机械设计基础 螺栓组受力分析的设计示例_第1页
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文档简介

1、例题11-1如图11-14所示，矩形钢板用4个螺栓固定在铸铁支架上。受悬臂载荷q = 12000N，接合面间的摩擦系数f = 0. 15，可靠性系数Kf = 1.2, l = 400mm, a = 100mm。试求：(1)用铰制孔螺栓连接时，受载最大的螺栓所 受的横向剪切力；(2)普通螺栓连接时，螺栓所需的预紧力。解题分析本题螺栓组连接受横向载荷和旋转力矩共同作用。解题时，首先 要将作用于钢板上的外载荷向螺栓组连接的接合面形心简化，得出该螺栓组连接 受横向载荷和旋转力矩两种简单载荷作用的结论。然后将这两种简单载荷分配给 各螺栓，找出受力最大的螺栓，利用力的叠加原理求出合成载荷，如图11-15

2、所示。若螺栓组采用铰制孔螺栓，则通过挤压传递横向载荷。若采用普通螺栓连 接，则采用连接面上足够的摩擦力来传递横向载荷。此时，应按螺栓所需的横向 载荷，求出预紧力。具体受力分析步骤见表114。图11-14托架螺栓组连接图 图11-15托架螺栓组连接的受力分析表11-4螺栓组连接的受力分析步骤设计项目计算内容和依据计算结果1.将载荷 简化将载荷F向螺栓组连接的接合面形心0点简化，则有F =12000NT = J x l = 12000 x400 = 4.8 x 106N mmF = 12000NT = 4.8 x 106N mm在横向力F J作用下，各个螺栓所受的横向载荷F1大小相同，方向与F相同

3、。FS1 = F/4 = 12000/4 = 3000 N而在旋转力矩T作用下，由于各个螺栓中心至形心。点的距离相等，所以各个螺栓所受的横向载荷Fs2大小也相同，2.确定各但方向各垂直于螺栓中心与形心。的连线。个螺栓所各螺栓中心至形心0点的距离为FS1= 3000N受的横向r =七妇 2 + a 2 = J1002 +1002 =141.4 mmF2 = 8487N载荷所以 F = T = 48 = 8487 NS2 4r 4 x 141.4由图1115可知，螺栓1和2所受两力的夹角a最小，F =10820N3.用铰制孔螺栓连4.用普通螺栓连接故螺栓1和2所受横向载荷最大，即FS max:F2 + F2 + 2F F cos aS1 S2 S1 S 230002 + 84872 + 2 x 3000 x 8487 x cos45。=10820N铰制孔螺栓连接由上述计算单个螺栓受最大横向载荷Fs= 10820N。普通螺栓连接在预紧力作用下利用接合面的摩擦力来传递横向载荷。普通螺栓的横向载荷的分析同上，则:对于单个受力最大的螺栓，由fF0= Kf FSe得时，最大横向载F =10820N普通螺栓连接

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