第二篇__螺纹联接习题课

1、要点：要点： 螺纹联接主要类型螺纹联接主要类型 螺纹联接的预紧和防松螺纹联接的预紧和防松 单个螺栓联接的强度计算单个螺栓联接的强度计算 螺栓组联接的受力分析螺栓组联接的受力分析 不同受力形式下螺栓组联接的强度计算不同受力形式下螺栓组联接的强度计算 联接联接 性质性质 载荷载荷 性质性质 联接联接 类型类型 受力最大螺栓受力最大螺栓 所受的力所受的力 强强 度度 计计 算算 松松 螺螺 栓栓 联联 接接 轴向轴向 载荷载荷 F 普通普通 螺栓螺栓 F 或或 4 2 1 d F 4 1 F d 联接联接 性质性质 载荷载荷 性质性质 联接联接 类型类型 受力最大螺栓受力最大螺栓 所受的力所受的力

2、强强 度度 计计 算算 紧紧 螺螺 栓栓 联联 接接 横向横向 力力 F 普通普通 螺栓螺栓 联接联接 或或 铰制铰制 孔用孔用 螺栓螺栓 联接联接 zif FK F S 0 z F F 4 1 3.1 2 1 0 d F ca 43 . 1 0 1 F d 4 2 0 d F PP ld F min0 联接联接 性质性质 载荷载荷 性质性质 联接联接 类型类型 受力最大螺栓受力最大螺栓 所受的力所受的力 强强 度度 计计 算算 紧紧 螺螺 栓栓 联联 接接 转矩转矩 T 普通普通 螺栓螺栓 联接联接 或或 铰制铰制 孔用孔用 螺栓螺栓 联接联接 z i i S rf TK F 1 0 z i

3、 i r rT F 1 2 max max 4 1 3.1 2 1 0 d F ca 43 . 1 0 1 F d 4 2 0 max d F PP ld F min0 max 联接联接 性质性质 载荷载荷 性质性质 联接联接 类型类型 受力最大螺栓受力最大螺栓 所受的力所受的力 强强 度度 计计 算算 紧紧 螺螺 栓栓 联联 接接 轴向轴向 力力 F 普通普通 螺栓螺栓 联接联接 其中：其中： 或或 倾覆倾覆 力矩力矩 M 普通普通 螺栓螺栓 联接联接 其中：其中： 或或 F CC C FF mb b 02 z F F max02 F CC C FF mb b z i i L ML F 1

4、2 max max 4 1 3.1 2 1 2 d F ca 43 . 1 2 1 F d 4 1 3.1 2 1 2 d F ca 43 . 1 2 1 F d 例例1：图示联接中采用两个：图示联接中采用两个M20的螺栓，其许用拉应力的螺栓，其许用拉应力 =160MPa，被联接件结合面间摩擦系数，被联接件结合面间摩擦系数f=0. 2， 若摩擦传力的可靠性系数若摩擦传力的可靠性系数KS=1.2，试计算该联接允，试计算该联接允 许传递的横向工作载荷许传递的横向工作载荷 。 F 解：这是一个典型的普通螺栓联接受横向力解：这是一个典型的普通螺栓联接受横向力 作用的例子。作用的例子。 F F F F

5、2 2 对对M20的螺栓，查手册得的螺栓，查手册得d1=17.294mm 则由则由 4 3 . 1 2 1 0 d F ca 得得 N28911 3 . 1 160294.17 4 3 . 1 4 2 1 0 d F 由由 FKfziF S0 得得 N19274 2 . 1 28911222 . 0 0 S K fziF F 例例2起重卷筒与大齿轮用起重卷筒与大齿轮用8个普通螺栓联接在一起，如个普通螺栓联接在一起，如 图所示，已知卷筒直径图所示，已知卷筒直径D=400mm，螺栓分布圆直，螺栓分布圆直 径径D0=500mm，被联接结合面间摩擦系数，被联接结合面间摩擦系数f=0.12， 若摩擦传力

6、的可靠性系数若摩擦传力的可靠性系数KS=1.2，起重钢索拉力，起重钢索拉力 Q=50000N，螺栓材料的许用拉应力，螺栓材料的许用拉应力=100MPa， 试设计该螺栓组的螺栓直径。试设计该螺栓组的螺栓直径。 D Q D0 解：这是典型的普通螺栓联接受转矩解：这是典型的普通螺栓联接受转矩T作用的例子。作用的例子。 1、计算转矩、计算转矩T Nmm 7 0 10 2 400 50000 2 D FT 2、计算螺栓所需要的预紧力、计算螺栓所需要的预紧力F0 Nmm z i i S rf TK F 1 0 50000 2 500 812. 0 102 . 1 7 3、确定螺栓直径、确定螺栓直径d1 m

7、m768.28 100 500003 . 14 3 . 14 0 1 F d 查查GB19681，取，取M36的螺栓（的螺栓（d1=31.670mm28.768mm） 例例3图示为一汽缸盖螺栓组联接，已知缸内的工作压图示为一汽缸盖螺栓组联接，已知缸内的工作压 力力p在在01.5MPa之间变化，缸盖与缸体均为钢之间变化，缸盖与缸体均为钢 制，其结构尺寸如图所示，为保证气密性要求制，其结构尺寸如图所示，为保证气密性要求 F1=（1.51.8）F，螺栓间距不得大于，螺栓间距不得大于120mm， 试选择螺栓材料，并确定螺栓数目和尺寸。试选择螺栓材料，并确定螺栓数目和尺寸。 解：这是一个典型的普通螺栓联

8、接受轴向力解：这是一个典型的普通螺栓联接受轴向力 作用的例子。作用的例子。 F 因为螺栓间距不得大于因为螺栓间距不得大于120mm 所以所以 取取z=10 个个 16. 9 120 350 z N 736310 4 250 2 pF 则每个螺栓所受的轴向工作拉力为则每个螺栓所受的轴向工作拉力为 N1 .73630 z F F 因为有气密性要求因为有气密性要求 ， 取取FF）（8 . 15 . 1 1 FF65. 1 1 螺栓所受总拉力螺栓所受总拉力 N1951265. 2 12 FFFF 又因是汽缸盖联接，选螺栓材料为又因是汽缸盖联接，选螺栓材料为45号钢，号钢，6.8级，查表级，查表 58，

9、 MPa 480 S MPa 2 .369 3 . 1 480 S S mm 353. 9 2 .369 195123 . 14 3 . 14 2 1 F d 故选故选M12的螺栓的螺栓 d1=10.109mm9.353mm 校核疲劳强度校核疲劳强度 MPa 1 .243 4 2 1 2 max d F MPa 8 .224 4 2 . 0 4 2 1 2 2 1 0 min d FF d F MPa 15. 9 2 minmax a 满足强度条件满足强度条件 5 . 13 . 2 )8 .22415. 92)(1 . 00 . 3( 8 .224)1 . 00 . 3(2202 )2)( )

10、(2 min min1 a tc ca K K S 例例7 解：此螺栓联接，虽然外载荷与螺栓的轴线垂直，但没有解：此螺栓联接，虽然外载荷与螺栓的轴线垂直，但没有 作用在联接结合面上，应将外载荷向联接结合面简作用在联接结合面上，应将外载荷向联接结合面简 化，得一横向力和一倾覆力矩，是一个典型的紧螺化，得一横向力和一倾覆力矩，是一个典型的紧螺 栓联接受横向力栓联接受横向力 和倾覆力矩和倾覆力矩M共同作用的例子。应共同作用的例子。应 分别按紧螺栓联接受横向力分别按紧螺栓联接受横向力 和紧螺栓联接受倾覆力和紧螺栓联接受倾覆力 矩矩M求出作用在螺栓上的载荷。求出作用在螺栓上的载荷。 F F 1）指出该联接的失）指出该联接的失 效形式和计算准则效形式和计算准则 2）求保证联接不滑移）求保证联接不滑移 所需要的预紧力所需要的预紧力F0 3）求螺栓最小直径）求螺栓最小直径d1 F M max F FLFM 解：解： F M max F （1）受载最大的螺栓被拉断）受载最大的螺栓被拉断 （2）接合面受载最大处被压溃）接合面受载最大处被压溃 （3）接合面受载最小处出现缝隙）接合面受载最小处出现缝隙 4 3 . 1 2 1 2 d F ca 0 maxmaxPppP W M A zF 0 0 maxmin W M A zF ppP fzi FK F S 0 max1max02