机械设计螺纹计算题答案

1、1、一方形盖板用四个螺栓与箱体连接，其结构尺寸如下图。盖板中心0点的吊环受拉力Fq=20000N,设剩余预紧力F =0.6F, F为螺栓所受的轴向 工作载荷。试求：(1)螺栓所受的总拉力Fo ,并计算确定螺栓直径(螺栓材料为45号钢，性能等级为6.8级)。(2)如因制造误差，吊环由 0点移到0点，且00=5 2 mm求受力最大螺栓所受的总拉力F。，并校核(1 )中确定的螺栓的强度。解题要点：(1)吊环中心在0点时：此螺栓的受力属于既受预紧力F作用又受轴向工作载荷F作用的情况。根据题给条件，可求出 螺栓的总拉力：Fo=F +F=0.6F+F=1.6F题15 7图而轴向工作载荷F是由轴向载荷Fq引

2、起的，故有： TOC o 1-5 h z 巳 20000N5000N HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 44 Fo 1.6F 1.6 5000N8000N螺栓材料45号钢、性能等级为6.8级时，s 480MPa , 查表11 5a取S=3,那么s/S=480/3MPa=160MPa，故443 8。巾 9.097mm160查 GB196-81,取 M12 (di=10.106mm 9,097mm) o (2)吊环中心移至0点时：首先将载荷Fq向O点简化，得一轴向载荷Fq和一翻转力矩M。M使盖板有绕螺栓 1和3中心连线翻转的趋势。显然螺栓4受力最大

3、，其轴向工作载荷为F qM4 2rF qM4 2r20000141422,1002N 5500N1002M F q?OO 20000 5 2N ?mm 141421.4N ?mmFo 1.6F1.6 5500N8800N1.3F。 dj/413 型 MPa i42.6MPa10.1062 /4160MPa故吊环中心偏移至O点后，螺栓强度仍足够。分析与思考：(1 )紧螺栓连接的工作拉力为脉动变化时，螺栓总拉力是如何变化的？试画出其受力变形图，并 加以说明。Cl答：总拉力Fo F答：总拉力Fo FF,受力变形图见主教材图1176Cl c2幅（物F幅（物FCb Cm4i Oi4000N，螺栓刚度 C

4、b=tan30利 miTii件刚度 Cm=tan45=1螺栓所受总拉力f2F =4732.05 N，剩余预紧力4732.05 20002732.05N（2）提高螺栓连接强度的措施有哪些？这些措施中哪些主要是针对静强度？哪些主要是针对疲劳 强度？答：措施有：1）改善螺纹牙间的载荷分配；2）减少螺栓的应力幅；3）采用合理制造工艺；4 ）避免附加弯曲应力；5）减少应力集中。第1）种措施主要对静强度，其余四种主要针对疲劳强度。2、如下图为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图：（1）当工作载荷为2000N时，求螺栓所受总拉力及被联接件间剩余预紧力。（2）假设被联接件间不出现缝隙，最大工作载荷是多少？

5、（2）如要使被连接件间不出现缝隙，即被连接件的变形量恰好为零，此时，剩余预紧力为零，承受的工作荷载最大，且F F2o根据上图几何关系得F2 4000 （1 tan 30。）=6309.40N ,即F 6309.40N3.气缸盖联接结构如下图，气缸内径D=250m m,为保证气密性要求采用12个M18 的螺栓，螺纹内径15.294mm、中径16.376mm,许用拉应力=120MPa,倍，求气缸所懿德廉德小丑鹦髀俄为螺栓工作拉力dc=d1) oo螺栓总拉力Fodi/(413)剩余预紧力F2di /13E F F 15F F2.5F, F Fo / 2.5Fdi/(42.5 13)212015294 % 36783 N汽缸压力为p2502) 1.658 MPap (n F 4)/( D2