1、例2有一軸承托架用4個普通螺栓固連于鋼立柱上，托架材料為HT150，許用擠壓應(yīng)力O P =60MPa,螺栓材料強 度級別6,8級，許用安全系數(shù)s =4，接合面間摩擦系數(shù)f=0.15 ,可靠性系數(shù)Ks=1.2,螺栓相對剛度一八一0.2，載荷Ci C2P=6000N，尺寸如例圖2,5所示，設(shè)計此螺栓組連接。4。I J例圖2.5托架螺栓組連接解1,螺栓組受力分析如例圖2, 5所示，載荷p可分解為：橫向載荷 Py=Pcos30 =6000cos30=5196 N （鉛垂向下）軸向載荷 Px=Psin30 =6000sin30 = 3000 N （水平向右）傾覆力矩 M = P xx 180+ Pyx

2、420=3000 xl80+5196x 4202.722x io 6N ? mm顯然該螺栓組連接受橫向載荷Py、軸向載荷Px和傾覆力矩M三種簡單載荷的共同作用(1)確定受力最大螺栓的軸向工作載荷。首先確定在軸向載荷Px作用下，每個螺栓受到的軸向工作載荷750 NFP 旦衛(wèi)750 N然后確定在傾覆力矩 M的作用下，每個螺栓受到的軸向工作載荷由公式（11? 33） P273為3 240 N2.722 乂 I O6 x 21Q r3 240 N4 X2102顯然，上部螺栓受力最大，其軸向工作載荷為F=F P+FM =750+3240=3990 N(2)確定螺栓的預(yù)緊力 F,。由托架不下滑條件計算預(yù)緊

3、力F,該螺栓組連接預(yù)緊后，受軸向載荷Px作用時，其接合面間壓緊力為剩余預(yù)緊力F”，而受傾覆力矩M作用時，其接合面上部壓緊力減小，下部壓緊力增大，故 M對接合面間壓緊力的影響可以不考慮。固此，托架 不下滑的條件式為4/r 二 Kfy C ? t C、而所以F t 二 F* c7TcP 二曠-(1 . CTTa而所以4/尸-(1-石 i4Fp = Kfy l KR ( G Xr式中Py橫向載荷，Py=5196N ;FP -一 螺栓所受的由Px引起的軸向工作載荷，F(xiàn)P=750N;f接合面問摩擦系數(shù)，f=0.15 ;K可靠性系數(shù)，K =1.2;J 7螺栓的相對剛度，Q = 0.2o、C#L十匚2 S

4、+ TOC o 1-5 h z 所以L一 、*.、F=匕？ 樣洱巨L +( 1 0.2) x 750 = 10 992 N 4 X 0-15由接合面不分離條件公式(ll-35)p273計算預(yù)緊力F,!1zF c M) 1 1 cC MP miiiP P(zF2 PxP miiiP PA Cic2w A Cl C2 Cl c2 wzF 1 ClPa1cl M oA Clc2 A Ci C2 wCi p MCl c2X W式中 A接合面面積 M = 280 x(500 - 280) = 61 600 mm ;護一一接合面抗彎截面系數(shù)，二 警越1 -(割3二9.618 x 106 mm3 I一螺栓數(shù)

5、目2 = 4;R一軸向載荷，人=3 000 N;M-傾覆力矩,M = 2.722 xl八N-nim;廠，廠螺栓的相對剛度？ *7 七=0? 2。5 + SC| + C2所以 V (1 - 0.2)(3 000 +x 61 600) = 4 086.7 N由托架下部不被壓潰條件公式(ll-34)p273計算預(yù)緊力； ClmJAAASZGg Q一6巴一6巴XCl C2 Cl C2 Wpp= 60MPa;PmaxPP(1V1)A Ci C2W AzF* CiPxdCl MxI A Ci Cl A C1C2WF - JPA 1-QP MAzCl C2w(鋼立柱抗擠壓強度高于鑄鐵托架)式中P一一托架材料

6、的許用擠壓應(yīng)力，其它參數(shù)同前 所以60 61600 1 0.2 30002.722 10&61600921J13.3N9.618 106綜合以上三方面計算，取F= 綜合以上三方面計算，取F= 11000 No.計算螺栓的總拉力Fo這是受預(yù)緊力F作用后又受軸向工作載荷 F作用的緊螺栓連接，故螺栓的總拉力Fo為檢J哉八1】0003 990 = II 79打.確定螺栓宜徑/4x L3式中CT 螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力由題給條件知，強度級別為6.8級，得O s=480MPa ,S4，所以O(shè)= Os/ S480/4=120 MPaI 4 1.311,798di j 12.757mmV 120查 GB196

7、-1981，取 M16(d i = 13? 835mm12? 757mm)。說明該題也可先按托架不下滑條件確定預(yù)緊力F,然后校核托架上部不分離和托架下部不壓潰的情況例3有一氣缸蓋與缸體凸緣采用普通螺栓連接.如圖所示。已知氣缸中的壓力 p在0 IMPa之間變化，氣缸內(nèi)徑 D=500mm ,螺栓分布圓周直徑 Do=65Omm，為保證氣密性要求，剩余預(yù)緊力F”= 1.8 F （F為螺栓的軸向工作載荷），螺栓 間距tW4. 5d （d為螺栓的大徑），螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力o =120MPa，許用肥力幅o a=20MPa，選用銅皮石棉墊片，螺栓相對剛度0.8。試設(shè)計此螺栓組連接。Cl C2分析本題是典型

8、的僅受軸向載荷作用的螺栓組連接。但是螺栓所受載荷是變化的，因此股先按靜強度計算螺栓直徑，然后校核其疲勞強度。止匕外，為保證連接的氣密性，不僅要保證足夠大的剩余預(yù)緊力，而且要選擇適當(dāng)?shù)穆菟〝?shù)目，保證螺栓問間距不致過大。解1.初選螺栓數(shù)目Z因為螺栓分布圓周直徑較大，為保證螺栓間間距不致過大,所以股選用較多的螺栓，取 z=24o.計算螺栓的軸向工作載荷F(1)螺栓組連接的最大軸向載荷FQFQ =呼p =昭嚴 x 2 = 3.927 X 10s N(2)螺栓的最大軸向工作載荷FF =比二彳*也導(dǎo)吃二16 362.5 N Z刊.計算螺栓的總拉力 FoFo 二 F +F=? 8F+F=2? 8F=2? 8

9、X16362? 5=45815 N?計算螺栓直徑In4 x L3 x 45 81525.139 mmJJ.25.139 mm V 兀 X 120查 GB 1961981，取 M30(d i=26 ? 211 mm25 ? 139mm)。5?校核螺栓疲勞強度故螺栓滿足疲勞強度。6.校核螺栓間距實際螺栓間距FMBIfB-dU心塑二FMBIfB-dU心塑二85.124rwn v 4.5 -4.5 x 30 = 135 mm故螺栓間距滿足連接的氣密性要求。題4圖示為一凸緣聯(lián)軸器，用 6個M10的較制孔用螺 栓連接,結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。兩半聯(lián)軸器材料為HT200，其許用擠壓應(yīng)力o Pi=100MPa。螺栓

10、材料的許用剪應(yīng)力：T =92 MPa,許用擠壓肥力o p2 =300 MPa，許用拉伸應(yīng)力=120 MPa。試計算該螺栓組連接允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩Tmaxo若傳遞的最大轉(zhuǎn)矩Tmax不變，改用普通螺栓連接，試計算螺栓小徑dl的計算值（設(shè)兩半聯(lián)軸器間的摩擦系數(shù)E0.16計算值（設(shè)兩半聯(lián)軸器間的摩擦系數(shù)E0.16，可靠性系數(shù) Ks=1.2) o60題3解1 ?計算螺栓組連接允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩該較制孔用螺栓連接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩大小受到螺栓剪切強度和配合面擠壓強度的制約。因此可按螺栓剪切強度條件來計算Tmax,然后校核配合面擠壓強度，也可按螺栓剪切強度和配合面擠壓強度分別求出Tmax,取其值小者。本解按第

11、一種方法計算。由r =W 廠得4口富二氣也二T虧出升-92 = g 9n 9I3N二ra校核螺栓與孔壁配合面間的擠壓強度一工maxr冷巾=6Ddh W)P式1P ds螺桿直徑，ds=llmm;hmin配合面最小接觸圖度，hmin =60 35=25mrn ;。p-配合面材料的許用擠壓應(yīng)力，因螺栓材料的0 P2大于半聯(lián)軸器材料的O P1,故取O p= O pi =100MPa,所以“100MPa2x89179136 x II x 25Mpa“100MPa滿足擠壓強度。故該螺栓組連接允許的最大轉(zhuǎn)矩Tmax=89l7913Nmm2?改為普通螺栓連接，計算螺栓小徑dl(1)計算螺栓所需的預(yù)緊力 F,。

12、按接合面間不發(fā)生相對滑移的條件,則有L2 x 8 917913.4x 0.16 x 34065 5729 Nx 0.16 x 34065 5729 N(2)計算螺栓小徑dlA.牙根強度高，自鎖性能好B .傳動效率高;A.牙根強度高，自鎖性能好B .傳動效率高;30.074 mm角形4x1 x 1.3 x 65 572.97T X 120螺紋連接測試題一、單項選擇題（從給出的 A、B、C、D答案中選一）題1當(dāng)螺紋公稱宜徑、牙型角、螺紋線數(shù)相同時，細牙螺 的自鎖性能比粗牙螺紋的自鎖性能（）。好B.差C.相同題2用于連接的螺紋牙型為三角形，這最主要是因為三螺紋（）oC.防振性能好母時題3若螺紋的宜徑

13、和螺旋副的摩擦系數(shù)一定，則擰緊螺 的效率取決于螺紋的（）o母時A.螺矩和牙型角B升角和頭A.C.導(dǎo)程和牙型斜角D.螺距和升角題4對于連接用螺紋，主要要求連接可靠，自鎖性能好， 故常選用（）oA .升角小，單線三角形螺紋A .升角小，單線三角形螺紋C.升角小，單線梯形螺紋題5用于薄壁零件連接的螺紋A.C.鋸齒形螺紋D.升角大，雙線三角形螺紋D.升角大，雙線矩形螺紋應(yīng)采用 （）o三角形細牙螺紋B.梯形螺紋D.多線的三角形粗牙螺紋題6當(dāng)螺栓組連接承受橫向載荷或旋轉(zhuǎn)力矩時，該螺栓 組中 的螺栓（）oA.必受剪切力作用B.必受拉力作用C.既可能受剪切作用，也可能受拉伸作用D.同時受到剪切與拉伸作用題7計

14、算采用三角形螺紋的緊螺栓連接的拉伸強度時，考慮到拉伸與扭轉(zhuǎn)的復(fù)合作用，應(yīng)將拉伸載荷增加到原來的（）倍。A. 1.1C. 1.25B. 1.3D. 0.3題8采用普通螺栓連接的凸緣連軸器，在傳遞轉(zhuǎn)矩時B. 1.3D. 0.3A?螺栓的橫截面受剪切A?螺栓的橫截面受剪切B.螺栓與螺栓孔配合面受擠壓C,螺栓同時受剪切與擠壓D ?螺栓受拉伸與扭轉(zhuǎn)作用題9在下列四種具有相同公稱宜徑和螺距，并采用相m 乩、配對材料的傳動螺旋副中,傳動效率最高的是A.單線矩形螺旋副A.單線矩形螺旋副B.單線梯形螺旋副C.C.雙線矩形螺旋副題10在螺栓連接中目的是（）。提圖強度C.防松題11在同一螺栓組 同，這是為了（ A.

15、受力均勻 C.外形美觀D ,雙線梯形螺旋副往往在一個螺栓上采用雙螺 母.B?提高剛度D?減小每圈螺紋牙上的受力螺栓的材料、宜徑和長度均應(yīng)相B.便于裝配D.降低成本題12螺栓的材料性能等級標(biāo)6.8級，其數(shù)字6.8代表成）。A.對螺栓材料的強度要求B.對螺栓的制造精度要求C.對螺栓強度和制造精度的要求題13螺栓強度等級為6. 8級，則該螺栓材料的最小屈服極限近似為（）B ? B ? 6 MPaC? 8 MPaD ? 0? 8 MPa題14不控制預(yù)緊力時，螺栓的安全系數(shù)選擇與其宜徑有 TOC o 1-5 h z 關(guān)，是因為（）0A.宜徑小，易過載 B.宜徑小，不易控制預(yù)緊力C.直徑大，材料缺陷多題1

16、5工作時僅受預(yù)緊力 F作用的緊螺栓連接，其強度校核公式為ca HL門，式中的系數(shù)1.3是考慮（）。4A .可靠性系數(shù)B.安全系數(shù)C.螺栓在擰緊時，同時受拉伸與扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用的影響題16緊螺栓連接在按拉伸強度計算時，應(yīng)將拉伸裁荷增加到原來的1. 3倍，這是考慮（）的影響。A.螺紋的肥力集中B.扭轉(zhuǎn)切肥力作用C.安全因素D.載荷變化與沖擊題17預(yù)緊力為F的單個緊螺栓連接，受到軸向工作載荷F作用后，螺栓受到的總拉力Fo （ ） F+F oA.大于B等于C.小于題18緊螺栓連接的螺栓受到軸向變載荷作用，已知Fmin=0, Fmax=F ,螺栓的危險截面面積為 Ac,螺栓的相對剛 度為極限近似為（）Kc,

17、則該螺栓的版力幅為（）AAa = （1 - K.）F/AcC? = KJ72 凡Bq = XfiF/AcDq = （1 - KjF/2 九題19在受軸向變載荷作用的緊螺栓連接中，為提高螺栓 的疲勞強度，可采取的措施是（）0A.增大螺栓剛度Ci,減小被連接件剛度 C2減小Ci,增大C2C,增大Ci和C2D.減小Ci和C2,題20若要提高受軸向變載荷作用的緊螺栓的疲勞強度，則可（）oA .在被連接件間加橡膠墊片B.增大螺栓長度C.采用精制螺栓D.加防松裝置題21有一單個緊螺栓連接，要求被連接件接合而不分離，已知螺栓與被連接件的剛度相同，螺栓的預(yù)緊力為F,當(dāng)對連接施加軸向載荷，使螺栓的軸向工作載荷F

18、與預(yù)緊力F相等時，則（）oA.被連接件發(fā)生分離，連接失效D.被連接件即將發(fā)生分離，連接不可靠C.連接可靠，但不能再繼續(xù)加載D.連接可靠，只要螺栓強度足夠，可繼續(xù)加載，直到 軸向工作載荷F接近但小于預(yù)緊力 F的2倍題22對于受軸向變載荷作用的緊螺栓連接，若軸向工作載荷P在o1000N之間循環(huán)變化，則該連接螺栓所受拉應(yīng)力的類型為（）。A?非對稱循變應(yīng)力B.脈動循環(huán)變應(yīng)力C.對稱循環(huán)變應(yīng)力D.非穩(wěn)定循環(huán)變版力題23對于緊螺栓連接，當(dāng)螺栓的總拉力Fo和剩余預(yù)緊力F”不變時，若將螺栓由實心變成空心，則螺栓的應(yīng)力幅Oa與預(yù)緊力F會發(fā)生變化，）。F,版適當(dāng)減小 B. Oa增大，F(xiàn)版適當(dāng)增大Oa減小，F(xiàn)應(yīng)適當(dāng)減小D. Oa減小，F(xiàn)版適當(dāng)增大題24在螺栓連接設(shè)計中，若被連接件為鑄件，則往往在螺栓孔處做沉頭座孔，其目的是（）。A.避免螺栓受附加彎曲版力作用B.便于安裝C.為安置防松裝置二、填空題題1三角形螺紋的牙型角 = ,適用于,而梯形螺紋的牙型角= ,適用于 O題2螺旋副的自鎖條件是 題3常用螺紋的類型主要有題4題4傳動用螺紋（如梯形螺紋）的牙型斜角（牙側(cè)角）B比連接用螺紋（如三角形螺紋）的牙型斜角（牙側(cè)角）小，這主要 是為了 o題5若螺紋的宜徑和螺旋副的摩擦系數(shù)一定，則擰緊螺 母時的效率取決于螺紋的 和題