螺栓联接例题(2)-螺栓部分3个不错的例题
螺栓连接例题
例题1.如下图所示，有一用M20C级螺栓的钢板拼接，钢材为Q235-A。
计算此拼接能承受的最大轴心力设计值N。
例题 2.图示一钢板的对接拼接，螺栓直径d=20mm，孔径d0=21.5mm，C级螺栓。
钢板截面为—16*220，拼接板为2—8*220，钢材采用Q235—AF，承受外力设计值N=535KN。
钢板抗拉强度设计值f=215N/mm2，螺栓的强度设计值为f v b=140 N/mm2和f c b=305N/mm2。
试设计此对接拼接。
例3如图所示，偏心受拉的C级普通螺栓连接，偏心拉力设计值N=300KN，e=60mm，螺栓布置如图。
（1）试确定螺栓的规格
（2）其他条件不变，若e=100mm，则螺栓的规格又如何？
例题4.有一牛腿如图所示，用粗制4.6级螺栓连接于钢柱上，牛腿下有一支托板承受剪力，螺栓采用M20，钢材为Q235BF，螺栓间距采用70mm，竖向荷载V距离柱翼缘表面200mm，设计值为100KN，轴向力N设计值为120KN。
（1）验算螺栓强度
（2）如改用5.6级精制螺栓，不考虑支托承剪，再验算螺栓强度
例题5如图所示，该连接采用为双盖板拼接的钢板连接，钢材为Q235B，高强度螺栓为8.8级的M20，连接处板件接触面采用喷砂处理，作用在螺栓群形心处的轴心拉力设计值N=180KN。
试设计此连接。
螺栓联接例题分析
螺栓联接例题分析【例题1 】如图所示，钢板δ=20mm ，用2个螺栓（螺栓间距a=200mm ）联接到机架上。
已知作用于板的负荷F P =5000N,其他尺寸如图10-28所示，板和机架材料为Q235。
要求：（1） 分析螺栓的失效形式。
（2） 分析螺栓的受力。
（3） 按强度设计螺栓直径。
F PF R F TF T L=300 L=300 a =200 a =200 o o F R F P T【解】 1. 采用铰制孔用螺栓联接（1）铰制孔用螺栓的主要失效形式为剪切和挤压失效。
（2）螺栓受力分析 将外载荷F p 向螺栓组对称中心O 简化后，螺栓组受有横向力F p = 5000N 及转矩T = F p ·L = 5000N ×300mm =15×105 N ·mm 。
每个螺栓由横向力产生的工作载荷相同 N 25002N 5000===z F F pR 每个螺栓由转矩T 产生的工作载荷相同N 7500mm 200mm N 101552=∙⨯=⨯=a T z T F 每个螺栓所受的工作载荷的方向如图所示。
经分析可知，两螺栓所受工作载荷相同。
根据力的叠加原理，每个螺栓所受的横向工作载荷N 7906N 750025002222/=+=+=T R R F F F2. 采用普通螺栓联接（1）普通螺栓的主要失效形式为螺纹部分断裂失效。
（2）螺栓受力分析 螺栓受力分析和上述铰制孔用螺栓的分析与计算相同，即每个螺栓的横向工作载荷也是F R /=7906N ，其不同之处在于：普通螺栓联接，靠预紧力产生的摩擦力来传递横向力，其预紧力/ 1.27906N 63248N 00.15RC f F F ⨯=== （3） 按抗拉强度计算螺栓直径 仍选螺栓材料为Q 235，σs = 235MPa 。
由表5-得S s σσ=][,再由表5-试选S = 2，则MPa 5.1172235][==σ。
普通螺栓的小径为129.85mm d == 查表5-，取M36螺栓（小径d 1= 31.670 mm ）。
螺栓联接例题
• =4l5A㎜B＋lCD≤lBC＋lAD，即lAD≥lAB＋lCD－lBC • 故应该为机构为曲柄摇杆机构时，lAD的取值范围C
• 45㎜≤lAD≤125㎜
B
A
D
感谢您的下载让小编的努力能帮助到您， 最后一页是小编对你的谢谢哦，提醒一下， 下载好了几个全部自己看一遍，把用不上 的删除哦！包括最后一页！
Fs
Fs
力
未拧紧
已拧紧,未 受工作载荷
已受工 作载荷
螺栓所受的总拉力 F0 Fs F
例：联轴器用6个普通螺栓联接。传递的扭矩
T=150N·m, f =0.15 ,C=1.2 螺栓材料的
许用应力,[]=140Mpa D=150mm求螺栓小径。
F
D
T
横向载荷 F 2T
ZD
不滑移条件：mFs f CF
6
6
1674N
p
F0 Fs F 1.5F F
2.5F 4185N
D
3、求螺栓小径
d1
1.3 4 F0
1.3 4 4185
160
6.58mm
三、典型实例分析
例7-1 见图, 已知普
通螺栓连接承受的横向载荷
F =1500N, 用一个M24的螺
由已知 n = 1，m = 1，由教材查得fs = 0.14，kf= 1.3
所以
F 1.31500 N 13929N
0.14 11
三、典型实例分析
(2) 计算施加在扳手上的作用力F0
由教材知
T＝0.2F′ d F0 L＝0.2F′ d L＝15d＝15×24mm＝360㎜
查得
M24螺栓的小径 d1＝20.752mm 故 F0×360＝0.2×13929×24
螺栓联接作业及答案
s s
s
5 6 10 3
100 MPa
所以，螺栓的计算直径为：
dc
4 1 .3 F0
.[ ]
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4 1 . 3 25880 3 . 14 100
20 . 702 mm
可知其大径在M16 ~ M30范围内，故上述假设有效。
本题总结：略
第 二 题 图 示 ( 甲 图 ) 一 托 架 由 4 个 螺 栓 固 定 在 立 柱 上 ， 载 荷 P=3000N ， L=400mm，螺栓的相对刚度系数C1/( C1 + C2) = 0.4；结合面的摩擦系数 s=0.2，联接可靠性系数 Kf=1.2。
3. 乙图采用普通螺栓联接时 结构形式发生变化 一、受力分析： 横向力 P = 3000 N 弯 矩 M = P L = 3000 400 = 1.2 106 N· mm
二、失效形式：
1.上侧螺栓不被拉断 — 不断条件 2.结合面上边缘缝隙 — 不松条件 3.结合面下边缘压碎 — 不碎条件 4.结合面垂直向下滑 — 不滑条件 本题中，亦为
pF
pQ
pM
[ p ]
三、求螺栓直径
需求出螺栓上的总拉力F0，为此应先求出螺栓上的工作载荷 F 和预紧力 F ， F 由不松条件和不断条件确定。
截面面积 A=200×600 - 200×200 = 8×104 mm2
1 W 12 b h h
3 3
?ppmpqfp???????三求螺栓直径需求出螺栓上的总拉力f0为此应先求出螺栓上的工作载荷f和预紧力f?f?由不松条件和不断条件确定
钢结构螺栓连接附答案（供参考）
钢结构螺栓连接附答案（供参考）钢结构练习四螺栓连接一、选择题（××不做要求）1．单个螺栓的承压承载力中，[N]= d∑t·f y，其中∑t为（ D ）。
A）a＋c＋e B）b＋dC）max{a+c+e，b+d}D）min{a+c+e，b+d}2．每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受的拉力应低于其预拉力的（ C ）。
A）1.0倍B）0.5倍C）0.8倍D）0.7倍3．摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是（ D ）。
A）摩擦面处理不同B）材料不同C）预拉力不同D）设计计算不同4．承压型高强度螺栓可用于（ D ）。
A）直接承受动力荷载B）承受反复荷载作用的结构的连接C）冷弯薄壁型钢结构的连接D）承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接5．一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是（ D ）。
A）螺杆的抗剪承载力B）被连接构件（板）的承压承载力C）前两者中的较大值D）A、B中的较小值6．摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时，（ C ）。
A）与摩擦面处理方法有关B）与摩擦面的数量有关C）与螺栓直径有关D）与螺栓性能等级无关7．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，则该连接中螺栓的受剪面有（ C ）个。
A）1 B）2 C）3 D）不能确定8．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，连接板厚度如图示，则该连接中承压板厚度为（ B ）mm。
A）10 B）20 C）30 D）409．普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I．螺栓剪断；Ⅱ．孔壁承压破坏；Ⅲ．板件端部剪坏；Ⅳ．板件拉断；Ⅴ．螺栓弯曲变形。
其中（ B ）种形式是通过计算来保证的。
A）I、Ⅱ、ⅢB）I、Ⅱ、ⅣC）I、Ⅱ、ⅤD）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ10．摩擦型高强度螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力（ B ）。
A）提高B）降低C）按普通螺栓计算D）按承压型高强度螺栓计算11．高强度螺栓的抗拉承载力（ B ）。
螺纹连接习题及答案
螺纹连接习题及答案螺纹连接习题及答案螺纹连接是机械工程中常见的一种连接方式，它通过螺纹的互相咬合来实现零件之间的紧固。
在实际工程中，对于螺纹连接的设计和计算十分重要。
本文将介绍一些螺纹连接的习题，并给出相应的答案，以帮助读者更好地理解和应用螺纹连接。
习题一：某机械零件需要使用螺纹连接，要求能够承受1000N的拉力。
已知螺纹的材料为碳钢，螺纹直径为10mm，螺距为1.5mm。
请计算螺纹连接的最小螺纹长度。
解答：螺纹连接的最小螺纹长度可以通过以下公式计算：L = K * d其中，L为最小螺纹长度，K为螺纹长度系数，d为螺纹直径。
根据经验值，螺纹长度系数K一般为1.5~2。
在本题中，我们取K=1.8。
将已知数据代入公式，可得最小螺纹长度L = 1.8 * 10 = 18mm。
因此，螺纹连接的最小螺纹长度为18mm。
习题二：某机械零件需要使用螺纹连接，要求能够承受1000N的拉力。
已知螺纹的材料为碳钢，螺纹直径为10mm，螺距为1.5mm。
请计算螺纹连接的最小螺纹材料截面面积。
解答：螺纹连接的最小螺纹材料截面面积可以通过以下公式计算：A = F / (σ * K * d)其中，A为最小螺纹材料截面面积，F为拉力，σ为螺纹材料的抗拉强度，K为螺纹长度系数，d为螺纹直径。
根据材料性质表，碳钢的抗拉强度σ一般为400MPa。
将已知数据代入公式，可得最小螺纹材料截面面积A = 1000 / (400 * 1.8 * 10)≈ 0.14mm²。
因此，螺纹连接的最小螺纹材料截面面积为0.14mm²。
习题三：某机械零件需要使用螺纹连接，要求能够承受1000N的拉力。
已知螺纹的材料为碳钢，螺纹直径为10mm，螺距为1.5mm。
请计算螺纹连接的最小螺纹剪切面积。
解答：螺纹连接的最小螺纹剪切面积可以通过以下公式计算：A_s = F / (τ * K * d)其中，A_s为最小螺纹剪切面积，F为拉力，τ为螺纹材料的抗剪强度，K为螺纹长度系数，d为螺纹直径。
螺栓联接例题(2)-螺栓部分3个不错的例题
故方案b螺栓所受最大横向力：
Fb max Fb1 F1 F21 4000 276423N 316423N . .
3)两方案比较 因Famax<Fbmax，故方案比较合理
F2 F0
（2）按联接紧密性条件求所需最小预紧力
F0 F1 F1 F0 Cm F Cb C m Cm F Cb C m
F0 18502 0.2 5113 17479 N
F1 1.5 F F0 Cm F 1.5 F Cb C m Cm F 1.5 F 0.8 F 2.3F Cb C m
5）上面每个螺栓所受的总拉力F2可按式（5-18）求得 Cb F2 F0 F 6520N 0.2 2796N 7079N Cb Cm 3.确定螺栓直径 选择螺栓材料为Q235、性能等级为4.6的螺栓，由表5-8查得材料屈服极限 σs=240MPa，由表5-10查得安全系数S=1.5，故螺栓材料的许用应力为：
F0 1.5 F
F0 2.3 5113 11760N 11760N F0 17479N
例3、一块矩形钢板用4个螺栓固连在宽度为250mm的槽钢上，螺栓的布置有 （a）、（b）两种方案，如图所示。已知载荷FΣ=16000N， l=425mm， a=75mm， b=60mm。设钢板和槽钢的摩擦系数f=0.12，防滑系数Ks=1.2。试 问：若采用铰制孔螺栓，试比较哪种螺栓布置方案合理
s
ca
S 1.3F2 4 d12
240 160MPa 1.5 , F2
d12 13.8352 160
4 1.3 4 1.3
18502 N
3.求预紧力F0允许的范围
机械设计习题--螺栓连接
0.2× 2796
=
7079(N )
F1+Fmax来计算F2
114
280 160
Pv
解:(一)受力分析 (二)按拉伸强度确定螺栓直径
选4.6级螺栓，控制预紧力，S=1.5 则许用应力[σ]=240/1.5=160MPa
d1 ≥
4 ×1.3F2
π [σ ]
=
4×1.3× 7079 = 8.6(mm)
解:(一)受力分析
把实际受力往螺栓组对称中心平移 并转化，得
１．螺栓组:
横向载荷: PH=Pcosα=4800cos50°= 3085 N
轴向载荷: PV=Psinα=4800sin50° = 3677 N
翻转力矩:
M=PV·160+PH·150=1051070 N·mm
Pv
M PH α Pv
150
− bh13 12
=b 12
h3 − h13
( ) = 150 3403 − 2203
12
= 358200000(mm 4 )
K
α
O
O
h h1 220
280 160
W
=
Ioo h2
=
35820000 170
150
= 2107059(mm 3)
b
1.接合面下端
σ pmax
=
zF1 A
+
M W
=
4 × 5783 + 150 × (340 - 220)
单个螺栓联接
螺栓本身
受力最大的螺栓
强度计算
螺栓强度计算
82
例: 如图所示一固定在钢制立柱上的托架。己知载荷P
＝4800N，其作用线与垂直线的夹角α=50°，底板高h＝
螺纹连接例题与测试题解读
[例2] 有一轴承托架用4个普通螺栓固连于钢立柱上，托架材料为HT150，许用挤压应力[σ]P =60MPa ，螺栓材料强度级别6.8级，许用安全系数[s]=4，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数K S =1.2，螺栓相对刚度2.0211=+C C C ，载荷P=6000N ，尺寸如例图2.5所示，设计此螺栓组连接。
[解]1．螺栓组受力分析如例图2．5所示，载荷p 可分解为：横向载荷 P y =Pcos30°=6000cos30°=5196 N (铅垂向下) 轴向载荷 P x =Psin30°= 6000sin30°= 3000 N (水平向右) 倾覆力矩 M = P x ×180+ P y ×420=3000×180+5196×420 = 2.722×610N ·mm显然该螺栓组连接受横向载荷P y 、轴向载荷P x 和倾覆力矩M 三种简单载荷的共同作用。
(1)确定受力最大螺栓的轴向工作载荷。
首先确定在轴向载荷P x 作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷 N P F x P750430004===然后确定在倾覆力矩M 的作用下，每个螺栓受到的轴向工作载荷由公式（11-33）P273为显然，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为 F=F P +F M =750+3240=3990 N (2)确定螺栓的预紧力F ’。
①由托架不下滑条件计算预紧力F ’，该螺栓组连接预紧后，受轴向载荷P x 作用时，其接合面间压紧力为剩余预紧力F ”，而受倾覆力矩M 作用时，其接合面上部压紧力减小，下部压紧力增大，故M 对接合面间压紧力的影响可以不考虑。
固此，托架不下滑的条件式为式中 P y ——横向载荷，P y =5196N ；F P ——螺栓所受的由P x 引起的轴向工作载荷，F P =750N ；f ——接合面问摩擦系数，f=0.15；K s ——可靠性系数， K s =1.2；②由接合面不分离条件公式(11-35)p273计算预紧力F ’。
螺纹连接例题与测试题汇总
[ 例 2]有一轴承托架用 4 个一般螺栓固连于钢立柱上，托架资料为 HT150 ，许用挤压应力[ σ]P =60MPa ，螺栓资料强度级别 6.8 级，许用安全系数 [s]=4 ，接合面间摩擦系数f=0.15 ，靠谱性系数 K S=1.2，螺栓相对刚度C10.2，载荷C1C 2P=6000N ，尺寸如例图 2.5 所示，设计此螺栓组连结。
[ 解]1．螺栓组受力剖析如例图2．5所示，载荷p 可分解为：横向载荷P y=Pcos30°=6000cos30° =5196 N(铅垂向下)轴向载荷P x=Psin30° = 6000sin30° = 3000 N(水平向右)颠覆力矩M = P x× 180+ P y× 420=3000×180+5196× 420 = 2.722×106 N· mm明显该螺栓组连结受横向载荷P y、轴向载荷P x和颠覆力矩 M 三种简单载荷的共同作用。
(1)确立受力最大螺栓的轴向工作载荷。
第一确立在轴向载荷 P x作用下，每个螺栓遇到的轴向工作载荷F PP x30004750 N4而后确立在颠覆力矩M 的作用下，每个螺栓遇到的轴向工作载荷由公式（ 11-33） P273 为明显，上部螺栓受力最大，其轴向工作载荷为F=F P+F M =750+3240=3990 N(2)确立螺栓的预紧力F’。
①由托架不下滑条件计算预紧力F’，该螺栓组连结预紧后，受轴向载荷P x作用时，其接合面间压紧力为节余预紧力F”，而受颠覆力矩M 作用时，其接合面上部压紧力减小，下部压紧力增大，故M 对接合面间压紧力的影响能够不考虑。
固此，托架不下滑的条件式为式中P y——横向载荷，P y =5196N ；F P——螺栓所受的由P x惹起的轴向工作载荷，F P=750N ；f——接合面问摩擦系数，f=0.15 ；K ——靠谱性系数，K=1.2；s s②由接合面不分别条件公式(11-35)p273 计算预紧力F’。
螺栓联接作业及答案ppt课件
第二题 二、破坏形式 1. 上侧螺栓不被拉断—不断条件
dc
4 1.3F0
2. 不松条件 (上侧边缘) P=PF M 0 3. 不碎条件 P=PF +M≤[] 4. 不滑条件 S F m z≥kf P
第二题
三、求螺栓直径
1.由不滑条件求预紧力F S • F • m • z≥kf •P
F k f P 1.23000 4500N
d1
dc
H 6
6.87
0.866 1.5 6
6.87 0.2165 7.087mm
第四题
如图所示，左右两半凸缘联轴器用螺栓联接，两 凸缘厚度相同，由性能级别为个4.6的Q235钢制造的6 个 M22 螺 栓 互 相 连 接 起 来 ， 螺 栓 均 布 于 直 径 D0=220mm的凸缘圆周上，联轴器的材料为铸铁。
i 1
d
4Fs
m
43610 6.92mm96 Nhomakorabeas
ss
240 2.5
96MPa
取M6 d=7mm
第四题
二、校核挤压强度
螺栓
P
s
SP
1
240 ~ 1.25
240
~
192
被联接件
P
B
SP
250 2 ~ 2.5
125
~
100
P
Fs d h
3610 7 1.25 7
58.94
P
100Mpa
第四题
第四题
试求：① 若用普通螺栓联接，装配时用定力矩扳手 控制预紧力，求此联轴器所能传递的最大扭矩T，(接 合面摩擦系数s=0.15可靠系数Kf=1.2，取螺栓的安全 系数[S]=1.8)。
螺栓联接习题及解答
习题与参考答案一、单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案）1 当螺纹公称直径、牙型角、螺纹线数相同时，细牙螺纹的自锁性能比粗牙螺纹的自锁性能。
A. 好B. 差C. 相同D. 不一定2 用于连接的螺纹牙型为三角形，这是因为三角形螺纹。
A. 牙根强度高，自锁性能好B. 传动效率高C. 防振性能好D. 自锁性能差3 若螺纹的直径和螺旋副的摩擦系数一定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的。
A. 螺距和牙型角B. 升角和头数C. 导程和牙形斜角D. 螺距和升角4 对于连接用螺纹，主要要求连接可靠，自锁性能好，故常选用。
A. 升角小，单线三角形螺纹B. 升角大，双线三角形螺纹C. 升角小，单线梯形螺纹D. 升角大，双线矩形螺纹5 用于薄壁零件连接的螺纹，应采用。
A. 三角形细牙螺纹B. 梯形螺纹C. 锯齿形螺纹D. 多线的三角形粗牙螺纹6 当铰制孔用螺栓组连接承受横向载荷或旋转力矩时，该螺栓组中的螺栓。
A. 必受剪切力作用B. 必受拉力作用C. 同时受到剪切与拉伸D. 既可能受剪切，也可能受挤压作用7 计算紧螺栓连接的拉伸强度时，考虑到拉伸与扭转的复合作用，应将拉伸载荷增加到原来的倍。
A. 1.1B. 1.3C. 1.25D. 0.38 采用普通螺栓连接的凸缘联轴器，在传递转矩时，。
A. 螺栓的横截面受剪切B. 螺栓与螺栓孔配合面受挤压C. 螺栓同时受剪切与挤压D. 螺栓受拉伸与扭转作用9 在下列四种具有相同公称直径和螺距，并采用相同配对材料的传动螺旋副中，传动效率最高的是。
A. 单线矩形螺旋副B. 单线梯形螺旋副C. 双线矩形螺旋副D. 双线梯形螺旋副10 在螺栓连接中，有时在一个螺栓上采用双螺母，其目的是。
A. 提高强度B. 提高刚度C. 防松D. 减小每圈螺纹牙上的受力11 在同一螺栓组中，螺栓的材料、直径和长度均应相同，这是为了。
A. 受力均匀B. 便于装配.C. 外形美观D. 降低成本12 螺栓的材料性能等级标成6.8级，其数字6.8代表 。
螺栓连接例题
I-I 截面净截面面积为 201324.1)15.2125()(cm t d n b A I n =⨯⨯-=-= II-II 截面净截面面积为22201221146.294.1]15.235.75.4)13(52[])1(2[cm t d n e a n e A II n =⨯⨯-+-+⨯=-+-+=III-III 截面净截面面积为 2098.284.1)15.2225()(cm t d n b A III IIIn =⨯⨯-=-= 三个截面的承载设计值分别为I －I 截面：kN N f A N In 68868800021510322==⨯⨯== II －II 截面：kN N f A N IIn 4.6336334002151046.292==⨯⨯== III －III 截面：因前面I －I 截面已有n 1个螺栓传走了（n 1/n ）N 的力，故有f A N nn II n =-)1(1kN N nn f A N II n 701701000)9/11(2151098.28)1(21==-⨯⨯=-=构件所能承受的最大轴心力设计值按II －II 截面kN N 4.633= 三、连接盖板所能承受的轴心力设计值（按V-V 截面确定）kNN f A N cm t d n b A vnV v n 1.6386381002151068.2968.298.02)15.2325()(220==⨯⨯===⨯⨯⨯-=-=通过比较可见，接头所能承受的最大轴心力设计值应按构件II －II 截面的承载能力取值，即kN N 4.633m ax =。
再者，若连接盖板不取2块8mm 厚钢板而去2块7mm ，即与构件等厚，则会因开孔最多其承载力最小。
9.试计算下图所示连接中C 级螺栓的强度。
已知荷载设计值F=60KN,螺栓M20,孔径21.5mm, ƒb v =130N/mm 2, ƒb c =305 N/mm 2.cm kN V N T cm e kN V cm e kN N ex ey y x ⋅=⨯+⨯=+===⨯===⨯=100818365.7485.7,36605318,486054扭矩T 作用下螺栓“1”承受的剪力在x ，y 两方向的分力：kN y x Tx N kN y x Ty N i i T y i i T x 51.155.74545100826.235.74545.71008222211222211=⨯+⨯⨯=+==⨯+⨯⨯=+=∑∑∑∑轴心力N 、剪力V 作用下每个螺栓承受的水平和竖直剪力：9436 1244811kN n V N kN n N N Vy N x ======螺栓“1”承受的合力：不满足）(8.4094.42)951.15()1226.23( )()(m in 22211211m ax kN N kN N N N N N b V y T y N x T x =>=+++=+++=7.若上题的拼接接头改用10.9级M20磨擦型高强度螺栓，接触面处理采用钢丝刷清除浮锈。
螺栓联接例题1汇总
P H
L
L
解：1、将外力P 移至接合面形心
P H
M P
L
L
横向载荷P
倾覆力矩 M PH
2、求工作拉力F
H F
P
M P
L
L
F
F M P H 800 120 600N
ZL ZL
2 80
3、按不滑移条件求预紧力 QP 不滑移条件：
QP f Z i KSP
F
2、求总拉力F0
F0 Fs F 1.5F F
p
D
2.5F 4185N
3、求螺栓小径
d1
1.3 4 F0
1.3 4 4185
160
6.58mm
例3：图示支座用2个螺钉联接,已知P=800N， H=120mm,L=80mm, 取摩擦系数 f=0.15, 防滑
系数 KS 1.2, Cb Cb Cm 0.3,
300
19.08mm 扩展提示：当两个螺栓水平放置时也要会算。
L
P
a
例2:图示气缸盖用6个普通螺栓联接,已知气缸
压力p=2MPa，D=80mm,取
Fs 1.5F ,
160MPa , 试求: 螺栓小径；
p D
解：1、求工作拉力FE
D 2
802
F
F
p
4
2
4
Z
6
1674N
6 F
P1
Cb Cm Cm P1
F1 Z P1
QP, Z
变形
150
Fmax
F1
P1
M
P2
▲
P1 P2
P
工作拉力 F F1 Fmax
钢结构螺栓连接计算例题
b ——截面宽
ni ——截面上的螺栓数
d0 ——螺孔直径
t ——板厚
1
2 +
+ e4 +
+
② 螺栓为错列排列 N
+
+
+
+
+
+
N
时的验算
+
6e1 +
+
+
+
+
+
+
+2
1 e2
+ e4 +
+
1
除对1-1截面（绿
2 +
+ e4 +
+
线）验算外，还应对 N
+
+
+
+
+
+
N
2-2截面（粉红）进
4
抗压： Ncb d tfcb 208305 48800N
Nb min
min
Nvb , Ncb
48.8kN
3、设计
21
需螺栓数：
n
N Nb
min
325 48.8
6.7个
N
螺栓数可以≥6.7即可，所以取7个 螺栓布置如图所示。
N 21
净截面强度
在1-1断面： An (B n1d0 )t (360 2 21.5) 8 2536mm2 在2-2断面：An (280 4 802 502 5 21.5)8 3439mm2 所以，1-1断面起控制作用： N 325103 128.2N / mm2
++
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
故上面螺栓所受的轴向工作载荷为
F Fa Fmax 919N 1877N 2796N
4）在横向力FΣv的作用下，底板联接结合面可能产生滑移，根据底板结合 面不滑移的条件
fzF1 Ks F v
Cm F1 F0 Fa Cb Cm Cm f zF0 F h K s F v Cb Cm
S
S
240 MPa 160 Mpa 1.5
根据式（5-20）求得螺栓的危险截面直径为
4 1.3F2
4 1.3 mm 8.6mm 3.1416160
按粗牙螺纹标准（GB196-81)，选用螺纹公称直径d=12mm（螺纹小径 d1=10.106mm>8.6mm）
解：1.计算单个螺栓的工作拉力F
缸盖联接所受的载荷 每个螺栓的工作拉力
F
4
D2 p
F D 2 1252 F p 2.5 5113N 6 24 24
2.计算允许的螺栓最大总拉力F2 螺栓材料强度级别4.6级,查表5-8得， σs=240MPa 由表5-10取安全系数S=1.5
解：1.螺栓组受力分析 1）如图所示，将载荷FΣ向螺栓组形心简化可得： 横向力FΣ： FΣ=16KN 旋转力矩T： T=FΣl=16000×425N· mm=6.8×106N· mm
2）确定采用铰制孔螺栓时各个螺栓所受的横向载荷。 由FΣ=引起的横向载荷F1：F1= FΣ/4=(16000/4)N=4000N 方案(a)： 各螺栓轴线到形心距离
例1：如图所示为一固定在钢制立柱上的铸铁托架，已知总载荷F=4800N,其 作用线与垂直线的夹角α=50°，底板高h=340mm，宽b=150mm，试设计此螺 栓组联接。 K 解：1.螺栓组结构设计 采用如图所示的结构，螺栓数Z=4，对称布置 2.螺栓受力分析 轴向力（作用于螺栓组中心，水平向右）
b 150
由表5-7查得
0.5
p
B
0.5 250MPa 125MPa 1.84MPa
故联接结合面下端不致压碎 联接结合面上端应保持一定的残余预紧力，以防止托架受力时接合面产生 间隙，即 min 0 M Cm 1 min zF0 F h 72.44N / cm2 0.72MPa 0 W A Cb Cm 故接合面上端受压最小处不会产生间隙。 5.校核螺栓所需的预紧力是否合适
s
ca
S 1.3F2 4 d12
240 160MPa 1.5 , F2
d12 13.8352 160
4 1.3 4 1.3
18502 N
3.求预紧力F0允许的范围
（1）按螺栓强度条件，求允许的最大预紧力
Cb 0.25 Cm Cb 1 0.2 Cb Cm 1 Cm Cb Cb F 18502 N Cb Cm
F0 1.5 F
F0 2.3 5113 11760N 11760N F0 17479N
例3、一块矩形钢板用4个螺栓固连在宽度为250mm的槽钢上，螺栓的布置有 （a）、（b）两种方案，如图所示。已知载荷FΣ=16000N， l=425mm， a=75mm， b=60mm。设钢板和槽钢的摩擦系数f=0.12，防滑系数Ks=1.2。试 问：若采用铰制孔螺栓，试比较哪种螺栓布置方案合理
1）在工作载荷FΣ的作用下，螺栓组联接承受以下各力和倾覆力矩的作用：
F h F sin 4800N sin 50 3677N
横向力（作用于接合面，垂直向下）
Fv F cos 4800N cos50 3085N
倾覆力矩（顺时针方向）
F h 3677 N 919N 2）在轴向力作用下各螺栓所受工作拉力为： Fa z 4
4
4
要求的预紧力F0=6520N，小于上值，故满足要求。 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型、长度、精度以及相应的螺母、垫 圈等结构尺寸，可根据底板厚度、螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全 面考虑后定出，此处从略。
例2.一钢制液压油缸，缸内油压p=2.5MPa（静载），油缸内径D=125mm，缸 盖由6个M16的螺栓联接在缸体上，螺栓材料强度级别为4.6级，设螺栓的刚度 系数Cb和缸体缸盖的刚度系数Cm之比为Cb/Cm =0.25，若根据联接的紧密性要 求，残余预紧力F1≥1.5F，求预紧力F0应控制在什么范围内才能满足此联接的 要求﹖
i 1
故方案b螺栓所受最大横向力：
Fb max Fb1 F1 F21 4000 276423N 316423N . .
3)两方案比较 因Famax<Fbmax，故方案比较合理
参考式（5-2）,对碳素钢螺栓，要求 F0 0.6 ~ 0.7 s A1 已知 s 240 MPa , A1 d12 10.106 2 mm 2 80.214 mm 2 取预紧力下限即
0.6 s A1 0.6 240 80.214N 115508N .
5）上面每个螺栓所受的总拉力F2可按式（5-18）求得 Cb F2 F0 F 6520N 0.2 2796N 7079N Cb Cm 3.确定螺栓直径 选择螺栓材料为Q235、性能等级为4.6的螺栓，由表5-8查得材料屈服极限 σs=240MPa，由表5-10查得安全系数S=1.5，故螺栓材料的许用应力为：
由表5-6查得接合面的摩擦系数f=0.16，并取 ，则 Cm Cb 1 0.8 取防滑系数Ks=1.2，则螺栓所需的预紧力为 Cb Cm Cb Cm
Cb 0.2 Cb Cm
1 1.2 3085 Cm 1 K s F v F0 F h 0.8 3677 N 6520N 4 0.16 z f Cb Cm
4.校核螺栓组联接接合面的工作能力
1）联接接合面下端的挤压应力不超过许用值，以防止接合面压碎。参F h W A Cb Cm
N / cm2
1 105107 4 6520 0.8 3677 15 15 34 22 34 12 342 222 2 184.6 N / cm2 1.84MPa
F2 F0
（2）按联接紧密性条件求所需最小预紧力
F0 F1 F1 F0 Cm F Cb C m Cm F Cb C m
F0 18502 0.2 5113 17479 N
F1 1.5 F F0 Cm F 1.5 F Cb C m Cm F 1.5 F 0.8 F 2.3F Cb C m
故方案a螺栓所受最大横向力：
Fa max Fa1 228617 N .
方案b 各螺栓轴线到形心距离
rb1 rb3 a 75mm, rb2 rb4 b 60mm
由图b可知螺栓1受横向力较大 Trb1 6.8 106 75 F21 4 N 276423N . 2 2 2 60 75 2 rbi
ra r1 r2 r3 r4
a 2 b2
75 2 60 2 mm 96 mm
故
T 6.8 106 F2 N 177086 N . 4ra 4 96
由图a可知螺栓1、2受横向力较大
Fa1 F12 F22 2 F1 F2 cos 1 4000 2 17708 .32 2 4000 17708 .3 75 / 96 22861 .7 N Fa 2 F12 F22 2 F1 F2 cos 2 4000 2 17708 .32 2 4000 17708 .3 60 / 96 22448 .1N
M F h 16 F v 15 105107 .cm N
220
K
50°
h
160
3）在倾覆力矩作用下，上面两螺栓受加载作用、下面受减载作用，故上面 的螺栓受力较大，所受的载荷按式（5-31）确定 ML 105107 14 Fmax z max N 1877N 2 142 142 L2i