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1、1.用于紧联接的一个M16普通螺栓，小径d=14.376mm,预紧力F=20000N,轴向工作 载荷F=10000N,螺栓刚度Cb=1 x106N/mm,被联接件刚度Cm=4x106N/mm,螺栓材料 的许用应力Q = 150N/mm2。（1 ）计算螺栓所受的总拉力F（2 ）校核螺栓工作时的强度。1 x 106(1 + 4) x 106二 0.2CF 二 F r + AF 二 F+ b F 0C + Cbm=20000+0.2x10000=22000N (5分)1.3F1.3 x 22000(2) = 0 =ca - d 2叟 x (14.3764 14= 176.2N/mm2u（5分）2图c
2、所示为一托架，20kN的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架 连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设 被连接件都不会被压溃，试计算1）该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F至少应大于多少？（接合面的 抗弯剖面模量W=12.71x106mm3）（7分）2 ）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力要保证6956N ,计算该螺栓所需预紧力 F 、所受的总拉力F（3分）U0 寸7（1）、螺栓组联接受力分析：将托架受力 情况分 解成下图所示的受轴向载荷Q和受倾覆力矩M的两 种基本螺栓组连接情况分别考虑。口罔C扌冰I图1暇寸3：叭（2）计算受
3、力最大螺栓的工作载荷F：（1分）Q使每个螺栓所受的轴向载荷均等，为:F1 = Q = 20000 = 5000（ N）1 Z 4倾覆力矩M使左侧两个螺栓工作拉力减小；使右侧两个螺栓工作拉力增加，值为：厂 Ml 6 x 106 x 227.5ma2 42 l2I4 x 227.52=6593.41( N)i=1显然，轴线右侧两个螺栓所受轴向工作载荷最大，均为：F = F + F2 = 11593.41( N)(3)根据接合面间不出现间隙条件确定螺栓所需的预紧力F： 预紧力F的大小应保证接合面在轴线右侧不能出现间隙，即右侧边界=疔尹pQ 0囚AF42 F 、=1： AfccJ ).4220 x (
4、600 - 200)8800022000 4F14F14xF F1 、=(Mpa) 占 220 x(600 - 200)SS000220001-)2”=*減。=0.159CW.)/220x(600-200)M6x1 oe、k厂十+=耳F1b活樹边界=bpF，- (0.159 + 0.476)x 22000 = 0.635 x 22000 = 13970W结论：为尿证接合面不出现间隙，螺栓的预紧力刃至少应大于13970.2)若 F =6956N，则：(3分)Ff=Fff(l- )F = 6956 + 0.7x11593.41 = 15071.43 (M為+F = F + F J11593.41
5、+6955 =18548.41(2V)3压力容器盖螺栓组连接如图所示，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液 体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16 ( d 1二13.835mm )的普通螺栓，螺栓材料的许用拉 应力P =180MPa ,螺栓的相对刚度c1/(c + c )二0.5，按紧密性要求，剩余预紧力 b b mF =1.83 F , F为螺栓的轴向工作载荷。试计算：该螺栓组连接允许容器内的液体最大压 强P 及每个螺栓连接所需的预紧力F。max01、计算每个螺栓允许的最大总拉力：.2分1分Q兀d 2 F =24 xl.3=20815N.F = F + F = 2.8F1分2 1厂
6、20815F = 7434N1 分2.8厂 n D 2 / 4 F =p12maxp= 1.82MP .maxaCF = F -bF2分3、 0 2 - + -bm=(20815 - 0.5 x 7434) = 17098N1 分4一钢制液压油缸，缸内油压P二2.5MPa（静载），油缸内径D二125mm，缸盖由6个 M16的螺钉联接在缸体上.螺钉刚度Cb与缸体缸盖的刚度Cm之比为1/4，螺钉材料的性能 等级为5.6级，安全系数取S二1.5 , M16螺钉的小径d=13.835mm若根据联接的紧密 性要求，要求残余预紧力QP 1.5F.试分析预紧力Qp应控制在什么范围内才能满足此联 接的要求？解
7、1计算单个螺钉的工作拉力F（2分）油缸盖联接所受的载荷F广ppD2/4，每个螺钉的工作拉力F二匕/6二pxpD2/4/6二2.5 p（125）2/4/6二5113.27 N2计算允许的螺钉最大总拉力Q（2分）螺钉材料性能等级为5.6级，ss二300MPa，许用应力s= ss/S二300/1.5二200MPa.由强 度条件 sca二1.3Q/（ pd2/4）sQpd2s/4/1.3二 px13.8352x200/4/1.3二23127.83 N3求预紧力Qp的允许范围（2分）1）按螺钉强度条件求允许的最大预紧力Q 二 Qp十 Cb/（Cb +Cm ） F23127.83 N Q 1.5FQP =
8、 Qp- Cm /（Cb +Cm）F = Qp-0.8F1.5F即Q 1.5F 十 0.8F 二 2.3F 二 11760.52 N由以上计算结果可知，预紧力Qp应控制为11760.52 N Q 22105.17 Np5.如图所示的螺栓组联接，已知外载荷F二5KN,各有关几何尺寸如500图所示。试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷Fsmax。500l(-it)Q611604解：(1)将F向螺栓组形心平移，同时得转矩T。T=5OOxF 二 5x105x500 二2.5x106 ( N )4 分在F作用下，各螺栓所受横向力为Fs二-=乞103 = 1250 (N) 一3分 s1 z 4在T作用下，
9、各螺栓所受横向力也相等，为二 5524.3 ( N )厂 rT T2.5 x 106F =一s 2 4r24r 4 x802 + 802显然，1、2两螺栓所受的横向力最大，为F =、；F 2 + F 2 - 2 F F cos as max sis 2si s 2=12502 + 5524.32 - 2 x 1250 x 5524.3 x cos135二 6469 ( N )4分6有一受预紧力F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，已知预紧力F。二1000 N，螺栓的 刚度Cb与连接件的刚度Cm相等，轴向工作载荷F=1000N，试计算该螺栓所受的总拉 力F2二？剩余预紧力F广？在预紧力F0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该 螺栓的最大轴向工作载荷F为多少？maxF=F2 0F严F0105 + f ：i或f1=f2 =珂一 F二1疔处-】临二巧00 n为保证被连槎井何不出现缝隙则F1苗f1=f2 一仃詁务FmO得0rUh - 0.5G + 11所以F 映OTO N
