螺栓联接习题课一.PPT

第 页 第二章 螺纹联接 * 机械设计 * 螺栓联接习题课 一、螺栓组计算 螺栓组受力分析 翻转力矩 旋转力矩 横向力 轴向力 F=FQ/z 受拉 受剪 受拉 受剪 受拉螺栓 受变载： 紧联接 受F’和F σa影响疲劳强度 单个螺栓强度计算 受剪螺栓： 松联接： 仅受F’： 受静载： F0=F+F” 受任意载荷螺栓组 向形心简化 ———————→ 四种简单状态 迭加 ——→ 受载最大螺栓 ——→按单个计算 例1、图示底板用8个螺栓与支架相连，受外力Q作用，Q作用于 包含X轴并垂直于底板接缝面，试计算此螺栓组联接。 （θ=30°） 解： （一）受力分析 Q QH QH=Qcosθ QV QV=Qsinθ H MH QH H= Qcosθ MH=H·300 V MV QV V= Qsinθ MV=V·400 H=4330N，V=2500N，M=MH-MV=299000N · mm （二）工作条件分析 1、保证结合面不滑移 又： 2、受力最大螺栓轴向载荷 a 、FV=V/z=2500/8=312.5N（每个螺栓受V作用相同） b 、M作用，离形心越远受力越大 c 、最大工作载荷 d 、螺栓总拉力 =5662.5N 取： kf =1.3 μs=0.13 3、螺栓直径： d1 d 4、其它条件 a 、左侧不出现间隙： b 、接合面右侧不压溃： 螺栓拧紧并承受轴向载荷H后，剩余预紧力在结合面产生的挤压应力。 翻转力矩对挤压应力的影响 选择螺栓性能等级，计算许用应力 。 Q Q 例2、设计图示螺纹联接：1.受拉螺栓 2.受剪螺栓 解： 一）受力分析 R T FSR FSR FSR FSR FST FST FST FST R=Q/2=10000 N Q T=R×300=3000000 N.mm R使各螺栓受到横向工作载荷FSR： FSR=R/4=2500（ N ） T也使各螺栓受到横向工作载荷FST，方向与形心连线垂直。 受载最大的螺栓： 受拉螺栓： 受剪螺栓： 相同 二）设计计算 ? 受拉螺栓 由预紧力F’产生的摩擦力来传递外载荷FS。 （取：kf =1.3、μs=0.13） ? 受剪螺栓 选择螺栓性能等级，计算许用应力 。 螺栓直径： d1 d 横向载荷由螺栓杆与被联件的挤压与剪切传递。 受载最大螺栓的横向载荷为：FS=9014（N） 选择螺栓性能等级，计算许用应力 。 螺栓直径： 查手册 ? 比较 受拉螺栓： 相同材料螺栓，由P110表6.3： d受拉d受剪 例3 某承受轴向载荷的螺栓联接。已知单个螺栓所受轴向载荷 F=500N，预紧力F’=500N，螺栓的刚度c1，arctanc1=30°， 被联接件的刚度c2，arctanc2=45°。 1）绘制此螺栓联接的力——变形图，并确定螺栓总拉力F0。 2）若将垫片改为较软的，使arctanc1=60°，其他不变，F0=？ 3）比较上述两种情况，判断哪种密闭性好？ 注：此题用图解法求解。 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 N 变形 60° 30° 45° 45° F F0 F” F F0 F” F’ 例4 一钢板采用三个铰制孔螺栓联接,下列三个方案哪个最好? F 3 F 3 F 3 FL 2a FL 2a Fmax=F3= FL 2a F 3 + * *