机械设计螺栓习题课ppt

附：
d d1 d2
10 8.376 12 10.106 14 11.835 16 13.835 18 15.294 20 17.294
9.026
10.836
12.701
14.701
16.376
18.376
例7. 图示一厚度为15mm的薄板，用两个铰 制孔用螺栓固定在机架上。已知载 荷 P 4000N ，螺栓、板和机架材料许用拉 应力 120MPa ，许用剪应力 95MPa ， 许用挤压应力 百度文库 150MPa ，板间摩擦系 数 f 0.2 。 （1）确定合理的螺纹直径。 （2）若改用普通螺栓，螺栓直径应为多 大？ Ks） 1.2 （取可靠性系数
0
P1
P2
（2）采用 M 16 的普通螺栓，如图中方案 所示。结 合面的摩擦系数为 f 0.15 ，螺栓材料为45号钢；许 用拉应力 240MPa ，螺纹内径 d 13.835mm ， 可靠性系数 K 1.2 。
1
s
例11. 若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一 定，则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的 和 。
2
2
s
p
p
（1）螺栓小径
d
1
（2）螺栓的最大应力 ，最小应力 幅 值。
max
a
min
和应力
例10.图示刚性联轴器由6个均布于直径 D 195mm 的圆周上的螺栓联接，联轴器传递的转 矩 T 2600 N m。试按下列两种情况校核螺栓联接 的强度。
0
（1）采用 M 16 的小六角头铰制孔用螺栓，如图中方 案 所示。螺栓受剪面处直径 d 17mm ，螺栓材 料为45号钢；其许用剪应力 195MPa ；许用挤 压应力 300MPa ；联轴器的材料为HT250，许用 挤压应力 100MPa 。
σa / MPa
100
p D=100mm
50 450 0 50 100 200 300 350 σm / MPa
螺栓材料的极限应力图
例3. 如图所示的扳手柄用两个普通螺栓联接， 最大扳拧力 P 200 N,试确定所需的螺栓直径 。 2 90 N / mm 已知：螺栓的许用拉应力 ，扳手两 d 零件之间摩擦系数 f 0.18 ，取可靠性系 数 K s 1.1 。
1
0
s
max
例9.某气缸体与缸盖的螺栓组联接。已知：缸体 内径 D 220 mm ，气缸工作压力 P 0 1.6 N / mm ， 螺栓数目为12只，螺栓材料的 200N / mm ， 许用安全系数 S 2.6 ，又知，当螺栓的工作拉力 （单个） F 3000 N 时，残余预紧力 F 8100N ； 而当 F 1300 N 时，F 9250N 。试求：
例15. 受力较大、一个被联接件不能钻通孔 的螺栓联接，应采用 联接；受横向载 荷，而要求螺栓直径较小时，应采用 螺栓联接。 例16. 螺纹副在摩擦系数一定时，螺纹的 牙型角越大，则当量摩擦系数 ，自 锁性能 。
例17. 三角形螺纹主要用于 形和锯齿形螺纹主要用于
，而矩形、梯 。
例18. 为了提高螺栓联接强度，防止螺栓的 疲劳破坏，通常采用的方法之一是减小 刚度或增大 刚度。 例19.在一定的变载荷作用下，承受轴 向工作载荷的螺栓联接的疲劳强度是 随着螺栓刚度的增加而 ；且随着 被联接件刚度的增加而 。
例8. 图示凸缘联轴器用八个受拉普通螺栓联 接（ M 16 的螺栓，螺栓小径 d 13.835mm ）， 已知螺栓分布圆的直径D 250mm ，接合面 间的摩擦系数 f 0.12 ，考虑摩擦传力的可靠 性系数 K 1.2 ，螺栓的许用应 力 160MPa ，试计算该联轴器能传递的最 大转矩 T ?
螺纹连接习题课
例1、如图所示，用六个（小径d1=13.835 mm）的普 通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓的相对刚度为0.4， 螺栓材料的许用应力，油缸直径D = 120mm，缸内油 压p = 4.6MPa，为保证紧密性，要求螺栓的残余预紧 力至少为其轴向工作载荷F的1.5倍，求预紧力的取值 范围。
例12. 压力容器的紧螺栓联接中，若螺栓的 预紧力和容器的压强不变，而仅将凸缘间 的铜垫片换成橡胶垫片，则螺栓所受的总 拉力 FQ 和联接的紧密性 。
例13. 螺纹的公称直径是指螺纹的 径，螺 纹的升角是指螺纹 径处的升角。螺旋的自 锁条件为 ，拧紧螺 母时效率公式为 。 例14. 仅承受预紧力的紧螺栓联接强度计算 时，螺栓的危险截面上有 和 载 荷联合作用。因此，在截面上有 应力 和 应力。
例20.计算紧螺栓联接的拉伸强度时，考 虑到拉伸和扭转的复合作用，应将拉伸载 荷增大到原来的 倍。 A. 1.1 B. 1.3 C. 1.5 D. 1.7 例21. 螺纹连接防松的实质是 。
例22.一螺栓受轴向变载荷： F 0， F F， 则螺栓的应力幅为 。 A. 1 K F / A
' Fp 0.6F ；问：
（1）作用在吊环上的最大拉力 F ? （2）由于制造误差，吊环的位置由 O 移至 O 点，若测得 OO' 5 2mm ，求 F下受力最大 螺栓的工作拉力 F 。
'
（3）说明在（2）的情况下，该螺栓组联接是 否安全？
例6. 如图为某液压系统两零件的联接及受力简图。 两零件间有两液压油腔相连(图中未画出其他油路) ， 两油腔中油压沿联接螺栓轴线方向的合力分别 P2 20kN 为 P1 45kN， ，作用点为 A和 B 。两零件用 6个强度等级为10.9的普通螺栓联接σ s 900 MPa ；为 达到系统的密封要求，应保证接合面间的残余预紧 ' ' Fp 1.5F 力 F p为螺栓工作拉力 F 的1.5倍(即 ， F 为单个螺栓的工作拉力 )。螺栓的相对刚度 为 C b C b C m 0.3 ，安全系数 S 3 ， 试确定螺栓的公称直径和预紧力。
附表：GB196-81
d1 mm d mm
8.376 10 10.106 12 11.835 14 13.835 16 15.294 18 17.294 20
例4. 如图所示，一支架用四个螺栓固定于铅垂 的墙上，螺栓为上、下两个。螺栓距轴线 OO 的距离为200mm，载荷 P 20000 N ，铅垂 向下，离墙壁距离为400mm，为使支架在 P 作用下不相对滑动，也不产生分离，求受轴向 载荷最大螺栓上所受的总拉力。 设：(1)支架底与墙之间的摩擦系数 f 0.15 (2)取可靠系数 K S 1.2
(3)受轴向载荷最大的螺栓在外载荷作 ' 用下应保持的剩余预紧力 Fp 0.4 F ( F 为轴向 工作拉力)
(4)相对刚度系数 Cb Cb C m 0.3
例5. 图示的方形盖板用四个 M12d1 10.106mm 的螺栓与箱体联接，位于对称中心O 点处的吊 环受拉力 F已知螺栓的许用应 力 427 MPa ，
min
max
a c C
B. K F / A
a c
C
C. K F / 2 A
a c c
D.
1 K F / 2 A
a c c
式中，K C /C C ，A d / 4
2 c 1 1 2 c 1
例2、图示气缸用8个M12普通螺栓联接，螺栓小径d1=10.1mm。已 知气缸直径D=100mm，气缸工作压力p = 0 ~ 4 MPa，螺栓的相对 刚度cb /（cb+cm）= 0.8，预紧力Fp = 8012N。螺栓材料的极限应力 图如所示。试： 1.取安全系数S = 1.4，验算螺栓静强度条件：σca≤[σ] ； 2.求残余预紧力 ； 3.求气缸工作时螺栓的应力σmax、σmin；在极限应力图上 确定螺栓极限应力点W′。