機(jī)械設(shè)計(jì)---螺栓計(jì)算題

1、11.用于緊聯(lián)接的一個(gè) M16 普通螺栓，小徑di=14.376mm, 預(yù)緊力F20000N,軸向工作 載荷F=10000N,螺栓剛度Cb=1xi06N/mm,被聯(lián)接件剛度Cm=4xi06N/mm,螺栓材料的 許用應(yīng)力c=150N/mm2;（1 ）計(jì)算螺栓所受的總拉力F（2 ）校核螺栓工作時(shí)的強(qiáng)度?！癈b1x106cc1.解（1）6- 0.2Cb+Cm（1十4）燈06=20000+0.2X10000=22000N1.3F01.3x22000（2） %a-df14.37644=176.2N/mm2 匕 12.圖 c 所示為一托架， 20kN 的載荷作用在托架寬度方向的對(duì)稱線上，用四個(gè)螺栓將托架連

2、 接在一鋼制橫梁上，螺栓的相對(duì)剛度為 0.3， 螺栓組連接采用普通螺栓連接形式，假設(shè)被連接件都不會(huì)被壓潰，試計(jì)算：1）該螺栓組連接的接合面不出現(xiàn)間隙所需的螺栓預(yù)緊力F至少應(yīng)大于多少？（接合面的抗彎剖面模量 W=12. 71X106mm3） （7 分）2） 若受力最大螺栓處接合面間的殘余預(yù)緊力F要保證 6956N ,計(jì)算該螺栓所需預(yù)緊力F、所受的總拉力F0。（ 3 分）傾覆力矩 M 使左側(cè)兩個(gè)螺栓工作拉力減小；使右側(cè)兩個(gè)螺栓工作拉力增加，值為:Cb二FCb* Cm（5 分）（5 分）（1）、螺栓組聯(lián)接受力分析：將托架受力 情況分 解成下圖所示的受軸向載荷 Q 和受傾覆力矩 M 的兩 種基本螺栓組

3、連接情況分別考慮。受楓裁荷緊螺栓底接熾受頊瞳力矩2）計(jì)算受力最大螺栓的工作載荷F：（ 1 分）Q 使每個(gè)螺栓所受的軸向載荷均等，為Q=20000=50（N）Afi=600圖匚托架（圖中尺寸單位:mm）2Ml6 106227.54 227.52-6593.41（N）3顯然，軸線右側(cè)兩個(gè)螺栓所受軸向工作載荷最大，均為：F =F卄2=11593.41(N)(3)根據(jù)接合面間不出現(xiàn)間隙條件確定螺栓所需的預(yù)緊力F預(yù)緊力 F的大小應(yīng)保證接合面在軸線右側(cè)不能出現(xiàn)間隙，即匕拓側(cè)邊界二0-(滋址J )/220 x(600 - 200)8800022000(1乞)Qg =(13)曲= 0.你(沖A220 x(60

4、0-200)M6xlOe、帝-220X00-20C62 2X600b 曲惻邊界=2OO159476=005() 0.CO 159 + 0 476)x22000= 0.635 x22000 = 13970(/7)結(jié)論：為保證接合面介出現(xiàn)間隙.螺栓的預(yù)緊力護(hù)至少應(yīng)大于139702)若F=6956N，則：(3 分)F= FN+(1-CgF = 6956 + 0.7 xl!593.41 = 15071,43(N)cB+ ce% = F + F J11593.41+6955 = 18548.41(N)3. 一壓力容器蓋螺栓組連接如圖所示，已知容器內(nèi)徑D=250mm ，內(nèi)裝具有一定壓強(qiáng)的液體，沿凸緣圓周均

5、勻分布 12 個(gè) M16(d!= 13.835mm )的普通螺栓，螺栓材料的許用拉應(yīng)力二=180MPa，螺栓的相對(duì)剛度cb/(cb編)=0.5，按緊密性要求，剩余預(yù)緊力斤=1.83F,F為螺栓的軸向工作載荷。試計(jì)算：該螺栓組連接允許容器內(nèi)的液體最大壓 強(qiáng)pmax及每個(gè)螺栓連接所需的預(yù)緊力F0。1、計(jì)算每個(gè)螺栓允許的最大總拉力：刁二d124 1.3 = 20815N4FAF4xFF 、_ ._ _ fIA220 x(600 - 200) 88000 220004律AFlAxF F42、計(jì)算容器內(nèi)液體最大壓強(qiáng)F2= F1F = 2.8F.份20815F7434N.份2.8L HD2/4FPmax.

6、分12Pmax=1.82MPa.分F。二F2CbF.分3、CbCm= (20815-0.5 7434)=17098N.份4 . 一鋼制液壓油缸，缸內(nèi)油壓P = 2.5MPa(靜載)，油缸內(nèi)徑 D = 125mm，缸蓋由 6 個(gè)M16 的螺釘聯(lián)接在缸體上.螺釘剛度 Cb與缸體缸蓋的剛度Cm之比為 1/4 ,螺釘材料的性能等級(jí)為 5.6 級(jí)，安全系數(shù)取 S= 1.5 , M16 螺釘?shù)男?di=13.835mm.若根據(jù)聯(lián)接的緊密性 要求，要求殘余預(yù)緊力QP1.5F.試分析預(yù)緊力QP應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)才能滿足此聯(lián)接的 要求？解 1.計(jì)算單個(gè)螺釘?shù)墓ぷ骼 ( 2 分)油缸蓋聯(lián)接所受的載荷F 滬

7、ppD2/4，每個(gè)螺釘?shù)墓ぷ骼=巳/6 = p XpD2/4/6 = 2.5p(125)2/4/6 = 5113.27 N2.計(jì)算允許的螺釘最大總拉力Q ( 2 分)螺釘材料性能等級(jí)為5.6 級(jí)，ss= 300MPa，許用應(yīng)力s= ss/S = 300/1.5 = 200MPa.由強(qiáng)度條件 sca= 1.3Q/( pd2/4) WSQwpd2S/4/1.3=pX13.8352X200/4/1.3=23127.83 N3.求預(yù)緊力QP的允許范圍(2 分)1)按螺釘強(qiáng)度條件求允許的最大預(yù)緊力Q =QP十 Cb/ ( Cb+Cm) F23127.83 N Qp1.5F即Qp1.5F 十 0.8F

8、 = 2.3F = l1760.52 N由以上計(jì)算結(jié)果可知，預(yù)緊力QP應(yīng)控制為11760.52 NQPF 5。03在 F 作用下，各螺栓所受橫向力為 Fsi=1250(N )3 曲z 4在 T 作用下，各螺栓所受橫向力也相等，為l rT T2.5I06 c八Fs22=5524.3(N)- 分一4r 4r 4、802802=,FsiFs2- 2FsiFs2cos-125025524.32 1250 5524.3 cos135= 6469(N)6.有一受預(yù)緊力 F0和軸向工作載荷作用的緊螺栓連接，已知預(yù)緊力 F0= 1000 N，螺栓的剛度 Cb 與連接件的剛度 Cm 相等，軸向工作載荷 F=1000N ，試計(jì)算該螺栓所受的總拉力F2=?剩余預(yù)緊力 F1= ?在預(yù)緊力 F0不變的條件下，若保證被連接件間不出現(xiàn)縫隙，該螺栓的 最大軸向工作載荷 Fmax為多少？F1=F0- (I -丁5 )尸=000- 0,5x!000 = 500NF1=F2= FO- F = 1 500 - 1 000 = 500 N為保證被連接件間不出現(xiàn)縫隙，則F10.= 2 000 N50