上海工程技术大学机械设计A复习题第五章螺纹连接和螺旋传动研究.ppt

螺栓的许用应力 * 螺栓的危险截面直径 取螺栓公称直径d=12mm的M12螺栓 d d2 d1 M12 12 10.863 10.106 M16 16 14.701 13.835 M20 20 18.376 17.294 工作压强小于1.6MPa，要保证气密性，螺栓间距 * 表5-4（P74）螺栓间距t0 实际螺栓间距小于规定螺栓间距可保证气密性。 验证气密性 M12螺栓的最小直径d1=10.106 mm * 气缸工作载荷下螺栓轴向载荷增量 螺栓轴向总拉力在F0~F2=F0+ΔF 范围内变化。 螺栓的拉伸应力幅 螺栓的平均拉应力 螺栓的最小拉应力 * 表5-7（P85） 螺纹连接件常用材料的疲劳极限 螺纹材料的疲劳极限σ-1=220 MPa σm I J σ-1e σa σm O A M′ M σmin σa G C σS 45° * 螺纹材料的疲劳极限σ-1=220 MPa，材料常数φσ =0.15，零件疲劳强度综合影响系数Kσ=3，零件的应力幅σa=14.78 MPa ，平均应力σm=91.78 MPa，最小应力σmin=74.3 MPa。 * * * * * * 为了提高画图速度，螺纹连接件各部分的尺寸（除公称长度外）都可用d（或Ｄ）的一定比例画出，称为比例画法，或简化画法 各种螺纹连接件的比例画法见教材图11-17～11-19。 * * * * * * * 4. 采用合理的制造工艺方法 1）采用冷镦螺栓头部和滚压螺纹的方法。 2）采用强化处理的方法（氮化、氰化、喷丸） * 例题（P92）：图示为一固定在钢制立柱上的铸铁拖架，已知总载荷F=4800N，其作用线与垂直线的夹角α=50o，底板高h=340mm，宽b=150mm，试设计此螺栓组连接。 * h=340 b=150 220 150 α=50° FΣ 160 M 280 * 解：1）螺栓组结构设计 h=340 b=150 220 150 α=50° FΣ 160 M 280 如图所示结构，螺栓数z=4，对称布置。 * 2）螺栓受力分析 h=340 b=150 220 150 α=50° FΣ 160 M 280 轴向力 横向力 倾覆力矩 （1）螺栓组所受力和力矩 （2）在轴向力FΣh作用下，各螺栓所受的工作拉力 上面螺栓所受轴向工作载荷 * （3）在倾覆力矩M作用下，上面螺栓所受载荷 由表5-5查得接合面间摩擦系数f=0.16，取Cb/（Cb+Cm）=0.2，Ks=1.2，则各螺栓所需的预紧力 （4）在横向力FΣv作用下，底板连接面不滑移的条件 * 340 150 220 105107 N·cm 3677 N 3085 N （5）上面螺栓所受的总拉力F2 * 3）确定螺栓直径 选择材料Q235，性能等级4.6的螺栓，由表5-8查得材料屈服极限σS=240 MPa，由表5-10查得安全系数S=1.5，螺栓材料的许用应力 * 螺栓危险截面的直径 按粗牙普通螺纹标准（GB/T 196—2003），选用螺纹公称直径d=12mm（螺纹小径d1=10.106 mm8.6 mm） 确定螺栓的公称直径后，螺栓的类型、长度、精度以及相应的螺母、垫圈等结构尺寸，可根据底板厚度、螺栓在立柱上的固定方法及防松装置等全面考虑。 * 4）校核螺栓组连接接合面的工作能力 340 150 220 105107 N·cm 3677 N 3085 N （1）连接面下端挤压应力不超过许用值，防止接合面压碎。 * 由表5-6查得[σp]=0.5σB =0.5×250MPa=125MPa。 σpmax [σp]，连接接合面下端不会压碎。 * （2）连接面上端应保持一定的残余预紧力，防止托架受力时接合面间产生间隙。 接合面上端受压最小处不会产生间隙。 * 5）校核螺栓所需的预紧力 已知螺栓屈服极限σs=240 MPa ，危险截面面积 取预紧力下限 对碳钢螺栓要求 要求的预紧力F0=6520 N ，小于上值，满足要求。 如图所示的6个普通螺栓组连接，承受载荷F=1000N，接合面摩擦系数f=0.2，防滑系数 Ks=1.2。1）试判断哪个方案合理? 2）若改用铰制孔螺栓组连接，结果如何？ F 500 F T 200 F F T 200 100 * 3）右侧螺栓受到的最大载荷 * 解： 1）横向力作用下每个螺栓的载荷 2）转矩作用下每个螺栓的载荷 F T 普通螺栓组结构设计方案I * F 153.43° 1）横向力作用下每个螺栓的载荷 2）转矩作用下每个螺栓的载荷 3）右侧螺栓受到的最大载荷 普通螺栓组结构设计方案II * 1）横向力作用下每个螺栓的载荷 2）转矩作用下每个螺栓的载荷 3）右侧螺栓受到的最大载荷 铰制孔螺栓组结构设计方案I F T * 1）横向力作用下每个螺栓的载荷 2）转矩作用下每个螺栓