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例题2、图示凸缘联轴器,用六个普通螺栓将两半联轴器相联,被联轴的转速n=960r/min,传递的功率P=1.5kW,联轴器接合面间摩擦系数f=0.2,防滑系数Ks=1.2,螺栓材料屈服极限σs=320Mpa,安全系数[S]=1.5,计算螺栓直径。解:1)联轴器所传递转矩mmNnPT.105.1960151055.91055.94662)螺栓所承受的预紧力F0NFNzfrTKFS1500:15001002.0610152.1040取TKfzrFs03)求许用应力asMPs3.2135.1/320]/[][4)求螺栓直径mmdmmFddFca41.3:41.33.21315003.14][3.14][413.1101210取5、气缸盖联接结构如图所示,气缸内径D=250mm,为保证气密性要求采用12个M18的螺栓,螺纹内径15.294mm、中径16.376mm,许用拉应力=120MPa,取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍,求气缸所能承受的最大压强。解:1.单个螺栓所能承受的总的拉力NdFdFca2.169493.1120294.1525.03.1][41][413.122122122.单个螺栓所承受的工作力NFFFFFFFF68.67795.2/5.25.1212F∑3.气缸盖所承受的总的拉力NzFF16.8135668.6779124.气缸所能承受的最大压强。aMPDFAFp658.1)2250(16.81356)2(22max例题4、一紧螺栓联接,已知,,加工作载荷F后,螺栓又伸长1mm,此时螺栓受到轴向总载荷F2=5000kN,求螺栓的预紧力F0、工作载荷F、残余预紧力F1大小?mmKNCb/1000mmKNCm/2000解:受轴向工作载荷的紧螺栓联接预紧时的受力-变形图。NCCFFFmbmb30001)20001000()(tantanNFCmCCFFFCmCCFFbbbb400030003150002002NFFF20003000500021’△F板A用4个普通螺钉固定在机座B上,已知板与机座间摩擦系数=0.14,螺钉许用拉应力[σ]=120MPa,FQ=2.5kN,要求能产生的摩擦力比工作负载大25%,试螺钉小径。解:取A板为研究对象kN.mm2085.28aaaFTQ7aAB2a2aFQFQTFQ/4FQ/4FQ/4FQ/4板A用4个普通螺钉固定在机座B上,已知板与机座间摩擦系数=0.14,螺钉许用拉应力[σ]=120MPa,FQ=2.5kN,要求能产生的摩擦力比工作负载大25%,试螺钉小径。解:取A板为研究对象kN.mm2085.28aaaFTQkNaaF53.322524201TFQ/4FQ/4FQ/4FQ/4F1F1F1F1FaFT241kNFFQ625.04/2kNFFFFF4135cos2212221kNFF71.3525.10TFQ/4FQ/4FQ/4FQ/4F1F1F1F1FFmZF%)251(0][413.1210dF根据不发生滑移条件:Z=1,m=1d1=22.2mm实验:螺栓组合实验R例题5、如图所示,试问,此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜?为什么?[τ]=100MPa,[σ]=150MPaR=P/2=10000NP解:1、螺栓受力分析(取一半作为研究对象)根据力的平移原理,将力P转化为在形心上的力P和力矩T。T=RL=10/4×300=3000N.m2、螺栓受力F1=R/4=10000/4=2500N转矩作用在螺栓上的力NrTFrFT7071221504100030004422RRTF2F2FSRF2F1F1F1F1如图所示,受力最大的螺栓为最右侧两螺栓。其最大切向力为:NFFFFF9014135cos70712500270712500135cos2222122213、设计螺栓1)采用铰制孔螺栓,mmdmmFddF7.107.10][4][41min0020TF1F1F1F1F2F2F2F2F螺栓直径:mmFd4241505408431431401..][.min][413.1210dFca2)采用普通螺栓联接不发生滑移条件:NifFKFFKiFfvSSv540842090142100..TF1F1F1F1F2F2F2F2F返回目录前一页后一页退出4、如图所示结构,用四个M16普通螺栓联接,d1=13.835mm,螺栓材料的许用应力[σ]=88Mpa,各接合面的摩擦系数f=0.3,防滑系数Ks=1.2,接合面不滑移条件求该结构能够承担的最大载荷F。(设:)1mbbCCC解:先将F简化到I中心O。MI=500FFI=F设螺栓的预紧力为F0I。按接合面不发生滑移条件,FFzfFKFFKZfFsIsI23.022.100返回目录前一页后一页退出在倾覆力矩作用下,受力最大螺栓1所承受的工作载荷F工作FFMFI33.8302305003023022工作螺栓1所承受总的轴向载荷:FFCCCFFmbbII33.1002工作由强度公式:NFFdFI1.98588835.134133.103.1][413.121212FFFrTFRIIIII5.1010220022再计算Ⅱ处:将F简化到Ⅱ中心。TⅡ=200FFⅡ=F螺栓4受横向载荷最大。由不滑移条件:(螺栓预紧力QⅡ)FfRKFRKfFIISIIIISII42:00可行由强度公式:NFdFII9.242:][413.1210得所以接合面Ⅱ处最危险,且最大载荷为:F=242.29N返回目录前一页后一页退出在倾覆力矩作用下,受力最大螺栓1所承受的工作载荷F工作FFMFI33.8302305003023022工作螺栓1所承受总的轴向载荷:FFCCCFFmbbII33.1002工作由强度公式:NFFdFI1.98588835.134133.103.1][413.121212例3某承受轴向载荷的螺栓联接。已知单个螺栓所受轴向载荷F=500N,预紧力F0=500N,螺栓的刚度cb,arctancb=30°。被联接件的刚度cm,arctancm=45°。1)绘制此螺栓联接的力——变形图,并确定螺栓总拉力F2。2)若将垫片改为较软的,使arctancb=60°,其他不变,F2=?3)比较上述两种情况,判断哪种密闭性好?1002003004005006007008009001000N变形60°30°45°45°FF2F1FF2F1F0例4一钢板采用三个铰制孔螺栓联接,下列三个方案哪个最好?F3F3F3FL2aFL2aFmax=F3=FL2aF3+F3F3F3FL2aFL2aFmax=F1=F3=222231323aLFaFLFF3F3F3FL3aFl3aFL3aFmax=F2=222313150cos33233aLaLFaFLFaFLF比较:方案一:Fmax=FL2aF3+方案二:Fmax=22313aLF方案三:Fmax=2313aLaLF——差谁好?22313aLF2313aLaLF由:a534L=结论:1)当La534时,方案三最好。2)当La534时,方案二最好。例5指出下列各图中的错误。受任意载荷螺栓组向形心简化———————→四种简单状态迭加——→受载最大螺栓——→按单个计算例1、图示底板用8个螺栓与支架相连,受外力Q作用,Q作用于包含X轴并垂直于底板接缝面,试计算此螺栓组联接。(θ=30°)解:(一)受力分析QQHQH=QcosθQVQV=QsinθHMHQHH=QcosθMH=H·300VMVQVV=QsinθMV=V·400H=4330N,V=2500N,M=MH-MV=299000N·mm(二)工作条件分析1、保证结合面不滑移HkzFfs又:zVcccFF212)(1212VcccHkzFsf2、受力最大螺栓轴向载荷a、FV=V/z=2500/8=312.5N(每个螺栓受V作用相同)b、M作用,离形心越远受力越大NMrrMFiiM299)100200(420022812maxmaxc、最大工作载荷NFFFMV5.611maxmaxd、螺栓总拉力)2.0(8.5784211max2110cccNFcccFF=5662.5N8.0212ccc取:kf=1.3μs=0.13
本文标题:第05章 螺栓习题
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