受拉螺栓联接例题

受拉螺栓联接例题

例题已知汽缸工作压力p=0～0.5Mpa，工作温度<1250C，

汽缸内径D2=1100mm，螺栓数目z=20，采用铜皮石棉垫。试计

算汽缸盖螺栓直径。

解

一．力分析

1.汽缸盖受气体最大压力：

F Q=p· D22/4=0.5×3.14×11002/4=475200(N)

2.单个螺栓工作载荷：

F1=0

F2=F Q/z=475200/20=23760(N)

3.剩余预紧力：

F''=1.5F2=1.5×23760=35640(N)

4.螺栓最大拉力

F02=F2+F''=23760+35640=59400(N)

5.预紧力

F'=F02-c1/(c1+c2)F=59400-0.8×23760=4039 0(N)

6.螺栓拉力变化幅度：

F a=(F02-F')/2=(59400-40390)/2=9505(N) 二．计算螺栓疲劳强度

1.螺栓直径：

初取M42，查手册d=42mm，d1=37.129mm，d2=39.07mm

(取标准，也可先按静强度计算d，再校核疲劳强度)

2.螺栓截面积

A=πd12/4=3.14×37.1292/4=1082.17mm2 3.螺栓应力幅：

σa=F a/A=9505/1082.17=8.78(Mpa)

4.选材：

35钢，螺栓强度级别5.6级。

σB=500Mpa

σs=300Mpa

5.螺栓材料疲劳极限

σ-1=0.41σB=0.41×500=205Mpa

6.螺栓极限应力幅

ε=0.62

k m=1

k u=1

kσ=3.45

σalim=εk m k u σ-1/kσ=0.62⋅1⋅1⋅205/3.45=36.84( M pa)

7.螺栓许用应力幅

[s a]=3

[σa]=σalim/[s a]=36.84/3=12.28(Mpa)

8.校核

σa=8.78(Mpa)<[σa]=12.28(Mpa)

满足疲劳强度

三．计算静强度

1.拉应力

σ=F02/πd12/4=59400/(3.14⋅37.1292/4)=54.88 (Mpa)

2.许用应力：

[s s]=2.5

[σ]=σs/[s s]=300/2.5=120(Mpa)

3.等效应力：

σ ca=1.3 σ=1.3⨯54.88=71.344(M pa)

4.强度校核：

σ ca=71.344<[σ]=120(Mpa)

满足静强度

结果：M42，Z=20