机械设计螺纹计算题答案

1、一方形盖板用四个螺栓与箱体连接，其结构尺寸如图所示M FOO200005Q盖板中心2N mm0点的吊环受

141421.4N mm拉力设剩余预紧力〃为螺栓所受的轴向工FQ=20000N,F=

0.6F,F作载荷试求螺栓所受的总拉力,并计算确定螺栓直径螺栓材料为1Fo号钢，性能等级为级如因制造误差，吊环由点移到点，且

456.

82001.3F型°160MPa13MPa

142.6MPadj/

410.1062/400〜=52mm求受力最大螺栓所受的总拉力F，并校核Fo

1.6F中确定的螺栓的强度

11.65500N8800N解题要点故吊环中心偏移至点后，螺栓强度仍足够O1吊环中心在0点时分析与思考此螺栓的受力属于既受预紧力F作用又受轴向1紧螺栓连接的工作拉力为脉动变化时，螺栓总拉力是如何变化的？试画出其受力变形图，并加以说明工作载荷作用的情况根据题给条件，可求出螺栓的F总拉力Fo=F+F=

0.6F+F=

1.6F Cl而轴答向工总作拉载力荷FoFF是由轴向载荷FQ引起的，故有F,受力变形图见主教材图题11-1156—7图Cl C2巳20000N5000N44•••Fo

1.6F

1.65000N8000N螺栓材料号钢、性能等级为级时，查表

456.8480MPa,s表一取则5a S=3,，故[]/S=480/3MPa=160MPasd4r38000mm

9.097mm1160查取GB196-81,M12di=

10.106mm

9.097mmo吊环中心移至点时2首先将载荷向点简化，得一轴向载荷和一翻转力矩使盖板有绕螺栓和FQ FQMoM1中心连线翻转的趋势3显然螺栓受力最大，其轴向工作载荷为4FQM2000014142N5500N100242r21002Cb Cm

（2）提高螺栓连接强度的措施有哪些？这些措施中哪些主要是针对静强度？哪些4iOi4000N,螺栓刚度Cb=tan30°,连接利miTii件刚度C=tan45°=1螺栓所受总拉力F E,-F=

4732.05N,残余预紧力m

24732.

0520002732.05N主要是针对疲劳强度？答措施有1）改善螺纹牙间的载荷分配；2）减少螺栓的应力幅；3）采用合理制造工艺；4）避免附加弯曲应力；5）减少应力集中第1）种措施主要对静强度，其余四种主要针对疲劳强度

2、如图所示为某受轴向工作载荷的紧螺栓联接的载荷变形图

（1）当工作载荷为2000N时，求螺栓所受总拉力及被联接件间残余预紧力

（2）若被联接件间不出现缝隙，最大工作载荷是多少？

（2）如要使被连接件间不出现缝隙，即被连接件的变形量恰好为零，此时，残余预紧力为零，承受的工作荷载最大，且F FO根据上图几何关系得F24000（1tan30）=

6309.40N,即2F

6309.40N.气缸盖联接结构如图所示，气缸内径为保证气密性要求采用个的螺栓,螺纹3D=250m m,12M18内径、中径许用拉应力

15.294mm

16.376mm,=120MPa,倍，求气缸所懿修㈱卷%镶翦鹘赛为螺栓工作拉力dc=d1o2螺栓总拉力Fo di/413残余预紧力FE FF15FF

2.5F,FFo/

2.5F di/

42.513di/13120152942/136783N汽缸压力为pp nF4/D21267834/

25021.658MPa图示一铸铁吊架用两只普通螺栓固定在梁上吊架承受的载荷螺栓材料4•FQ=10000N,为级,安装时不控制预紧力，取安全系数

5.8Q235,c s=400MPa,Ss4,许用拉应力颂100MPa4取剩余预紧力为工作拉力的倍，试确定螺栓所需最小直径

0.4SSs个螺栓，每个螺栓的工作载荷号号2Z=2,F5000N剩余预紧力F t

0.4F=

0.4X5000=2000N故得螺钉中总拉力F2=F+FI=5000+2000=7000N按强度条件，螺栓小径或）；44由dj J4^

700010.764mmY V

100、本小题分510刚性凸缘联轴器用个普通螺栓联接螺栓均匀分布在的圆周上，接合面摩擦系6D=100mm数考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑系数）若联轴器传递的转矩二=

0.15,Kf12o T载荷较平稳，螺栓材料为级，钢，不控制预紧力，安全150N-m,

6.845s480MPa,一坐120MPa系数取Ss4许用拉应力Ss4,试求螺栓的最小直径设螺栓所需预紧力为则F,DzF—KfT2空即12150000z—

60.154000N413F4134000则螺栓小径d,（或de）

7.43mmX120。