知L=300mm,a=60mm,試求螺栓組聯(lián)接的三種方案中,受力最大的螺栓所受的力各為多少？那個(gè)方案較好？方案二方案二aa題5—62圖方案一方案三解：將力F向形心簡(jiǎn)化：橫向載荷F旋轉(zhuǎn)力矩T=F·L=300F方案一：橫向載荷F在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FFT在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FT如圖示可知,螺栓3受力最大方案二：橫向載荷F在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FFT在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FT圖示知螺栓1、3受力最大方案三：橫向載荷F在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FFT在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FT螺栓2受力最大由上述計(jì)算可知,方案三螺栓的Fmax較小,所以該方案較好。5—63如圖所示,支座用4個(gè)普通螺栓固定在基座上,結(jié)構(gòu)尺寸如圖示,靜載荷F=6KN,接合面間摩擦系數(shù)f=0.6,Ks=1.2,螺栓的性能等級(jí)為6.8級(jí)；已知螺栓的相對(duì)剛度Cb/<Cb+Cm>=0.2。試計(jì)算此聯(lián)接所需的螺栓直徑和每個(gè)螺栓的預(yù)緊力。題5—63圖200支座解:題5—63圖200支座查表5—10按不控制預(yù)緊力,設(shè)d=12mm取S=4.4[]=s/S=480/4.4=109.09MPa查表5—7設(shè)基座為混凝土〔或其他材料[P]=MPa1、螺栓受力分析①將F向接合面形心簡(jiǎn)化橫向力軸向力傾覆力矩M=Fx·l=5196.15×200=1039230Nmm②單個(gè)螺栓軸向工作載荷分析在Fy作用下：:在M作用下：左側(cè)的兩個(gè)螺栓受的軸向力最大2、確定單個(gè)螺栓的預(yù)緊力F0①按在Fx作用下不滑移確定F0,要求：②按接合面左側(cè)不離縫確定F0,要求：Pmin>0③按不壓潰確定F0,要求：Pmax[P]綜合①、②、③預(yù)緊力取F0=6370N3、確定螺栓直徑螺栓的總拉力取M16d1=13.835mm>10.3876mm〔或M14d1=11.835mm>10.3876mm大于假設(shè)的直徑,S不必修改。五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析題5—64試指出下列圖中的錯(cuò)誤結(jié)構(gòu),并畫(huà)出正確結(jié)構(gòu)圖。<a><a>螺釘聯(lián)接<b>雙頭螺柱聯(lián)接<c>鉸制孔