中北大学1-螺纹联接习题.ppt

5 5螺栓组联接的设计和计算 重点 螺栓组联接的受力分析及强度计算 目的 通过受力分析 找出螺栓组中中受力最大的螺栓及其所受的力 然后对其进行螺栓强度的计算 螺栓组联接的受力分析及强度计算 1 受轴向载荷的螺栓组联接 受拉螺栓 2 受横向载荷的螺栓组联接 受拉或受剪螺栓 1 采用受拉螺栓 2 采用受剪螺栓 3 受旋转力矩T的螺栓组联接 受拉或受剪螺栓 1 采用受拉螺栓 2 采用受剪螺栓 4 受翻转力矩M的螺栓组联接 采用受拉螺栓 螺纹联接习题课 例1 如图 凸缘联轴器 8个精制普通螺栓联接 5 6级 螺栓材料为C钢 D1 195mm T 1 1KN m f 0 2 试选择此螺栓组螺栓型号 不控制予紧力 2 强度计算 所以 GB T5782 2000 2 确定螺栓的几何参数 查手册P43 M16铰制孔螺栓 d0 ds 17 l 23 23 14 8 3 2 64 取l 70 l3 l l0 70 28 42 hmin l1 42 23 19 例2 上题中 若采用铰制孔螺栓 4个M16 5 6级 且T 1 5KN m D1 195mm 联轴器的材料为铸铁 试选择该螺栓的长度并判断强度是否满足要求 解 1 受力分析 例3 普通螺栓联接 已知 C2 8C1 F0 1000N F 1100N求 F2 F1 3 校核单个受剪螺栓强度 解 例4 已知 汽缸工作压强P 0 1 5MPa D 250mm D0 346mm 保证气密性要求要求螺栓间距小于120mm 采用铜皮石棉垫片 试选择螺栓的数目 材料 直径 解 1 确定类型 个数Z及材料 级别 受拉螺栓 取间距t 100mm 选45钢 6 6级 2 确定直径d 对于受变载荷作用受拉螺栓的强度计算 首先 根据所受最大工作载荷确定螺栓最大总拉力 按静强度确定直径d1 再验算其疲劳强度 总轴向外载荷 单个螺栓所受外载荷 保证气密性要求 最大总拉力 确定最大总拉力 P 0 1 5MPa 3 验算疲劳强度 采用铜皮石棉垫片 P84 其中 见P87 选M16 M30 S 3 s 360MPa 360 3 120MPa P 0 1 5MPa 而 变载荷 螺栓许用应力幅 螺栓极限应力幅 尺寸系数 d mm 12 16 20 24 30 36 42 48 56 64 1 0 87 0 81 0 76 0 69 0 65 0 62 0 60 0 57 0 54 k 螺纹应力集中系数 B MPa k 400 3 600 3 9 800 4 8 1000 5 2 km 螺纹制造工艺系数 车制km 1 辗制km 1 25 ku 各圈螺纹牙受力分配不均系数 受压螺母 ku 1 受拉螺母 ku 1 5 1 6 Sa 安全系数 一般 Sa 2 5 例5 悬臂梁 采用4个M16的铰制孔螺栓与机体联接 5 6级 受载如图 P 16KN 求 1 螺栓所受的最大工作载荷2 求螺栓的最大剪应力和最大挤压应力 分析 将P移到螺栓组的几何中心 螺栓组受到复合载荷作用 P T 其中 求每个螺栓的合成剪力 1 2 3 4 p T 2 求螺栓的最大剪应力 最大挤压应力 例6 如图所示 方形盖板用四个M16普通螺栓与箱体联接 5 8级 盖板中心O有吊环 已知 Q 20kN 不控制预紧力 校核螺栓强度 螺栓用5 8级 2 由于制造误差 吊环由 移到 且 问 哪个螺栓受力最大 并校核螺栓强度 2 将载荷Q由O 移到螺栓组的中心O 螺栓组受到Q和M的作用 所以 强度足够 受翻转力矩 例7 解 例8 预紧力产生的摩擦力 1 2 1 3 2 1 3 例9 W 可靠性系数1 2 1 三角形螺纹是常用的联接螺纹 梯形螺纹是常用的传动螺纹 2 受横向载荷的受拉螺栓组联接中的螺栓受到剪力的作用 3 对受轴向载荷的普通螺栓联接适当预紧可以提高螺栓的抗疲劳强度 4 受翻转力矩作用的螺栓组联接中 螺栓的位置应尽量靠近接合面边缘 5 受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是预紧力与工作拉力之和 6 当被联接件之一太厚 不宜采用普通螺栓联接时 可采用螺钉或双头螺柱联接 7 受轴向载荷的紧螺栓联接 当F0 F一定时 降低螺栓刚度 则螺栓的总拉力将增大 8 受拉螺栓只能承受轴向外载荷 9 联接螺纹一般采用三角形螺纹 牙形角为60度 10 在 相同的前提下 梯形螺纹较三角螺纹的传动效率高 是非题 牙型角越小 传动效率越高 1 在螺栓的直径参数中 与螺栓的抗拉强度关系最大 公称直径为 中径 小径 大径2 为了提高受轴向变载荷螺拴联接的疲劳强度 应 增加螺栓刚度 降低螺栓刚度 降低被联接件刚度 3 螺栓常用材料为 号钢 r 4 受翻倒力矩的螺栓联接中 螺栓位置的布置应按以下原则 为提高承载能力 螺栓应远离被联接件的几何形心 为使被联接件受力均匀 应使螺栓均匀分布 为提高承载能力 应远离翻倒轴线 5 强度等级为 级的螺栓材料屈服极限 6 以下哪些措施有利于改善螺纹牙间载荷分布不均的现象 加弹簧垫圈 减小钉杆直径c 大螺母高度 采用悬置螺母 选择题 7 当螺栓联接的被联接件是锻件或铸件时 应将安装螺栓处加工成小凸台或鱼眼坑 其目的是 易拧紧 避免偏心载荷 增大接触面 提高承载能力 外观好8 以下哪种措施可以提高受轴向变载荷的紧螺栓强度 螺纹防松 在被联接件间加软垫片 适当增大螺栓长度 采用精制螺栓9 在承受横向载荷的受拉紧螺栓联接中 螺栓杆承受 作用 剪应力 拉应力 拉应力和剪应力10 予紧力为F0的紧螺栓联接 受到工作载荷F以后 螺栓所受的总载荷F2 F0 F a 小于b 大于c 等于 11 用于连接的螺纹牙型为三角形 这是因为三角形螺纹 A 牙根强度高 自锁性能好B 传动效率高C 防振性能好D 自锁性能差 12 在螺栓连接中 有时在一个螺栓上采用双螺母 其目的是 A 提高强度B 提高刚度C 防松D 减小每圈螺纹牙上的受力 13 对于紧螺栓连接 当螺栓的总拉力F2和残余预紧力F1不变 若将螺栓由实心变成空心 则螺栓的应力幅 a与预紧力F0会发生变化 A 增大 应适当减小B 增大 应适当