機械設計典型例題

1、第三章例：已知某機械零件的材料的屈服極限s=600MPa，-1=300MPa，（k）D=1.5，m=9，=0.2，實際應力循環(huán)為106，（取N0=107），當零件截面上的最大應力為200MPa，最小應力為-40MPa，（1）畫出零件的疲勞極限應力圖；（2）求該零件的安全系數(shù)（r=常數(shù)）解：A(0, -1)=(0,300) B (0/2, 0/2)=(250,250)ABSABCCHG第六章例1：圖為受拉螺栓組聯(lián)接。接合面摩擦系數(shù)為fs，可靠系數(shù)為Kf，在外載荷Q作用下，試對各螺栓進行受力分析，并列出受載最大的螺栓所受的軸向載荷的表達式。解：將力Q簡化到螺栓組中心，結(jié)果為：螺栓組橫向工作載荷為：

2、 力矩：由橫向載荷引起的單個螺栓的橫向載荷為： 由力矩引起的單個螺栓的橫向載荷為：單個螺栓的最大橫向載荷為：單個螺栓的最大軸向載荷為：例2：圖示支架用四個普通螺栓固定在力柱上。已知P=12400N，聯(lián)接尺寸如圖，鋼對鋼的摩擦系數(shù)f=0.2，螺栓的s=180N/mm2，螺栓的相對剛度C1/(C1+C2)=0.3,可靠系數(shù)Kf=1.2。試求螺栓最小直徑d1。解：將力簡化到螺栓組的中心，有兩種載荷由彎矩M引起的螺栓中的最大工作載荷為： 橫向載荷求螺栓的預緊力：螺栓中的最大載荷：根據(jù)螺栓的強度條件：得：例1：圖示支架與機座用一組普通螺栓連接。螺栓組所受外載荷方向如圖示，已知：N，N,支架與機座結(jié)合面之

3、間的摩擦系數(shù)，可靠性系數(shù),螺栓的相對剛度，螺栓材料的許用拉應力MPa,試求螺栓的直徑，并確定施加在螺栓的預緊力的大小。 解：軸向外載荷作用下，螺栓中殘余預緊力（被連接件之間的壓緊力）確保產(chǎn)生的摩擦力能與橫向外載荷平衡即：，可求出 N單個螺栓軸向外載荷： N； 單個螺栓的總拉力： N；強度條件：，又，代人數(shù)據(jù)得到： mm，預緊力為： N例2：圖示支架用四個普通螺栓固定在力柱上。已知P=12400N，聯(lián)接尺寸如圖，鋼對鋼的摩擦系數(shù)f=0.2，螺栓的s=180N/mm2，螺栓的相對剛度，可靠系數(shù)Kf=1.2。試求螺栓最小直徑d1。（10分）將力簡化到螺栓組的中心，有兩種載荷由彎矩M引起的螺栓中的最大

4、工作載荷為：橫向載荷求螺栓的預緊力：；螺栓中的最大載荷：根據(jù)螺栓的強度條件：得：例3：圖示鑄鋼托架A，用四個普通螺栓固定在鋼座B上。已知Q=1000N，=700mm，a=300mm，鋼對鋼的摩擦系數(shù)f=0.2，螺栓的s=120N/mm2，可靠系數(shù)Kf=1.2，試求螺栓最小直徑d1。解：將簡化到螺栓組中心，結(jié)果為：螺栓組受 由橫向載荷引起得單個螺栓得橫向載荷為： 方向如圖由扭矩T引起得單個螺栓得橫向載荷為： 方向如圖受力最大得螺栓受得橫向載荷為： 根據(jù)螺栓的強度條件：，得：思考：如果將題中的螺栓類型由普通的受拉螺栓改為受剪螺栓，其他條件不變，該如何解題？例4：一壓力容器蓋螺栓組連接如下圖所示，已知容器內(nèi)徑，內(nèi)裝具有一定壓強的液體，沿凸緣圓周均勻分布12個（）的普通螺栓，螺栓材料的許用應力，螺栓的相對剛度，按緊密性要求，殘余預緊力，為螺栓的軸向工作載荷。試計算：（1）該壓力容器能承受的液體最大壓強；（2）每個螺栓連接所需要的預緊力。 解：每個螺栓所受到的工作載