机械设计第七章答案

金陵科技学院机械设计作业集-错误！链接无效。。在预紧力F0不变的条件下，若保证被联接件不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少？解：5—57如图所示，一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓联接。已知气缸中的压力p在0～2MPa之间变化，气缸内径D=500mm，螺栓分布直径D0=650mm。为保证气密性要求，残余预紧力F1=1.8F，螺栓间距t≤4.5d(d为螺栓的大径)。螺栓材料的许用拉伸应力[]=120MPa，许用应力幅[a]=20MPa。选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度Cb/（Cb+Cm）=0.8，试题5—57图题5—57图2525则单个螺栓所受的轴向工作载荷F为：单个螺栓所受的总拉力F2为：所需的螺栓直径d1：查表校核螺栓间距t校核应力幅a：确定螺栓的数目和尺寸:查表题5—58图22381305—58如图凸缘联轴器（GB/T5843—1986）的型号为YLD10，允许传递的最大转矩T=630N·m，两半联轴器采用4个M12的铰制孔用螺栓联接，螺栓规格为M12×60（GB/T27—1988），螺栓的性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200,试校核其联接强度。若改用普通螺栓联接，两半联轴器接合面间的摩擦系数f题5—58图2238130解：s=640MPa采用铰制孔用螺栓联接铸铁的B=200MPa螺杆d0=13查表5—10钢：S=2.5SP=1.25[]=s/S=640/2.5=256MPa[P]=s/SP=640/1.25=512MPa铸铁：SP=2.0～2.5[P]=B/SP=200/2.0～2.5=100～80MPa单个螺栓所受的工作剪力F为：校核螺杆的剪切强度校核螺杆、联轴器的挤压强度Lmin=38－22=16改用普通螺栓联接查表5—10按不控制预紧力，设d=16mm取S=4[]=s/S=640/4=160MP取M20，d1=17.294mm>14.165mm(或取第二系列M18，d1=15.294mm>螺栓的长度l>22×2+m+S=44+18+5=67取l=70~80螺栓标记：螺栓GB57882—86M20×70(或80)5—59如图所示，为一支架与机座用4个普通螺栓联接，所受外载荷分别为横向载荷FR=5000N，轴向载荷FQ=16000N。已知螺栓的相对刚度Cb/(Cb+Cm)=0.25，接合面间摩擦系数f=0.15，Ks=1.2,螺栓的性能等级为8.8级，试确定螺栓的直径及预紧力F0。题5—59图解：s题5—59图查表5—10，按不控制预紧力，设d=16mm取S=4[]=s/S=640/4=160MPa（按控制预紧力取S=1.2~1.5[]=s/S=640/1.2~1.5=533.33~426.67MPa）单个螺栓的轴向工作载荷F在横向载荷FR作用下，支架不下滑的条件：单个螺栓所受的总拉力F2确定螺栓的直径取M16，d1=13.835mm>12.04mm（控制预紧力时，取M8，d1=6.647mm>6.593mm或M10，d1=8.376mm5—60如图所示，方形盖板用四个螺钉与箱体联接，盖板中心O点的吊环受拉力F=10kN，要求残余预紧力为工作拉力的0.6倍，螺钉的许用拉应力[]=120MPa。(1)求螺钉的总拉力F2。(2)如因制造误差，吊环由O点移到O＇点，求受力最大螺钉的总拉力F2max及螺钉的直径。题题5—60图200200o解：(1)螺钉的总拉力F2(2)受力最大螺钉的总拉力Fmax因制造误差，吊环移位产生的力矩在M作用下,左下角螺栓受加载作用，受到的载荷：受力最大螺钉所受的工作载荷Fmax受力最大螺钉所受的总拉力螺钉的直径取M10，d1=8.376mm>5—61如图所示，有两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱（工字钢）相联接，托架所承受的最大载荷为20000N，问：（1）此联接采用普通螺栓还是铰制孔用螺栓为宜？（2）若用铰制孔用螺栓，已知螺栓材料为45号钢性能等级为6.8级，试确定螺栓的直径。题5—61图题5—61图150立柱（1）因载荷较大，若采用普通螺栓，则需要的预紧力很大，螺栓的直径很大。所以此联接采用铰制孔用螺栓为宜。（2）s=480MPa查表5—10钢：S=2.5SP=1.25[]=s/S=480/2.5=192MPa[P]=s/SP=480/1.25=384MPa将力F向形心简化F=10000NT=F·L=10000×300=3×106NmmF作用在每个螺栓中心处的横向力为FFT作用在每个螺栓中心处的横向力为FT由图可知，右边两个螺栓受力最大按剪切强度计算直径，s=480MPa查表5—10钢：S=2.5SP=1.25[]=s/S=480/2.5=192MPa[P]=s/SP=480/1.25=384MPa取M8d0=9mm>7.7335按挤压强度计算只要即满足强度要求。5—62铰制孔用螺栓组联接的三种方案如图所示。已知L=300mm，a=60mm，试求螺栓组联接的三种方案中，受力最大的螺栓所受的力各为多少？那个方案较好？方案二方案二aa题5—62图方案一方案三解：将力F向形心简化：横向载荷F旋转力矩T=F·L=300F方案一：横向载荷F在每个螺栓中心处的横向力为FFT在每个螺栓中心处的横向力为FT如图示可知，螺栓3受力最大方案二：横向载荷F在每个螺栓中心处的横向力为FFT在每个螺栓中心处的横向力为FT图示知螺栓1、3受力最大方案三：横向载荷F在每个螺栓中心处的横向力为FFT在每个螺栓中心处的横向力为FT螺栓2受力最大由上述计算可知，方案三螺栓的Fmax较小，所以该方案较好。5—63如图所示，支座用4个普通螺栓固定在基座上，结构尺寸如图示，静载荷F=6KN，接合面间摩擦系数f=0.6，Ks=1.2,螺栓的性能等级为6.8级；已知螺栓的相对刚度Cb/(Cb+Cm)=0.2。试计算此联接所需的螺栓直径和每个螺栓的预紧力。题5—63图200支座解:题5—63图200支座查表5—10按不控制预紧力，设d=12mm取S=4.4[]=s/S=480/4.4=109.09MP查表5—7设基座为混凝土（或其他材料）[P]=MPa1、螺栓受力分析①将F向接合面形心简化横向力轴向力倾覆力矩M=Fx·l=5196.15×200=1039230Nmm②单个螺栓轴向工作载荷分析在Fy作用下：:在M作用下：左侧的两个螺栓受的轴向力最大2、确定单个螺栓的预紧力F0①按在Fx作用下不滑移确定F0，要求：②按接合面左侧不离缝确定F0，要求：Pmin>0③按不压溃确定F0，要求：Pmax[P]综合①、②、③预紧力取F0=6370N3、确定螺栓直径螺栓的总拉力取M16d1=13.（或M14d1=11.835大于假设的直径，S不必修改。五、结构设计与分析题5—64试指出下列图中的错误结构，并画出正确结构图。(a)(a)螺钉联接(b)双头螺柱联