《机械设计基础》第五版联接例题

机械设计——联接例题
解题分析：本题是典型的仅受轴向载荷作用的螺栓组连接。但是， 螺栓所受载荷是变化的，因此应先按静强度计算螺栓直径，然后 校核其疲劳强度。此外，为保证连接的气密性，不仅要保证足够 大的残余预紧力，而且要选择适当的螺栓数目，保证螺栓间间距 不致过大。
解题要点： 1．初选螺栓数目Z 因为螺栓分布圆直径较大，为保证螺栓间间距不致 过大，所以应选用较多的螺栓，初取Z=24。 2．计算单个螺栓的轴向工作载荷F （1）螺栓组连接的最大轴向载荷FQ：
（2）螺栓所需预紧力
由
机械设计基础——联接
得
（３）许用应力
（４）所需螺栓最小直径
4．计算螺栓直径
d1 4 1.3Fa 4 1.3 45815 120

=25.139mm
查10-1，取M30（d1=26.211mm>25.139mm）。 5．校核螺栓间距 实际螺栓间距为
t
D0
Z

650
24
85.1mm 4.5d 4.5 30 135mm
将已知数值代入上式，可得
2CT 2 1.2 107 F0 ZfD0 8 0.12 500
50000N· mm
机械设计基础——联接
例7如图所示，刚性凸缘联轴器用六个普通螺栓联接。螺 栓均分布在D=100的圆周上，接合面摩擦系数f=0.15 ， 可靠性系数取C=1.2 。若联轴器的转速n=960rpm 、传 递的功率P=15KW ，载荷平稳；螺栓材料为45钢， σs=480MPa ，不控制预紧力，安全系数取S=4 ，试计 算螺栓的最小直径。 解:由图可知，此联接为普通螺栓联接， 靠接合面间的摩擦传递扭矩 （1）联轴器传递的转矩
机械设计——联接例题
联接例题
例 1 在常用的螺纹联接中，自锁性最好的螺纹是 （
）。
A、普通螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 例 2 在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 （ ）
A、普通螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 例 3 在螺栓强度计算中，常用作危险剖面的计算直径是 （）。 A、螺纹的大径 B、螺纹的中径 C、螺纹的小径
例5、有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，如图 所示。已知气缸中的压力 P 在02MPa之间变化，气缸内 径D=500mm，螺栓分布圆直径D0=650mm。为保证气密性要 求，残余预紧力FR=1.8F（ F 为螺栓的轴向工作载荷）， 螺栓间距t≤4.5 d （d为螺栓的大径）。螺栓材料的许 用拉伸应力[σ]=120MPa。试设计此螺栓组连接。
解题分析：由于本题是采用普 通螺栓连接，是靠接合面间的摩 擦力矩来平衡外载荷——力矩， 因此本题的关键是计算出螺栓所 需要的预紧力F0。而本题中的螺 栓仅受预紧力F0作用，故可按预 紧力F0来确定螺栓的直径。
机械设计——联接例题
解题要点：
1．计算力矩T
T ห้องสมุดไป่ตู้FQ d 400 50000 107 2 2
故螺栓间距满足连接的气密性要求。
机械设计——联接例题
例6、起重卷筒与大齿轮用8个普通螺栓连接在一起，如 图 所 示 。 已 知 卷 筒 直 径 D=400mm ， 螺 栓 分 布 圆 直 径 D0=500mm，接合面间摩擦系数f=0.12，可靠性系数C=1.2， 起 重 钢 索 拉 力 FQ=50000N ， 螺 栓 材 料 的 许 用 拉 伸 应 力 [σ]=100MPa。试设计该螺栓组的螺栓直径。
FQ=
D 2
4
p
5002
4
2 3.927 105
N
机械设计——联接例题
（2）单个螺栓的最大轴向工作载荷F：
F=
FQ 3.927 106 Z 24
16362.5 N
3．计算螺栓的总拉力Fa
Fa FR F 1.8F F 2.8F 2.8 16 632.5 =45 815 N
3．确定螺栓直径
d1 4 13 F0
N· mm


4 1.3 50000 28.768 100
mm
2．计算螺栓所需要的预紧力F0 T 由 ZmfF0 CF , F D0 / 2
得
2CT F0 ZfD0
查表，取M36 （d1=31.670mm>28.768 mm）。