機械設計_螺紋聯(lián)接和螺旋傳動答案

1、第3章螺紋聯(lián)接和螺旋傳動答案思考題（略）習題1、如圖所示為某受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接的載荷變形圖： （1）當工作載荷 為2000N時，求螺栓所受總拉力及被聯(lián)接件間殘余預緊力。（2）若被聯(lián)接件間不 出現(xiàn)縫隙，最大工作載荷是多少？15解：（1）螺栓剛度&二tan30 =0.57735，被聯(lián)接件剛度 心二tan45 =1，由圖知預緊力F。= 4000 N螺栓所受總拉力Fa =F0邑Fe =40000.577352000 =4732Nkb kc0.57735 1被聯(lián)接件間剩余預緊力Fr=F0kckb- kc FE= 400010.57735 12000 = 2732NFa和Fr圖示如下:40

2、00N(2)被聯(lián)接件不出現(xiàn)縫隙，需kcFr 二 F。cFe -0kb +kcE maxkcO.57735 14000 -6309.4N12. 受軸向力緊螺栓聯(lián)接，已知螺栓剛度 心=0.4 106N/mm ,被聯(lián)接件剛度kc =1.6 106N/mm，螺栓所受預緊力F。=8000N，螺栓所受工作載荷為FE =4000N。要求:(1) 按比例畫出螺栓與被聯(lián)接件受力-變形圖(比例尺自定)。(2) 在圖上量出螺栓所受的總拉力 Fa和剩余預緊力Fr，并用計算法求出此二值，互相校對。(3)若工作載荷在04000 N之間變化，螺栓的危險截面面積為96.6mm2，求螺栓的應力幅二a和平均應力二m (按計算值F

3、0等求二m、二a，不按作圖求值)預緊后螺栓變形"b0kb80000.4 106=0.02mm被聯(lián)接件變形8000(1)kc61.6 10二 0.005mmFrkbkbkcFe=80000.4S060.4 106 1.6 1064000 二 8800N二 FqkckbkcFe-8000 -1.6 1060.4 1061.6 1064000=4800N誤差Fa8800-90008800=-2.3%Fr4800 - 50004800-4.17%匚aFa - Fq2A8800 - 80002 96.6=4.14MPaFa Fq2A8800 80002 96.6= 86.96MPa3. 氣缸蓋

4、聯(lián)接結(jié)構(gòu)如圖所示，氣缸內(nèi)徑D=250mm,為保證氣密性要求采用12個 M18的螺栓，螺紋 內(nèi)徑 15.294mm、中徑16.376mm，許用 拉應力lc l=120MPa，取剩余預緊力為工作拉力的 1.5倍，求氣缸所能承受的最大壓強（取計算直徑dc=dj解：螺栓總拉力Fa w L二d 1 1(4 1.3)殘余預緊力Fr =1.5Fe , Fe為螺栓工作拉力。Fa = Fr Fe = 1.5Fe Fe = 2.5Fe , Fe = Fa / 2.5Fe w Hd；/(4 2.5 1.3)-卜-1 di /13= 12015.2942/13 =6783N汽缸壓力為p2 2p=(n Fe 4) /(

5、 D ) w 12 6783 4/(250 )= 1.658 MPa4 .圖示一鑄鐵吊架用兩只普通螺栓固定在梁上。吊架承受的載荷Fq二100000N,螺栓材料為5.8級，Q235,匚s =400 MPa，安裝時不控制預緊力，取 安全系數(shù)S=4，取剩余預緊力為工作拉力的0.4倍，試確定螺栓所需最小直徑。解：許用拉應力：I二二400 'OOMPaS 42個螺栓，z= 2,每個螺栓的工作載荷Fe二電=10000 =5000 Nz 2剩余預緊力 Fr =O.4fe =0.4 5000 =2000 N故得螺釘?shù)目偫a = Fe Fr =5000 2000 =7000 N按強度條件，螺栓小徑d

6、!（或dj J叫=瑞。00才°.764mm5如圖剛性凸緣聯(lián)軸器用6個普通螺栓聯(lián)接。螺栓均勻分布在 D = 100mm 的圓周上，接合面摩擦系數(shù)f =0.15，考慮摩擦傳力的可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)）C =1.2。若聯(lián)軸器傳遞的轉(zhuǎn)矩T= 150N.m，載荷較平穩(wěn)，螺栓材料為6.8級，45鋼，匚s =480MPa，不控制預緊力，安全系數(shù)取 S = 4，試求螺栓的最小直徑。解：許用拉應力2二型=120 MPaS 4設螺栓所需預緊力為Fo，則zF。f D > CT2CT 1.2 1500即 F0 >4000N0 x D100zf 6 0.15 -2 24 1.3F0則螺栓小徑d1（或

7、dc） >1.3 40007.43mm1206.如圖所示凸緣聯(lián)軸器，用4個M16六角頭鉸制孔用螺栓聯(lián)接，其受剪螺 栓直徑為d° =17 mm，螺栓長65mm,螺紋段長28mm。螺栓材料為 Q235鋼,屈服極限匚s =240MPa，聯(lián)軸器材料為HT250，強度極限匚250MPa。聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩T= 2000N.m，載荷較平穩(wěn)，試校核螺紋聯(lián)接強度。附：受剪螺栓聯(lián)接許用切應力許用擠壓應力（靜載）：對鋼匕小£ ；對鑄鐵j丄£解：設每個螺栓所受剪力為F，則哺> T，故F > 乞/ 2°°°°°°

8、= 6452N zD丄254 155 F 645228.42MPa三d；三1724424096MPa2.5.<1.1,安全。擠壓面高度度“二（65 _ 28） 一 23 = 14mm對鑄鐵許用擠壓應力!-p 1 b 250 =100MPa1 2.5 2.5對鋼許用擠壓應力Icp 竺=160 MPap 21.515擠壓應力匚PF 6452 -27.11MPavJp 1，安全。d0§ 17如4p 17如圖所示，一鑄鐵托架用4個普通螺栓固定在鋼柱上，已知靜載荷FQ = 3kN, 距離I =150mm，接合面摩擦系數(shù)f =0.2。螺栓取5.6級、35鋼，二300 MPa， 不控制預緊力

9、，取安全系數(shù)S=4。鑄鐵的許用擠壓應力l< J - 150MPa，螺栓的 k相對剛度亠0.3，考慮可靠性系數(shù)（防滑系數(shù)）C =1.2，試求螺栓所需最kb +匕1GQ小直徑。將載荷Fq向螺栓組形心C簡化，向下滑移的剪力Fq= 3kN，繞0-0翻轉(zhuǎn)力mmM = FqI = 3000 150 二 450000 N上面螺栓FE max1、2受工作拉力MLmaxMLmax4Lmax45222. 803.57N4 140在Fq力作用下保證不滑移,設每個螺栓的預緊力為F。，則CFqzf1.2 30004 0.2二 4500N許用拉應力刁、-s 302 =75MPa4螺栓總拉力Fa按強度條件，螺栓小徑d11.3 漢 4Fa1.3 4 4741.07漢75=10.229mmFEmax =45000.3 803.57 =4741.07N計算下端不壓壞:zF°