(完整版)机械设计答案

1、第五章习题答案5-4图5-48所示的底板螺栓组连接受外力?的作用。外力? 作用在包含 x 轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大?保证连接安全工作的必要条件有哪些？解： 1. 载荷分解?= ? cos ? = ? sin ?M = ?l ? h ?2. 螺栓上的受力分析（ 1 ） 在竖直方向上，螺栓承受的轴向拉伸工作载荷? ?F =?（ 2 ）在水平方向上， 螺栓受力 ?的作用，需要靠螺栓上的预紧力产生的摩擦力来阻止相对滑动，故f N ? ?( p75 ，5-9 )? ?其中正压力? N = z?0-? +? ?注： ? 防滑系数? 被连接件刚度?螺栓

2、刚度?即?f ( z ?0 -? +? ? ) ? ?(3) 在倾覆力矩 M 作用下，螺栓受的载荷a. 若 M 0 ，倾覆力矩为逆时针方向右边螺栓受到力的加载作用，使螺栓受力增大；左边螺栓受到力的减载作用，使螺栓受力减小；在这种情况下，右边受力最大，左边受力最小。b. 若 M 11.00 的是 M14、M15、M162. 若用普通螺栓连接a 在 20 kN 的横向应力作用下，每个螺栓受到的预紧力满足f ?0 z i ? ?所以?0? ?= 1.2 20= 7.5 kN? ?0?.2 82b 在转矩 T = 20 300 = 6000 N ? mm 的作用下，每个螺栓受到的预紧力为?=? ?=1

3、.2 6000= 42.45 kN?0?0.2 8 106?=1?c 利用矢量合成的方法? = ? ?= 49.95 Kn000d 仅受预紧力的螺栓危险截面的拉伸强度条件为1.3 ?= ?0 ?2?41其中 为 120 MPa ，故? 41.3 ?0 = 26.25 mm1? 由机械设计手册可查，选取M32通过对比，可知在本题目的情况下用铰制孔用螺栓连接为宜：1）可用较小规格螺栓承受较大的横向载荷和转矩2）若采用普通螺栓连接，则需要至少M32 的大螺栓，可以得出结论， 普通螺栓连接不适宜承受较大的横向载荷和转矩，较适宜承受轴向载荷5-10 图 5-18 所示为一汽缸盖螺栓组连接。已知气缸工作气

4、压 P = 0 1 MPa 。缸盖和缸体均为钢制，直径 ?= 350 mm ， ?= 250 mm，上下凸缘厚均为?25 mm ，试设计此连接。解：（ 1 ）确定螺栓数目z 和螺栓连接相关参数的选定由表 5-4 螺栓间距表知，当工作压力为P = 0 1 MPa时，螺栓间距? 7d， 取? =006d ， 螺栓个数取为12 个，则螺栓间距 ? =0?1?91.586= 91.58 mm，螺栓直径为d =?=06= 15.3 mm故按系列标准选d = 16 mm（ 2 ）选取螺栓的材料为低合金钢 8.8 级，查表得，其屈服极限 ? = 640 MPa（ 3 ）求单个螺栓轴向所受总拉伸载荷1总的工作

5、载荷为22? ? 250? =2P = 49062.5 N442每个螺栓的轴向工作载荷为?40962.5 = 4088.54 NF= =?123确定单个螺栓上的总拉伸载荷对于有密封性要求的连接： ? =（ 1.5 1.8 ）F ，1在此取 ?1 = 1.8 F则 ?2 = ?1 F = 2.8 F = 2.8 4088.54 = 11447.9 N（ 4 ） 螺栓长度计算l = 25 + 25 （+ 0.2 0.3 ） d ?螺母（ h =d ） = 69.2 70.8 mm因此选用螺栓的长度为70 mm由机械设计手册可知，选取螺栓为GB/T5782-86 M1670 ,螺纹小径 ? = 13.835 mm1（ 5 ）校核螺栓强度由于气缸盖对连接的紧密性要求高，在装配时应控制预紧力，查表 5-10 得安全系数 S = 4 ，则1.3 ?1.3 11447.9= 99 MPa?= ?