機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)第5答案

........第五章螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)一、選擇題CA；牙型角增5—1螺紋升角ψ增大，則聯(lián)接的自鎖性，傳動(dòng)的效率C大，則聯(lián)接的自鎖性A、提高A，傳動(dòng)的效率B、不變。C、降低5—2在常用的螺旋傳動(dòng)中，傳動(dòng)效率最高的螺紋是D。A、三角形螺紋B、梯形螺紋C、鋸齒形螺紋D、矩形螺紋5—3當(dāng)兩個(gè)被聯(lián)接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要經(jīng)常裝拆時(shí)，往往采用A。A、雙頭螺柱聯(lián)接B、螺栓聯(lián)接C、螺釘聯(lián)接D、緊定螺釘聯(lián)接C5—4螺紋聯(lián)接防松的根本問題在于。A、增加螺紋聯(lián)接的軸向力C、防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動(dòng)B、增加螺紋聯(lián)接的橫向力D、增加螺紋聯(lián)接的剛度ABB防松，串聯(lián)鋼絲為防松。5—5對頂螺母為A、摩擦防松，開口銷為B、機(jī)械C、不可拆B(yǎng)5—6在鉸制孔用螺栓聯(lián)接中，螺栓桿與孔的配合為A、間隙配合5—7在承受橫向工作載荷或旋轉(zhuǎn)力矩的普通緊螺栓聯(lián)接中，螺栓桿用。。B、過渡配合C、過盈配合C作A、受剪切應(yīng)力B、受拉應(yīng)力C、受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力和拉應(yīng)力D、既可能只受切應(yīng)力又可能只受拉應(yīng)力A5—8受橫向工作載荷的普通緊螺栓聯(lián)接中，依靠來承載。A、接合面間的摩擦力C、螺栓的剪切和被聯(lián)接件的擠壓5—9受橫向工作載荷的普通緊螺栓聯(lián)接中，螺栓所受的載荷為B、螺栓的剪切和擠壓B；受橫向；受軸向工作載荷的普通松；受軸向工作載荷的普通緊螺栓聯(lián)接中，螺栓A工作載荷的鉸制孔螺栓聯(lián)接中，螺栓所受的載荷為A螺栓聯(lián)接中，螺栓所受的載荷是D所受的載荷是A、工作載荷荷+預(yù)緊力。B、預(yù)緊力C、工作載參考.資料........D、工作載荷+殘余預(yù)緊力E、殘余預(yù)緊力C5—10受軸向工作載荷的普通緊螺栓聯(lián)接。假設(shè)螺栓的剛度b與被聯(lián)接件的剛m相等，聯(lián)接的預(yù)緊力為0，要求受載后接合面不分離，當(dāng)工作載荷等于預(yù)緊度CFFFD。力0時(shí)，則A、聯(lián)接件分離，聯(lián)接失效B、被聯(lián)接件即將分離，聯(lián)接不可靠倍C、聯(lián)接可靠，但不能再繼續(xù)加載D、聯(lián)接可靠，只要螺栓強(qiáng)度足夠，工作載荷還可增加到接近預(yù)緊力的兩FC5—11重要的螺栓聯(lián)接直徑不宜小于M12，這是因?yàn)?。A、要求精度高C、防止擰緊時(shí)過載擰斷D、便于裝配5—12緊螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算時(shí)將螺栓所受的軸向拉力乘以1.3，是由于A、安全可靠B、減少應(yīng)力集中D。B、保證足夠的預(yù)緊力C、防止松脫D、計(jì)入扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力FF5—13對于工作載荷是軸向變載荷的重要聯(lián)接，螺栓所受總拉力在與2之間0C變化，則螺栓的應(yīng)力變化規(guī)律按。A、r=常數(shù)B、C、=常數(shù)min=常數(shù)m5—14對承受軸向變載荷的普通緊螺栓聯(lián)接，在限定螺栓總拉力的情況下，提高B螺栓疲勞強(qiáng)度的有效措施是。ACCBC、減小b，增、增大螺栓的剛度b，減小被聯(lián)接件的剛度m大CmCCCmDCCm、減小和、增大和bba5—15有一汽缸蓋螺栓聯(lián)接，若汽缸內(nèi)氣體壓力在0~2MP之間變化，則螺栓C中的應(yīng)力變化規(guī)律為。A、對稱循環(huán)穩(wěn)定循環(huán)B、脈動(dòng)循環(huán)C、非對稱循環(huán)D、非FF1不變，只將螺栓由實(shí)心變成空5—16當(dāng)螺栓的最大總拉力2和殘余預(yù)緊力F心，則螺栓的應(yīng)力幅a與預(yù)緊力0為、a增大，預(yù)緊力0應(yīng)適當(dāng)減小D。AFBF、增大，預(yù)緊力0應(yīng)適當(dāng)增a大CF、a減小，預(yù)緊力0應(yīng)適當(dāng)減小DF、減小，預(yù)緊力0應(yīng)適當(dāng)增a參考.資料........大同D5—17螺栓聯(lián)接螺紋牙間載荷分配不均是由于A、螺母太厚B、應(yīng)力集中。C、螺母和螺栓變形大小不D、螺母和螺栓變形性質(zhì)不同5—18螺栓的材料性能等級(jí)為6.8級(jí)，則螺栓材料的最小屈服極限近似為A。A、480MPaB、6MPaC、8MPaD、0.8MPaA5—19采用凸臺(tái)或沉頭座作為螺栓頭或螺母的支承面，是為了A、避免螺栓受彎曲應(yīng)力D、減小擠壓應(yīng)力5—20設(shè)計(jì)螺栓組聯(lián)接時(shí)，雖然每個(gè)螺栓的受力不一定相等，但該組螺栓仍采用。B、便于放置墊圈C、減小預(yù)緊力C相同的規(guī)格（材料、直徑和長度均相同），這主要是為了A、外形美觀D、受力均勻5—21傳動(dòng)螺旋工作時(shí)，其最主要的失效形式為。C、便于加工和安裝B、購買方便D。A、螺桿的螺紋圈被剪斷C、螺紋工作面被壓碎B、螺母的螺紋圈被剪斷D、螺紋工作面被磨損二、填空題5—22型角型角=30°60°=，適用于聯(lián)接；而梯形螺紋的牙，適用于傳動(dòng)。5—23普通螺紋的公稱直徑指的是螺紋的大徑，計(jì)算螺紋的摩擦力矩時(shí)使用的是螺紋的中徑，計(jì)算螺紋的危險(xiǎn)截面時(shí)使用的是螺紋的小徑。5—24常用螺紋的類型主要有普通螺紋、米制錐螺紋、管螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋、和鋸齒形螺紋。5—25聯(lián)接螺紋必須滿足自鎖條件，傳動(dòng)用螺紋的牙型斜角比聯(lián)接用螺紋的牙型斜角小，這主要是為了減小當(dāng)量摩擦系數(shù)，提高傳動(dòng)效率。5—26若螺紋的直徑和螺旋副的摩擦系數(shù)已定，則擰緊螺母時(shí)的效率取決于螺紋的螺紋升角ψ和牙型斜角（牙側(cè)角）。5—27螺紋聯(lián)接的擰緊力矩等于螺紋副間的摩擦阻力矩T1和螺母環(huán)形端面與參考.資料........被聯(lián)接件（或墊圈）支承面間的摩擦阻力矩T2之和。5—28螺紋聯(lián)接防松的實(shí)質(zhì)在于防止螺紋副在受載時(shí)發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)。5—29在螺栓聯(lián)接的破壞形式中，約有90%的螺栓屬于疲勞破壞，疲勞斷裂常發(fā)生在螺紋根部。5—30普通緊螺栓聯(lián)接，受橫向載荷作用。則螺栓中受拉應(yīng)力和扭切應(yīng)力作用。5—31普通螺栓聯(lián)接承受橫向工作載荷時(shí)，依靠接合面間的摩擦力承載，螺栓本身受預(yù)緊（拉伸、扭轉(zhuǎn)）力作用，則聯(lián)接可能的失效形式為接合面間的滑移、螺栓被拉斷；鉸制孔用螺栓聯(lián)接承受橫向工作載荷時(shí)，依靠鉸制孔用螺栓抗剪切承載，螺栓本身受剪切和擠壓力作用，則聯(lián)接可能的失效形式為螺桿被剪斷和螺桿與孔壁接觸面被壓潰（碎）。FF5—32有一單個(gè)緊螺栓聯(lián)接，已知預(yù)緊力為0，軸向工作載荷為，螺栓的相對CCCFFFCCC剛度為/（+m），則螺栓所受的總拉力2=+/（+m），而殘余預(yù)緊力=-/（+m）。若螺栓的螺紋小徑為1，螺栓材料的許用拉伸應(yīng)bb0bbFFFCCCd10mb41.3F力為[]，則其危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度條件式為。2d21FF5—33受軸向工作載荷作用的緊螺栓聯(lián)接，當(dāng)預(yù)緊力為0和工作載荷一定時(shí)，F(xiàn)為減小螺栓所受的總拉力2，通常采用的方法是減小螺栓的剛度或增大被聯(lián)接件的剛度；當(dāng)工作載荷和殘余預(yù)緊力1一定時(shí)，提高螺栓的疲勞強(qiáng)度，可以減小螺栓的剛度或增大被聯(lián)接件的剛度。FF5—34螺栓聯(lián)接中，當(dāng)螺栓軸線與被聯(lián)接件支承面不垂直時(shí)，螺栓中將產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力。5—35采用凸臺(tái)或沉頭座孔作為螺栓頭或螺母的支承面是為了避免螺栓受附加彎曲應(yīng)力。5—36螺紋聯(lián)接防松，按其防松原理可分為摩擦防松、機(jī)械防松和其它（破壞螺紋副的關(guān)系）防松。5—37進(jìn)行螺栓組聯(lián)接受力分析的目的是求出螺栓組中受力最大的螺栓及其所受的力，以便進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。5—38螺栓組聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是合理的確定聯(lián)接結(jié)合面的幾何形狀和螺栓的布置形式，力求每個(gè)螺栓和聯(lián)接結(jié)合面間受力均勻，便于加工和裝配；應(yīng)考慮的主要問題有①聯(lián)接結(jié)合面設(shè)計(jì)成軸對稱的簡單幾何形狀；②螺栓的布置應(yīng)使各螺參考.資料........栓的受力合理；③螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距；④分部在同一圓周上螺栓數(shù)目應(yīng)取成4、6、8等偶數(shù)。ABCB5—39螺栓聯(lián)接件的制造精度共分為、、三個(gè)精度等級(jí)，其中級(jí)多用于受載較大且經(jīng)常裝拆、調(diào)整或承受變載荷的聯(lián)接。三、分析與思考題5—40常用螺紋有哪幾種類型？各用于什么場合？對聯(lián)接螺紋和傳動(dòng)螺紋的要求有何不同？答：常用螺紋的類型和應(yīng)用參看教科書P60表5—1。：對聯(lián)接螺紋的要求:聯(lián)接可靠，當(dāng)量摩擦系數(shù)大，自鎖性能好。對傳動(dòng)螺紋的要求:當(dāng)量摩擦系數(shù)系數(shù)小，傳動(dòng)效率高。5—41在螺栓聯(lián)接中，不同的載荷類型要求不同的螺紋余留長度，這是為什么？答：螺紋的余留長度越長，則螺栓桿的剛度Cb越低,這對提高螺栓聯(lián)接的疲勞強(qiáng)度有利。因此，承受變載荷和沖擊載荷的螺栓聯(lián)接，要求有較長的余留長度。5—42聯(lián)接螺紋都具有良好的自鎖性，為什么有時(shí)還需要防松裝置？試各舉出兩個(gè)機(jī)械防松和摩擦防松的例子。答：在沖擊、振動(dòng)或變載荷的作用下，螺旋副間的摩擦力可能減小或瞬間消失，這種現(xiàn)象多次重復(fù)后，就會(huì)使聯(lián)接松脫。在高溫或溫度變化較大的情況下，由于螺紋聯(lián)接件和被聯(lián)接件的材料發(fā)生蠕變和應(yīng)力松弛，也會(huì)使聯(lián)接中的預(yù)緊力和摩擦力逐漸減小，最終導(dǎo)致聯(lián)接失效。因此螺紋聯(lián)接需要防松。例：開口銷與六角開槽螺母、止動(dòng)墊圈為機(jī)械防松；對頂螺母、彈簧墊圈為摩擦防松。5—43普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔用螺栓聯(lián)接的主要失效形式各是什么？計(jì)算準(zhǔn)則各是什么？答：普通螺栓聯(lián)接（受橫向載荷）的主要失效形式：①接合面滑移②螺栓桿被拉斷計(jì)算準(zhǔn)則：01.3F螺桿的拉伸強(qiáng)度d2FKF承載條件Sif041參考.資料........鉸制孔用螺栓聯(lián)接的主要失效形式：①螺桿被剪斷②螺桿與孔壁接觸面被壓潰（碎）計(jì)算準(zhǔn)則：FF螺桿的剪切強(qiáng)度螺桿與孔壁接觸面的擠壓強(qiáng)度dLPPd200min45—44計(jì)算普通螺栓聯(lián)接時(shí)，為什么只考慮螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度，而不考慮螺栓頭、螺母和螺紋牙的強(qiáng)度？答：螺栓頭、螺母和螺紋牙的結(jié)構(gòu)尺寸是根據(jù)與螺桿的等強(qiáng)度條件及使用經(jīng)驗(yàn)規(guī)定的，實(shí)踐中很少發(fā)生失效，因此，通常不需進(jìn)行其強(qiáng)度計(jì)算。5—45松螺栓聯(lián)接和緊螺栓聯(lián)接的區(qū)別是什么？在計(jì)算中如何考慮這些區(qū)別？答：松螺栓聯(lián)接，裝配時(shí)螺母不需要擰緊。在承受載荷之前，螺栓不受力。F緊螺栓聯(lián)接，裝配時(shí)螺母需要擰緊。在擰緊力矩作用下，螺栓除受預(yù)緊力0的拉伸而產(chǎn)生的拉應(yīng)力外還受摩擦力矩T1的扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的扭切應(yīng)力，使螺栓處于拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)。強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，松螺栓聯(lián)接只考慮工作載荷即可。緊螺栓聯(lián)接應(yīng)綜合考慮拉應(yīng)力和扭切應(yīng)力的作用，計(jì)入扭切應(yīng)力的影響，即螺栓所受的軸向拉力乘以1.3。5—46普通緊螺栓聯(lián)接所受到的軸向工作載荷或橫向工作載荷為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，螺栓上的總載荷各是什么循環(huán)？答：普通緊螺栓聯(lián)接所受到的軸向工作載荷為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，螺栓上的總載荷為C，即同方向（不變號(hào)）的非對稱循環(huán)變載荷，0＜r＜1；所受到的橫FFFbCC0bm向工作載荷為脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，螺栓上的總載荷為預(yù)緊力，即大小不變的靜載荷，r=1。5—47螺栓的為8.8級(jí)，與它相配的螺母的性能等級(jí)應(yīng)為多少？性能等級(jí)數(shù)字代號(hào)的含義是什么？dmm答：與之相配的螺母的性能等級(jí)應(yīng)為8級(jí)或9級(jí)（＞16～39）。性能等級(jí)8.8，表示小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字8代表材料的抗拉強(qiáng)度極限的1/100(B/100，參考.資料........B=8×100MPa)，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字8代表材料的屈服極限(s)與抗拉強(qiáng)度極限(B)之比值(屈強(qiáng)比)的10倍（10s/B,s=8B/10=640MPa）。5—48在什么情況下，螺栓聯(lián)接的安全系數(shù)大小與螺栓的直徑有關(guān)？試說明其原因。答：在不控制預(yù)緊力的情況下，螺栓聯(lián)接的安全系數(shù)大小與螺栓的直徑有關(guān)，直徑越小，則安全系數(shù)取得越大。因?yàn)榘馐值拈L度隨螺栓直徑的減小而線性減短，而螺栓的承載能力隨螺栓直徑的減小而平方性降低。因此，螺栓直徑越細(xì)越易過擰緊，造成螺栓過載斷裂。所以小直徑的螺栓應(yīng)取較大的安全系數(shù)。5—49圖示螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行預(yù)緊力計(jì)算時(shí)，螺栓的數(shù)目z、接合面的數(shù)目i應(yīng)取多少？答：螺栓的數(shù)目z=4i接合面的數(shù)目=2力FFFF2F0mF1F0bbF1mF1F變形b題5—50圖題5—49圖FF5—50試用受力變形線圖分析說明螺栓聯(lián)接所受軸向工作載荷，當(dāng)預(yù)緊力0一定時(shí)，改變螺栓或被聯(lián)接件的剛度，對螺栓聯(lián)接的靜強(qiáng)度和聯(lián)接的緊密性有何影響？bm答：如圖示，減小螺栓剛度（）或增大被聯(lián)接件的剛度（），螺栓的總FF拉力2減小，螺栓聯(lián)接的靜強(qiáng)度提高；殘余預(yù)緊力1減小，聯(lián)接的緊密性下降。增大螺栓剛度或減小被聯(lián)接件的剛度則相反。參考.資料........F5—51緊螺栓聯(lián)接所受軸向變載荷在0～間變化，在保證螺栓聯(lián)接緊密性要求和靜強(qiáng)度要求的前提下，要提高螺栓聯(lián)接的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)如何改變螺栓或被聯(lián)接件的剛度及預(yù)緊力的大??？試通過受力變形線圖來說明。力力△FFF△F△△FFFF2F2F0F1mm0mFF0F0b0bF1mb變形變形000bbma)改變螺栓的剛度b)改變被聯(lián)接件的剛度題5—51圖FF答：在總拉力2、殘余預(yù)緊力1不變時(shí),FFa)如圖示，減小螺栓的剛度（），增大預(yù)緊力0，可減小△，提高螺栓聯(lián)bm接的疲勞強(qiáng)度。FFb)如圖示，增大被聯(lián)接件的剛度（），增大預(yù)緊力0，可減小△，提高螺栓聯(lián)接的疲勞強(qiáng)度。5—52為什么螺母的螺紋圈數(shù)不宜大于10？通常采用哪些結(jié)構(gòu)形式可使各圈螺紋牙的載荷分布趨于均勻？答：當(dāng)聯(lián)接受載時(shí)，螺栓受拉伸，外螺紋的螺距增大；而螺母受壓縮，內(nèi)螺紋的螺距減小。螺距的變化差以旋合的第一圈處為最大，以后各圈遞減。旋合螺紋的參考.資料........載荷分布為：第一圈上約為總載荷的1/3，以后各圈遞減，第8～10圈以后的螺紋牙幾乎不受力。螺母的螺紋圈數(shù)過多也不能提高承載能力。為了使各圈螺紋牙的載荷趨于均勻，可采用下述方法：①懸置螺母；②內(nèi)斜螺母；③環(huán)槽螺母。5—53受傾覆力矩的螺栓組聯(lián)接應(yīng)滿足哪些不失效條件？1.3F答：①螺桿不被拉斷；d2214ZF0M②結(jié)合面受壓最大處不被壓潰（碎）；AWPmaxPZFM0AW0Pmin③結(jié)合面受壓最小處不離縫。5—54滑動(dòng)螺旋的主要失效形式是什么？其基本尺寸（即螺桿直徑及螺母高度）通常是根據(jù)什么條件確定的？答：滑動(dòng)螺旋的主要失效形式是螺紋面的磨損。其基本尺寸（即螺桿直徑及螺母高度）通常是根據(jù)耐磨性條件確定的。四、設(shè)計(jì)計(jì)算題dmm5—55一牽曳鉤用2個(gè)M10(1=8.376)的普通螺栓固定于機(jī)上體。已知接f合面間摩擦系數(shù)=0.15，防滑系數(shù)Ks=1.2，螺栓材料強(qiáng)度級(jí)別為4.6級(jí)，裝配時(shí)控制預(yù)緊力。試計(jì)算該螺栓組聯(lián)接允許的最大牽曳力max。F牽曳力解：s=240MPa查表5—10，S=1.2~1.5參考.資料題5—55圖........240S1.2~1.5200~160MPaS01.3F由強(qiáng)度條件：＝d21423.148.3762(200~160)8472.85~6778.28N1.34Fd11.340由承載條件：FKFSfz0Ｆ０Kfz(8472.85~6778.28)0.1521.2Ｆ2118.21~1694.57NSmax2118.21~1694.57NＦFF5—56有一受預(yù)緊力0=1000N和軸向工作載荷=1000N作用的普通緊螺栓聯(lián)接，已知螺栓的剛度CCb與被聯(lián)接件的剛度m相等。試計(jì)算該螺栓聯(lián)接所受的總拉F力2和殘余預(yù)緊力F。在預(yù)緊力0不變的條件下，若保證被聯(lián)接件不F錯(cuò)誤!未找到引用源。出現(xiàn)縫隙，該螺栓的最大軸向工作載荷max為多少？CCCF1000110001500N2總拉力FF解：b20bmCCCF100011000500N2殘余預(yù)緊力FFm10bmCCC被聯(lián)接件不離縫時(shí)的Fmax:FFF0maxm10bmFFCCm100022000NbCmax0m參考.資料........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aDmm，螺栓分布直徑0=650mm。為保D在0～2MP之間變化，氣缸內(nèi)徑=500FFtdd證氣密性要求，殘余預(yù)緊力1=1.8，螺栓間距≤4.5(為螺栓的大徑)。螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力[]=120MP，許用應(yīng)力幅[a]=20MP。選用銅皮石棉墊片，螺栓相對剛度/（+m）=0.8，試確定螺栓的數(shù)目和尺寸。aaCCCbb解：設(shè)取螺栓數(shù)目Z=16或24F則單個(gè)螺栓所受的軸向工作載荷為：D522p23.1450024F(16)24531.25N52416pZDDD2p2317N4244F(24)0Z題5—57圖F單個(gè)螺栓所受的總拉力2為：FFF1.8FF2.8F2.824531.2568687.5N2(16)1FFF1.8FF2.8F2.816354.1745791.67N2(24)1參考.資料........d所需的螺栓直徑1：1.3F2d21441.3F41.368687.5120d30.788mm21(16)41.3F41.345791.67120d25.1385mm21(24)M36dd31.670mm30.788mm26.211mm25.1385mm查表1(16)1(24)M30t校核螺栓間距D650t(16)127.5625mm4.5d4.536162mm0Z16D650t(24)85.04mm4.5d4.530135mm0Z24校核應(yīng)力幅a：20MPaC2F216354.170.88.31MPa31.6702bCCd1a(16)a2bm20MPa12.13MPaC2F216354.170.826.2112bCCda(24)a2bm1確定螺栓的數(shù)目和尺寸:參考.資料..Z16M36l100或90mm查表或Z24M30l90mm5—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—1988），螺栓的性能等級(jí)為8.8級(jí)，聯(lián)軸器材料為HT200,試f校核其聯(lián)接強(qiáng)度。若改用普通螺栓聯(lián)接，兩半聯(lián)軸器接合面間的摩擦系數(shù)=0.15，38防滑系數(shù)Ks=1.2，試計(jì)算螺栓的直徑，并確定其公稱長度，寫出螺栓標(biāo)記。22a解：s=640MP采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接a鑄鐵的B=200MP查表5—10d螺桿0=13mm031a鋼：S=2.5SP=1.25[]=s/S=640/2.5=256MP[P]=s/SP=640/1.25=512MPa題5—58圖a鑄鐵：SP=2.0～2.5[P]=B/SP=200/2.0～2.5=100～80MPF單個(gè)螺栓所受的工作剪力為：2630TrFmax2423.08NZ4130103r2ii1校核螺桿的剪切強(qiáng)度2423.08F18.26MPa安全d2013244Lmin=38－22=16mm校核螺桿、聯(lián)軸器的擠壓強(qiáng)度2423.0811.65F安全dL01316PPmin改用普通螺栓聯(lián)接參考.資料..查表5—10按不控制預(yù)緊力，設(shè)d=16mm取S=4/S=640/4=160MPa[]=s1.26302KTS由承載條件：F00.15413010319384.62NZfrii11.3F由強(qiáng)度條件：＝0d214.F41341.319384.6214.165mmd10160取M20，d1=17.294mm>14.165mm(或取第二系列M18，d1=15.294>14.165mm)與假設(shè)基本相符，不必修改安全系數(shù)S。螺栓的長度>22×2+m+S=44+18+5=67mmllmm取=70~80螺栓標(biāo)記：螺栓GB57882—86M20×70(或80)640若按控制預(yù)緊力，?。?.2~1.5，533.33~426.67MPaSS1.2~1.541.3F41.319384.627.7586~8.674mm(533.33~426.67)d01取M10，d8．376mm7.7586mm1取M12，d10.106mm8.674mm1標(biāo)記：螺栓GB5882—86M1070(或80)螺栓GB5882—86M1270(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FFCCC載荷R=5000N，軸向載荷Q=16000N。已知螺栓的相對剛度/(+m)=0.25，bbf接合面間摩擦系數(shù)=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F預(yù)緊力0。參考.資料..a解：s=640MPFR查表5—10，按不控制預(yù)緊力，設(shè)d=16mm取S=4a[]=s/S=640/4=160MPFQ（按控制預(yù)緊力取S=1.2~1.5a[]=s/S=640/1.2~1.5=533.33~426.67MP）題5—59圖F單個(gè)螺栓的軸向工作載荷FFQZ4000N160004F在橫向載荷R作用下，支架不下滑的條件：fFZKF1sR1.2500010000N0.154殘余預(yù)緊力FKFsRfZ1F2單個(gè)螺栓所受的總拉力FFF10000400014000N21確定螺栓的直徑41.3F41.314000d112.04mm(控制預(yù)緊力時(shí)6.593~7.371mm)2160取M16，1=13.835mm>12.04mm（控制預(yù)緊力時(shí)，取M8，1=6.647>6.593或M10，dmm與假設(shè)相符。dmmdmmmm1=8.376>7.371）參考.資料........C預(yù)緊力FF(1-)F10000(1-0.25)400013000NbCC01bm5—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F拉力=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a[]=120MP。(1)求螺釘?shù)目偫?。(2)如因制造誤差，吊環(huán)由點(diǎn)移到＇點(diǎn)FOOOO52mm，求受力最大螺釘?shù)目偫2max及螺釘?shù)闹睆?。解?1)螺釘?shù)目偫2F002ooF10FF(0.61)4kNZ421200(2)受力最大螺釘?shù)目偫max因制造誤差，吊環(huán)移位產(chǎn)生的力矩題5—60圖參考.資料........M1052502Nm在M作用下,左下角螺栓受加載作用，受到的載荷：FM502103250N210022rM受力最大螺釘所受的工作載荷FmaxF100004FF2502750NZmaxM受力最大螺釘所受的總拉力F2max(0.61)F1.627504400Nmax螺釘?shù)闹睆?1.3F41.344007.792mmd12max120d取M10，1=8.376mm>7.792mm參考.資料..5—61如圖所示，有兩塊邊板和一塊承重板焊成的龍門起重機(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：（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。解：每一邊的載荷為10000N（1）因載荷較大，若采用普通螺栓，則需要的預(yù)緊力很大立柱，螺栓的直徑很大。所以此聯(lián)接采用鉸制孔用螺栓為宜。a（2）s=480MP查表5—10051a鋼：S=2.5SP=1.25[]=s/S=480/2.5=192MPa[P]=s/SP=480/1.25=384MPF將力向形心簡化F=10000NT=F·L=10000×300=3×106Nmm題5—61圖F作用在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FFF10000F2500NZ4FT作用在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FT31067071.07NFTrTmaxzr4752Tzr2ii1參考.資料TFTFFFmax..由圖可知，右邊兩個(gè)螺栓受力最大FF2F22FFcos1359013.88NmaxFTFTa按剪切強(qiáng)度計(jì)算直徑，s=480MP查表5—10a鋼：S=2.5SP=1.25[]=s/S=480/2.5=192MPa[P]=s/SP=480/1.25=384MPFmaxd20449013.884F7.7334mmdmax1920取M8d0=9mm>7.7335mm按擠壓強(qiáng)度計(jì)算FmaxdL0PPminF9013.8893842.6mmLmax只要即滿足強(qiáng)度要求。dmin0P5—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？參考.資料........LLLFFF1123ra123aaaaaa23方案一方案二方案三題5—62圖F解：將力向形心簡化：F旋轉(zhuǎn)力矩T=F·L=300F橫向載荷方案一：FFF橫向載荷在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FTFFF123Z3FFFFT在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FTFFFFTrT300F2.5FF0T2maxFmaxFT2a260T13、zr2ii1F5F17F2.83FFFF如圖示可知，螺栓3受力最大max326FT123FT方案二：FFFFFFF橫向載荷在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FFmaxZ3FFFFTT在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FTFFFTrT300F2.5FFmaxF0T2max2a260T13、zr2ii1參考.資料..5F22.52FF2Fmax圖示知螺栓1、3受力最大F2F232FT1FTFFFFTFF3F2Z3FFFFFFTT在每個(gè)螺栓中心處的橫向力為FTFTrmaxT300F5FmaxFT1、2、33a3603zr2ii1螺栓2