西交大考研机械设计基础第十五章 螺纹连接

第十五章螺纹连接15-12、已知气缸的工作压力在00.5aMP之间变化。汽缸内径500mmD，汽缸盖螺栓数目为16，结合面间采用铜皮石棉垫片。试计算汽缸盖螺栓直径。s22600.50.510981754498175613616161.59204QQDFPFFFFFb解：由于气缸盖螺栓连接需满足气密性、强度等要求，并要求具有足够的疲劳强度。按表选定螺栓强度级别、材料及其主要力学性能如下：6.8级、45钢、=600MPa、=480MPa。汽缸最大荷载N单个螺栓连接的工作载荷N有紧密形要求的连接，残余锁紧力N单个螺栓受的最大载荷011112112920461361534013480160341.341.31534012.6mm[]160mm20.8153400.861361sFFSSFdMdccccFFFcc0N计算静强度，取安全系数，故许用拉应力：[]=MPa螺栓直径查标准确定标准螺栓尺寸：16内径=13.835螺栓疲劳强度校核：相对刚度、选石棉垫片+锁紧力=-+0222101043115340104312455213.835150.331mm44153401043116.3272150.331a0.871.251192[]1[]33.9amuaaFFdAFFAKKSK-1BN螺栓拉力变化幅N2螺栓危险截面积螺栓应力幅MPa螺栓材料疲劳极限=0.32=0.32600=192MP许用应力幅7.8460.871.251[]316.327[]17.846muaaaKKSMPa其中：、、、（控制预紧力）疲劳强度校核：MPaMPa疲劳强度安全15-13、一托架用6个铰制孔用螺栓与钢柱相连接，作用在托架上的外载荷4510QFN。就图15-48所示的三种螺栓组布置形式，分析哪一种布置形式螺栓受力最小。1222210500006300100343230941533[(1003)(503)]5QQQSQQQFFFFFFTrFFrrFsmax解：外载荷向螺栓组对称中心简化，则各螺栓组受横向力和旋转力矩300。三组螺栓组的受力情况可知：三组螺栓所受由横向力引起的工作剪力都为===8333N。6而各组所受旋转力矩300作用的效果却不同。螺栓受的最大力为：（a）=N螺栓受的总载荷最大221maxmax62max62236222(cos30)(sin30)0.612=306006300150()6150360.5250006300150+7525()4(150+75)27511QsssQQQQbsQQQFFFFFFFTrbFrFFFFFFFTrCFamaxsmax2i=1smaxsmax2ii=1N=螺栓受的总载荷最大N=r总受力22max32maxmax235120.56128050666bQcsQQbcFFFFFFFFFF22smaxsmaxamax螺3和4最大1（+）+（）N55所以（）组布置的螺栓受力最大螺栓所受力最小，15-14、图15-49是由两块板焊成的龙门式起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱（工字钢）相连接，支架所承受的最大载荷为20000N,使设计：4321651122346（1）、采用普通螺栓连接（靠摩擦传力）的螺栓直径d;（2）、采用铰制孔用螺栓连接（靠剪切传力）的螺栓直径d，设已知螺栓的[]28aMP为。12346312262222max1212220,2030061020102.58875757526107.0788752122cos25007070RRsssssssFTFFrTrFrFFFFF解：载荷向螺栓组相对对称中心简化得横向载荷KN转矩KNmmNmmKN旋转力矩作用下mmKN而螺栓和所受两力夹角最小，故螺栓1和2所受横向载荷最大则有：23maxmax21225007070cos459.01(1)0.39.0110==3003310.335300300150221.3[]4ssssFfFFmFfFmfFdKN采用普通螺栓连接，应先求出螺栓所需预紧力，取钢对钢，，取选用材料的螺栓，屈服强度MPa取安全系数S=2，则许用应力=MPa螺栓危险截面的强度条件为此111max203max0041.341.33003318.205,=18.376150300(2)2.5449.01109.7771011120sRRFdddSFdFdMd时螺栓小径满足mm选M20，mm[]横向力作用下，采用铰制孔螺栓连接，螺栓许用剪应力[]===120MPa螺栓剪切强度条件为[]4得：mm，用的铰制孔螺栓，mm[]