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1、螺纹连接1、一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（ d1 = 13.835mm的普通螺栓，螺栓材料的许用拉应力二=180MPa，螺栓的相对刚度cb/（cb - Cm） =0.5，按紧密性要求，剩余预紧力F）=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Pmax及每个螺栓连接所需的预紧力F0。1.计算每个螺栓允许的最大总拉力:.2分1分门二 di2F24F.3= 20815N.1、计算容器内液体最大压强FF1F= 2.8F1分20815F 一-7434N1分2.8兀 D2 /4F -
2、Pmax1分12Pmax =匸82 MPa1分F。二 F2丘 F2分Cb +Cm= （20815 -0.5 7434） = 17098 N1 分2.如图所示的矩形钢板，用4个M20的铰制孔用螺栓（受剪处直径 d0=21mm固定在槽钢上,各尺寸关系如图所示（单位：mm，钢板悬臂端受外载荷 FQ=16kN,试求：1）螺栓组受哪几种外载荷作用，各自载荷多少？ （3分）2）找出受力最大的螺栓并求出其所受的切应力？ （5分）厅QLJ11_2 143O4 111c_:山.1一-112x60000J5x2xl二 24000AAi螺栓组受到两种外载荷作用： 横向力F=Fc=16kN120 3 6 转矩 t =
3、 F(300) =16 103 360 = 5.76 106N mm22)由横向力F引起的各螺栓所受的剪力 F相等：16 1034=4 103N由于各螺栓的力矩r相等，由转矩T引起的各螺栓所受的剪力=FjmaxTrmax2ri且rmax 二 ri = 60 . 2所以，可得FV65.76 104 60 2=16973N由图示受力分析可知，螺栓2和4受力最大，其所受剪力的合力为：:22F2 二 F4 = FjFj 2Fi Fj cos45=(4 103)21697322 4 103 16973cos45 = 2 104N其切应力为:F242 10d2ji4212= 57.7MPa3下图表示两平板
4、用 2个M20的普通螺栓联接，承受横向载荷 F=6000N，若取接合面间的 摩擦系数？ =0.2，可靠性系数 Ks=1.2，螺栓材料的的许用应力cr =2N/mm 2安全系数S=2, 螺栓的小径d1=17.294mm。试校核螺栓的强度。F0,解：螺栓预紧后，接合面所产生的摩擦力等于横向载荷，假设各螺栓所需预紧力均为 则由平衡条件得：受预紧力螺栓强度为:4xL304x13x24000rxl7.294a分）F尸內cj=1 000+ 0.5 X 1 000（5分Fi=Fo十(1-1 000 - 0, 5 x) r -Fi=F2F =1 500-)00050ON1 500 NI 000 x 500 N
5、=10733AT/ww2b = - = 24 = 120A7 /S所以，该螺栓联接件满足强度条件。4.5.6. (15O- （fl.33NImm2 v 0 = 120/叨叨分）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Fi = ?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Fmax为多少？或为探证玻连接件何不出现琏哮，则F $0。I *广“广）F茅0得(5分)煤OOON(F仁F0- (1-Cb/(Cb+Cm)F=0)
6、5.（15分）图3-1示螺栓联接中，采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力（T =I60N/mm联接件接合面间摩擦系数f = 0.20，防滑系数1.2，计算该联接件允许传递的静载荷 F= ?（M20的螺栓di = 17.294mm）（10分）螺栓预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷，假设各 螺栓所需预紧力均为F0则由平衡条件（4分）螺栓危险截面的强度条件为:于是得（44X1.3XK,5. 2XL 2兀X 17. 29 X 160X0. 2X2空_ 9273 ?56. 一钢制液压油缸，缸内油压 P= 2.5MPa（静载），油缸内径D = 125mm缸盖由 6个M16的螺钉联接在
7、缸体上.螺钉刚度Cb与缸体缸盖的刚度Cm之比为l/4，螺 钉材料的性能等级为5.6级，安全系数取S= 1.5，M16螺钉的小径d1=13.835mm. 若根据联接的紧密性要求，要求残余预紧力 QP1.5F.试分析预紧力Q应控制 在什么范围内才能满足此联接的要求？解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 2 =p D/4，每个螺钉的工作拉力F= Fs/6= pX2 2D/4/6 = 2.5 二（125） /4/6 = 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， 6= 300MPa许用应力司=m/S = 300/1.5 =
8、200MPa由强度条件 飞=1.3Q/（二d2/4） 1.5F即Qp 1.5F 十 0.8F = 2.3F = 11760.52 N由以上计算结果可知，预紧力 Q应控制为11760.52 N K QK 22105.17 N二传动分析题2图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。已知 m=8mm d1=80mm, Z1=1，i=40,卷 筒的直径D=250mm试计算：（1）欲使重物上升1m应转动蜗杆的转数；（2） 设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为 0.18，检验该蜗杆传动是否满足自锁条件；（3）设重物重Q=5kN,通过手柄转臂施加的力F=100N,手柄转臂的长度I的最 小值（不计轴承效率）。(1) 重物上
9、升 1m时，卷筒转动圈数：N=1000/ n D=1000 (250x3.14)=1.27蜗杆转动圈数 N= ni N 2=40x1.27=50.96（圈）(2) 蜗杆直径系数q=d/m=80十8=10导程角：丫 =arctan 环=arctan fi =7.125当量摩擦角：岁 v=arctanf v= arctan H =10.204I； 5x0.125M25购帀：因为：丫 呼 v所以 蜗杆传动满足自锁条件(4分)(3)蜗杆传动的啮合效率:M 十畀）tan（7125- 110J204fl）=0.401门严5:则:F 01(13分)如图3-2所示某电梯传动装置中采用蜗杆传动，电机功率 P=1
10、0kVy转速 m= 970r/min,蜗杆传动参数Z1 = 2； Z2= 60;直径系数q = 8;总效率n 0. 8, m= 8,右旋蜗杆，试计算：14分)(1) 电梯上升时，标出电机转向;(2) 标出蜗杆所受各力的方向；(3) 计算蜗轮所受各力大小电机转向箭头向上；（1分）（2）蜗杆受各力方向如图（3分）2x98454x30x0.8= 9845#Fr2 = F2 tan a = 9845tan20 = 3583N（10分）如图4-1传动系统，要求轴U、川上的轴向力抵消一部分，试确定：1）蜗轮6的转向2）斜齿轮3、4和蜗杆5、蜗轮6的旋向；3）分别画出蜗杆5,蜗 轮6啮合点的受力方向。图4-
11、11蜗轮6的转向为逆时针方向；2齿轮3左旋，齿轮4右旋，蜗杆5右旋，蜗轮6右旋；（4分） 3蜗杆5啮合点受力方向如图（a）;蜗轮6啮合点受力方向如图（b）la)(bj轴承类题目已知V带传动中，最大传递功率 P=8kW，带的速度v=10m/s,若 紧边拉力Fi为松边拉力F2的2倍，此时小带轮上包角：1=120 , 求：（1）有效拉力Fe； （2）紧边拉力Fi; （3）当量摩擦系数 厂。解：有效拉力 Fe =1000P/v=1000X 8/10=800 N （2 分） 又知:F1- F2= Fe, F1 =2F2则紧边拉力 只=2 Fe =1600 N （2分）旦二 e：fF2根据欧拉公式得 当量
12、摩擦系数 f = In（F1/F2）/ a =ln2/（3.14 X 120/180）=0.693/2.0933=0.331 （2分）23. 对46210角接触球轴承反安装，如图1所示。已知轴承1和轴承2的 径向载荷分别为R=2000N,R=4000N,轴上作用的轴向载荷Fa=800N(指向轴承2),轴承的派生轴向力 S的计算式S=0.68R, e=0.68 , X=0.41, Y=0.87。轴承载荷有 轻微冲击，载荷系数fF=1.2，工作温度不大于120 Co试求：(1) 轴承1和轴承2的轴向载荷A和A；(2)轴承1和轴承2的当量动载荷P1和B o1 2Ri|只己ia_ b J Q S戸可乞
13、Ri解：（1）计算轴承的轴向载荷S=0.68R=0.68 X 2000=1360NS=0.68 R=0.68 X 4000=2720NS、S方向见图2图2第六大题第23小题答案图因为 Fa+ S=800+2720=3520 N S所以轴承 1 “压紧”，A= Fa+ S=800+2720=3520 （2 分） 轴承 2 “放松” ,A= S=2720 N（2 分）（2）计算轴承的当量动载荷轴承 1 A/R=3520/2000=1.76 e=0.68,则取X1=0.41, 丫1=0.87P1=f f（X1Ri+Y1A）=1.2 X （0.41 X 2000+0.87 X 3520）=3882.4 N （2 分） 轴承 2 A R=2720/4000=0.68 e=0.68,则取Xf1,Y2=0P 2=f fXR=1.2 X 1X 4000=4800 N （2 分）轴系改错题
