螺纹连接习题课汇总

F
Dp D
a 、左侧不出现间隙：
d1
d
螺栓拧紧并承受轴向载
荷H后，剩余预紧力在结合
面产生的挤压应力。
p
z
F 0
c 2
c c
1
2
A
V z
M W
zF 1 A
M W
0
翻转力矩对挤压应力的影响
b 、接合面右侧不压溃：
p
z
F 1
A
M W
[ ] P
机械设计 第二章 螺纹联接
6
例2、设计图示螺纹联接：1.受拉螺栓 2.受剪螺栓
机械设计 第二章 螺纹联接
1
一、螺栓组计算
螺栓联接习题课
螺栓 组受 力分 析
轴向力
F=F∑/ z
横向力
k F 受拉 F f R
0 mz s
受剪 FS FR / z
旋转力矩
kT
受拉
F 0
f百度文库
z
s
r i
i 1
受剪
Fs max
Tr m a x
z
ri2
i 1
翻转力矩
Fm a x
M
z
rmax
ri2
2
受任意载荷螺栓组
向形心简化 ———————→
四种简单状态
迭加 ——→
受载最大螺栓 ——→按单个计算
例1、图示底板用8个螺栓与支架相连，受外力Q作用，Q作用于 包含X轴并垂直于底板接缝面，试计算此螺栓组联接。
（θ=30°）
机械设计 第二章 螺纹联接
3
解： （一）受力分析 Q
QH=Qcosθ
QH QV=Qsinθ
螺栓直径： d
比较
4 FS
[ ]
查手册
受拉螺栓：1.3F 13F 3.61 F
0
S
S
相同材料螺栓，查得：
[ ] [ ]
d受拉>>d受剪
机械设计 第二章 螺纹联接
9
例3 液压油缸盖螺栓组选用6个M16螺栓，若已知其危险剖面直 径d1=14mm，螺栓材料许用拉应力[σ]=110MPa，油缸内径 D2=150mm，油缸压强p=2MPa，F0=11000N， Cb/(Cb+Cm)=0.8，进行下面计算： 1）单个螺栓的工作载荷，总拉应力以及被连接件的剩余预紧力 2）螺栓强度是否足够？
Q
解： 一）受力分析
R
Q
T
R=Q/2=10000 N T=R×300=3000000 N.mm
Q
FSR
FST FSR
FSR FST
FST FSR FST
机械设计 第二章 螺纹联接
7
R使各螺栓受到横向工作载荷FSR： FSR=R/4=2500（ N ）
T也使各螺栓受到横向工作载荷FST，方向与形心连线垂直。
S
k F
F f S 90140(N )
0
s
（取：kf =1.3、μs=0.13）
机械设计 第二章 螺纹联接
8
选择螺栓性能等级，计算许用应力[ ]。
螺栓直径：d
4 1.3F 0
c
[ ]
d1
d
受剪螺栓
横向载荷由螺栓杆与被联件的挤压与剪切传递。
受载最大螺栓的横向载荷为：FS=9014（N）
选择螺栓性能等级，计算许用应力[ ] 。
2、受力最大螺栓轴向载荷
F 1(kf H
c 2
V)
0 z c c
s
1
2
=5162.5N
取： kf =1.3 μs=0.13
c2 0.8 c1 c2
a 、FV=V/z=2500/8=312.5N（每个螺栓受V作用相同）
b 、M作用，离形心越远受力越大
FM
max
M rmax
8
ri2
M 200 4(200 2 100 2 )
QV
H= Qcosθ QH
MH=H·300
V= Qsinθ QV
MV=V·400
MH H
V MV
H=4330N，V=2500N，M=MH-MV=299000N ·mm
机械设计 第二章 螺纹联接
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（二）工作条件分析
1、保证结合面不滑移
F z k H
1
s
f
又：F F
c 2
V
1 0 c c z
1
2
i 1
单个螺栓 强度计算
受剪螺栓：
m
Fs
d
2
/
4
[ ]
p
Fs d h
[ p ]
松联接： F [ ]
受拉螺栓
d 2 / 4
1
仅受F0： c
1.3F 0
d 2 / 4
[
]
F2=F0+⊿F
紧联接 受F0和F
1
受静载： c
1.3F 2
d 2 / 4
[
]
1
受变载： σa影响疲劳强度
机械设计 第二章 螺纹联接
299 N
i 1
c 、最大工作载荷 Fmax FV FM max 611 .5N
d 、螺栓总拉力 F F
c 1
F
5284.8N (
c 1
0.2)
2
c c 0
max
c c
1
2
1
2
机械设计 第二章 螺纹联接
5
3、螺栓直径： 选择螺栓性能等级，计算许用应力[ ]。
d 1
4、其它条件
4 1.3F 2 [ ]
受拉螺栓：FST
T T 7071(N ) ri 4r
受剪螺栓：FST
T rmax ri2
T 4r
7071(N)
相同
受载最大的螺栓：FS
F2 SR
FS2T
2FSRFST
cos135
9014(N)
二）设计计算
受拉螺栓
由预紧力F0产生的摩擦力来传递外载荷FS。
F k F
s
0
f