机械设计螺栓计算题

1、亦=20000N,预紧力M16晋通螺栓 小径轴向工作=14.376mmf 1.用于紧联接的一个JTU4 xlON/mglON/mg载荷被联接件刚度=10000N,螺栓刚度螺栓材料=1 X66也的许用应力o = 150N/mm<> 2FI）计算螺栓所受的总拉力（2 ）校核螺栓工作时的强度。6101?Cb?02 ） 1.解（1610）? 1 ?4C?C（mbC?bFF?FF?F oC?Cmb （5分）=20000+0.2x 10000=22000N? “？s376？dl4144? （5=176.2N/mm>分）22图c所示为一托架f 20kN的载荷作用在托架竞度方向的对称线上，用

2、四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3 ,螺栓组 连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃，试计算：F'该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力至少应大于多少？（接合面的1）抗弯剖面模>W=12.71xl0mm）（7分）36尸要保证6956N,计算该螺栓所需预紧力2 ）若 受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力尸冗（3、所受的总拉力分）o=60030020kN00憑7ii oKt-71_!1B1V113图G托架(图中尺寸单位：mm)(11螺栓组联接受力分析：将托架受力 情况分解成下图所不的受轴向载荷Q和受倾覆力矩M的两种基本螺栓组连接情况分别考虑。1

3、分):(2)计算受力最大螺栓的工作载荷F20000Q)(5000:使每个螺栓所受的轴向载荷均等, 为QNF? 14Z使左侧两个螺栓工作拉力减小；使右侧两个螺栓工作拉力増加,值为:M 倾餐力矩 6Ml?227.5?610max?6593.?41(?FN) 2 245.227?42?lil?i显然r轴线右侧两个螺栓所受轴向工作载荷最大r均为:F?F?F?1159341(N)21(3)根据接合面间不出现间隙条件确走螺栓所雳的预紧力F :预紧力F的大小应保证接合面在轴线右侧不能出现间隙，即弓右侧边界=疔尹- Sq - <7pM > 06 列=二1 Mpa)x A 220 x(600 - 2

4、00)88000220004F*.£7 刃列(7196?)卩 A 220x(600 - 200)8800022000(1_)2.=5 = 0皿A220x(600-200)咖 JF 220)<(60/-20&)、2X600Fl12b站训边界=_ Jq-0.159-0.476= 0.05(?<2)> 0 22000/. F1 > (0.159 十 0.476) x 22000 = 0.635 x Z2000 = 13970QO结论：为保证接合面不出现间隙，螺栓的预紧力刃至少应大于13970pM竽分)，则：2)若( 3 = 6956NF'= F

5、9;4(1 - <5 ”)尺=5 + Cq昂=F + F”= 11593.41+6955 =18548.41(27),内装具有一走压强的液一压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm3.(个M16体， 沿凸缘圍周均匀分布12d )的普通螺栓，螺栓材料的许用拉二13.835mmi?0.5/0180MPa?JuZ 力，螺栓的相对冈!J度?ccc?,按紧密性要求，剩余预紧力mbbFFF为螺栓的轴向工作载荷。试计 算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压，=1.8引强Fp。及每个螺栓连接所需的预紧力血x 计算每个螺栓允许的最大总拉力：1、2?di 分2F? 21.34?分1N2O81

6、5?计算容器内液体最大压强、2分12.8F?F?F?Fu20815?F1分77434N 2.8 2?4/D 分lF?p 晦12分lp?1.82MPam«Cb 分 F?F?2F20、3C?Cmb 分 N1?7434)?17098?(20815?0.5 个,缸盖由 6D = 125mm 一钢制液压油缸，缸内油压P = 2.5MPa(静载),油缸内径4 .，螺钉材料的性能之比为1/4 C与缸体缸盖的刚度CM16的螺钉联接在缸体上螺钉刚度讪若根 据联接的紧密d = 13.835mm. , M16螺钉的小径等级为5.6级，安全系数取S = 1.5】应控制在什 么范围内才能满足此联Q >

7、1.5F.试分析预紧力性要求，要求残余预紧力Q pp?接的要求分)F ( 2解1.计算单个螺钉的工作拉力2.5 = = F/4/6 F/4 ,每个螺钉的工作拉力F 油缸盖联接所受的载荷22PDx6 = p=ppD / K5113.27 N=/4/6p(125)2分)(22.计算允许的螺钉最大总拉力Q由强= 200MPa./S ,许用应力s=s = 300/1.5螺钉材料性能等级为5.6级，s = 300MPasss/4)S度条件 s = 1.3Q/( pd2ca23127.83 N 200/4/1.3 = x 13.835xQ<pds/4/1.3 = p22 分) Q求预紧力的允许范围(

8、23.p按螺钉强度条件求允许的最大预紧力1)23127.83 N<)F/C(C+CQ = Q 十 mpbb5113.27=22105.：L7 N2)按联接紧密性条件求最小的预紧力 根据Q°=pmbpPml 1760.52 N联接紧密性要求,P1.5F >F=Q-0.8F+C-C/(C )QP22105.17 N<<11760.52 N Qp尸，各有关几何尺寸如5KN=如图所示的螺栓组联接，已知外载荷5.F。图所示。试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷smax51160 （1）将FT。向螺栓组形心平移，同时得转矩解：4分）xT=500xF = 5xlOx5OO

9、= 2.510（ Ng531O?F5125O= F在F作用下，各螺栓所受横向力为（N ） 一3分?si4z 在T作用下,各螺栓所受横向力也相等,为610.5?rTT235524. =4分（N ）?F2s2r4r422804?80?两螺栓所受的横向力最大,为显然,1、222?cosFFF?F?F?2 呦昨 gxl355524cos3?12503?5524？?2?1250?6469?4分（N ）,螺栓的1000 N =和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，已知预紧力FF有一受预紧力6.00 r试计算该螺栓所受的总拉F=1000N相 等，轴向工作载荷刚度Cb与连接件的刚度Cm不变的条件下,若保证被连接件间不出现缝隙， 该F = ?在预紧力F剩余预紧力F力=?02i?为多少螺栓的最大轴向工作载荷FmaxFo 二尸 + rrF = 1 000 + 0,5x I 000 = 1 500 NF"=严-(1 -= IOOO-O.5xl