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1、螺纹连接习题解答111 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型例子它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷FR。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷FR。 题111图解题要点： （1）求预紧力F： 由螺栓强度级别4.6级知S =240MPa，查教材表115（a），取S=1.35，则许用拉应力： = S /S =240/1
2、.35 MPa=178 MPa ， 查（GB19686）M10螺纹小径=8.376mm由教材式（1113）： 1.3F/（/4） MPa 得：F=/（41.3）=178 8.3762/5.2 N =7535 N （2） 求牵引力FR： 由式（1125）得FR=Ffzm/=75350.1521/1.2N=1883.8 N （取=1.2）115 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，剩余预紧力F=1.8F，螺栓间距t4.5d（d为螺栓的大径）。螺栓材料的许用拉伸应力=120M
3、Pa，许用应力幅=20MPa。选用铜皮石棉垫片螺栓相对刚度C1/（C1+C2）=0.8，试设计此螺栓组连接。 解题要点：（1） 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，所以选用较多的螺栓，初取Z=24。 （2）计算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） 螺栓的最大轴向工作载荷F： 题11-5图（3）计算螺栓的总拉力F0 （4）计算螺栓直径 ：查GB19681，取M30（d1=26.211mm25.139mm）（5）校核螺栓疲劳强度 ： 故螺栓满足疲劳强度要求。 （6）校核螺栓间距 ： 实际螺栓间距为 故螺栓间距满足联接的气密性要求。九、结构改错
4、（10分）指出下图所示轴系结构设计中的错误，依次标出序号并简要说明错误的原因。题：共八处错误轴结构改错题目：1、请指出下图所示轴系结构的主要错误，并将正确结构画在图的下半部，或另行绘制。(10分)2、请指出图示轴系结构的主要错误，并绘出正确的结构（结构对称，画一半即可。(12分)3、图示为一用对圆锥滚子轴承外圈窄边相对安装的轴系结构。请按示例所示，指出图中的其他结构错误（不少于7处）（7分）（注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计。）例缺少调整垫片解缺少调整垫片轮毂键槽不对与齿轮处键槽的位置不在同一角度上键槽处表达不正确（应该局部剖视）端盖孔与轴径间无间隙多一个键齿轮左侧轴向定位不可靠齿轮右侧无轴向
5、定位轴承安装方向不对轴承外圈定位超高轴与轴承端盖相碰4、请说明图示轴系结构中用数字标出位置的错误（不合理）的原因。（5分）轴肩的高度超出了轴承内圈的外径；轴段的长度应该小于轮毂的宽度；螺纹轴段缺少螺纹退刀槽；键槽应该与中间部位的键槽在同一母线上布置；键的长度应该小于轴段的长度。轴结构常见错误总结、轴本身的常见结构错误：、必须把不同的加工表面区别开来；、轴段的长度必须小于轮毂的长度；、必须考虑轴上零件的轴向、周向固定问题；、轴外伸处应考虑密封问题。、轴承安装的常见错误：、角接触轴承和圆锥滚子轴承、一定要成对使用；、方向必须正确，必须正装或反装；、外圈定位（固定）边一定是宽边。、轴承内外圈的定位必
6、须注意内外圈的直径尺寸问题、内圈的外径一定要大于固定结构的直径；、外圈的内径一定要小于固定结构的直径。、轴上如有轴向力时，必须使用能承受轴向力的轴承。、轴承必须考虑密封问题；、轴承必须考虑轴向间隙调整问题。、键槽的常见错误：、同一轴上所有键槽应在一个对称线上；、键槽的长度必须小于轴段的长度；、半圆键不用于传动零件与轴的连接。、轴承端盖的常见错误、对于角接触和圆锥滚子轴承，轴承端盖一定要顶在轴承的大端；、和机体的联接处必须要考虑轴承的间隙调整问题；、轴承端盖为透盖时，必须和轴有间隙，同时，必须考虑密封问题。、螺纹的常见错误、轴上螺纹应有螺纹退刀槽;、紧定螺钉应该拧入轴上被联接零件,端部应顶在轴上
7、;、螺纹联接应保证安装尺寸;、避免螺纹联接件承受附加弯矩。1、如图示为一盛水容器，载重为G（自重不计），缸与盖之间用Z个螺栓联接，总的预紧力FG，螺栓刚度为C1，被联接件刚度为C2，容器中的水为常压。求： 1. 单个螺栓的总拉力F0 2. 水缸吊起后，水会不会从结合面处漏出？3. 所用垫片是软些好还是硬些好？为什么？4. 若盛水容器的自重为载重的一半，则为保证结合面处不漏水，螺栓的相对刚度系数至少应为多大？ 2.有一储气罐，罐盖用12个M20的普通螺栓（小径，）均布联接。安装时每个螺栓的预紧力F=18000N，气罐内径D=400mm，气压p=1MPa，螺栓采用45钢，许用拉应力160Mpa，螺
8、栓的相对刚度，试求（1）单个螺栓的总拉力（2）试校核螺栓强度（取计算直径dc=d1）。（10分）3、一个托架1用三个铰制孔用螺栓与机架2相连接。已知：螺栓材料许用剪切应力，横向载荷，。确定受力最大螺栓及所受剪力，判断布置形式是否合理；并按剪切强度确定所需螺栓剪切面的最小直径4. 用两个4.6级普通螺栓固定一块钢板，板上一端作用着向下的载荷F=200N。板与固定件之间的摩擦系数f=0.15，防滑系数Ks=1.0, 螺栓屈服极限s=240MPa，安全系数S=4，选择螺栓直径。螺纹连接习题解答111 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为
9、Q235、强度级别为4.6级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型例子它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷FR。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷FR。 解题要点： （1）求预紧力F： 由螺栓强度级别4.6级知S =240MPa，查教材表115（a），取S=1.35，则许用拉应力： = S /S =240/1.35 MPa=178 MPa ， 查（GB19686）M10螺纹小径=8.376mm由教材式（1113）： 1.3F/（/4） MP
10、a 得：F=/（41.3）=178 8.3762/5.2 N =7535 N （3） 求牵引力FR： 由式（1125）得FR=Ffzm/=75350.1521/1.2N=1883.8 N （取=1.2）112 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB2788）连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求：（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax。（2）若传递的最大转矩Tmax不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数Kf=1.2）。解题要点： （1
11、）计算螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax ：该铰制孔用精制螺栓连接所能传递转矩大小受螺栓剪切强度和配合面挤压强度的制约。因此，可先按螺栓剪切强度来计算Tmax ，然后较核配合面挤压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出Tmax ，取其值小者。本解按第一种方法计算 1） 确定铰制孔用螺栓许用应力 由螺栓材料Q235、性能等级5.6级知： 500MPa、300MPa 被连接件材料HT200 200MPa 。 （a）确定许用剪应力查表116，螺栓材料为Q235受剪切时=2.5，则螺栓材料 =300/2.5MPa=120MPa（b）确定许用挤压应力查表116，螺栓材料为Q235受挤压=1.
12、25螺栓材料=300/1.25MPa=240Mpa被连接件材料为HT200（=200MPa）受挤压时=22.5被连接件材料 200/（22.5）MPa=80100MPa 取=80MPa2）按剪切强度计算由式（1123）知 =2T/（ZDm/4） （查GB2788得M10的铰制孔用螺栓光杆直径=11mm）故 33401112120/4Nmm=11632060.96 Nmm3）校核螺栓与孔壁配合面间的挤压强度从式（1122）可得式中，hmin为配合面最小接触高度，根据题112图结构h=hmin=（6035 ）mm=25mm； 故该螺栓组连接允许传递的最大转矩=11632060.96Nmm（2）改为普通螺栓连接，计算螺栓小径d1 ：（a） 计算螺栓所需的预紧力F按接合面见不发生相对滑移的条件，则有 (Z=6 m=1) （b） 计算螺栓小径d1 设螺栓直径d30mm，查表11-5（a）得S=21.3则 =/S=300/（21.3）MPa=150230.77MPa 取=150MPa mm=30.721mm 查GB19681，取M36螺栓（=31.670mm30.721mm）（c） 确定普通螺栓公称长度l（l=2b+m+s+（0.20.3d） 根据题112结构图可知，半联轴器凸缘（螺栓连接处）厚度b35mm查GB617086，得
