螺纹连接习题课

螺纹连接的一些实用习题

螺栓联接习题课一、螺栓组计算 轴向力 横向力 旋转力矩 受拉 F kfT

螺栓 组受 力分 析

翻转力矩z

F=FQ/z

k F f R 受拉 F s m z受剪 FS FR / z

s rii 1

Fmax

M rmax

受剪 Fs max

Tr max

ri 1

z

2

i

ri 1

z

2

i

受剪螺栓：

单个螺栓 强度计算 受拉螺栓

Fs [ ] 2 m d / 4

p

Fs [ p ] d h

松联接： d 2 / 4 [ ] c仅受F’: c

F

紧联接受F’和F

1.3F [ ] 2 d c / 4

F0=F+F”1.3F

0 受静载： c d 2 / 4 [ ] c

受变载： σa影响疲劳强度

螺纹连接的一些实用习题

向形心简化 受任意载荷螺栓组 ———————→ 受载最大螺栓 ——→按单个计算

四种简单状态 迭加 ——→

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°)

螺纹连接的一些实用习题

解： (一)受力分析

Q

QH=Qcosθ QHQV=Qsinθ

QV

QH

H= QcosθMH=H· 300

QV

V= Qsinθ MV=V· 400

MH

H

MV

V

H=4330N,V=2500N,M=MH-MV=299000N · mm

螺纹连接的一些实用习题

(二)工作条件分析1、保证结合面不滑移

F s z k f H又：F F

c2 V c1 c2 z

1 k H c2 ( f F V) z s c1 c2=5662.5N

取：

kf =1.3μs=0.13

2、受力最大螺栓轴向载荷

c2 0.8 c1 c 2

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 M rmax M 200 FM max 8 299 N 4(200 2 100 2 ) ri 2i 1

c 、最大工作载荷 Fmax FV FM max 611 .5N d 、螺栓总拉力 F0 F c1 c Fmax 5784 .8N ( 1 0.2) c1 c 2 c1 c 2

螺纹连接的一些实用习题

3、螺栓直径： 选择螺栓性能等级，计算许用应力[ ] 。

dc 4、其它条件

4 1.3F0 [ ]

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。

a 、左侧不出现间隙：

c2 V z F c1 c2 z M z F M p 0 A W A W翻转力矩对挤压应力的影响 b 、接合面右侧不压溃：

p z

F M [ P ] A W

螺纹连接的一些实用习题

例2、设计图示螺纹联接：1.受拉螺栓 Q

2.受剪螺栓

解： 一)受力分析 RQ

T

Q FST FST R=Q/2=10000 N T=R×300=3000000 N.mm FST

FSR

FSR

FSR FST FSR

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机械设计

第二章

螺纹联接Q

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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。 受拉螺栓： ST F

受剪螺栓： T rmax T 7071( N ) FST ri2 4r

r

T

i

T 7071( N ) 4r

相同

受载最大的螺栓： F 2 F 2 2 F F cos135 9014( N ) FS ST SR ST SR 二)设计计算 受拉螺栓

由预紧力F’产生的摩擦力来传

递外载荷FS。

s F k f FS

F

k f FS

(取：kf =1.3、μs=0.13)

s

90140( N )

螺纹连接的一些实用习题

选择螺栓性能等级，计算许用应力[ ] 。

4 1.3F 螺栓直径： d c [ ] 受剪螺栓

d1

d

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 [ ] 。

4 FS 螺栓直径： d [ ] 比较

查手册

受拉螺栓： 1.3F 13FS 3.61 FS

[ 相同材料螺栓，由P110表6.3: ] [ ]

d受拉>>d受剪

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例3 某承受轴向载荷的螺栓联接。已知单个螺栓所受轴向载荷 F=500N,预紧力F’=500N,螺栓的刚度c1,arctanc1=30°, 被联接件的刚度c2,arctanc2=45°。 1)绘制此螺栓联接的力——变形图，并确定螺栓总拉力F0。 2)若将垫片改为较软的，使arctanc1=60°,其他不变，F0=? 3)比较上述两种情况，判断哪种密闭性好？ 注：此题用图解法求解。 N 1000 900 800 700 600 500 400 300 60° 200 45° 100 30° 45° 变形 F F0 F” F’ F” F F0

螺纹连接的一些实用习题

例4 一钢板采用三个铰制孔螺栓联接,下列三个方案哪个最好?

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FL 2a

F 3

F 3

F 3 FL 2a

Fmax=F3=

FL 2a

+

F 3

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F 3

FL 2aF 3 F 3

FL 2a

Fmax=F1=F3=

F F FL 3L 1 3 2a 3 2a

2

2

2

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FL 3a

F 3 F 3 F 3

FL 3a

Fl 3a

Fmax=F2=

F FL F L L F FL cos150 1 3 2 3 3a 3 a a 3 3a

2

2

2

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FL 比较： 方案一：Fmax=2a +

F 32

——差

Fmax= F 1 3L 方案二： 3 2a 方案三：Fmax= F 3 由： F2

谁好？2

1 3

L L a a

F L L 3L 1 3 1 3 a a 3 2a

2

结论：

4 3 a L= 5 4 3 a 时，方案三最好。 1)当L> 5 4 3 a 时，方案二最好。 2)当L< 5

螺纹连接的一些实用习题

例5 指出下列各图中的错误。

A) 4个错误；B)5个错误; C) 3个错误; D) 1个错误; E) 1个错误; F) 6个错误。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/njkj.html