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1、第一题 一支承架与钢底板用受拉螺栓联接，螺栓个数为8，性能等级为5.6级，材料为25钢，尺寸如图。被联接件接合面的摩擦系数 S = 0.15；外载荷 R =7000 N， =20；许用挤压应力P = 150 Mpa；相对刚度系数为 ，拧紧螺母时，不控制预紧力。试设计该螺栓组联接。 有关尺寸：L = 320 mm, H = 250 mml1 = 170 mm, l2 = 80 mmb = 180 mm, h = 400 mmh = 100 mm分分 析：析：关键问题Ll1l1l2l2R第1页/共19页2L一、力分析设计分为四个阶段：二、失效形式分析三、确定螺栓的直径 d 四、验算接合面的情况 l
2、1l1l2l2L第2页/共19页3Ll1l1l2l2一、力分析1. 将R分解为水平方向RH和垂直方向RV：RHRVRH = R cos20= 6580 NRV = R sin20= 2390 N 2. 将RH和RV向螺栓组的形心O点简化，得到作用于螺栓组联接上的载荷：RH = 6580 NRV = 2390 N M = RH.H RV.L = 6580 250 2390 320 = 8.8105 NmmL第3页/共19页4Ll1l1l2l2二、失效形式分析在以一定的预紧力 F 拧紧联接后，可能的失效形式为： 1. 在RV和M作用下，最左侧螺栓所受的轴向拉力最大，可能被拉断： 不断条件L 2.
3、在RH作用下，支架接合面 可能出现滑动： 不滑条件第4页/共19页5HfsRkF 8l1l1l2l2 2. 在RH作用下，支架接合面可能出现滑动： 不滑条件支架接合面上的正压力为 ，单个螺栓上的剩余预紧力 ：其中，F 为单个螺栓上的轴向工作载荷轴向工作载荷，是由在RV和M共同引起的。 由RV引起的轴向工作载荷记为FRV： 由M引起的轴向工作载荷记为FMmax：最左侧螺栓受轴向拉力最大，其工作载荷F = FRV + RMmax第5页/共19页6HfsRkF 8l1l1l2l2 2. 在RH作用下，支架接合面可能出现滑动： 不滑条件支架接合面上的正压力为 ，单个螺栓上的剩余预紧力 ：但是，在计算摩
4、擦力时不应计入M的影响：解释原因所以，上式中的 F 仅考虑由RV引起的轴向工作载荷上述不滑条件可进一步表示为：第6页/共19页70min MFppl1l1l2l23. 在RV和M作用下，支架接合面左侧边缘处可能出现缝隙： 不松条件即：亦即：第7页/共19页8l1l1l2l23. 在RV和M作用下，支架接合面左侧边缘处可能出现缝隙： 不松条件注：当注：当C2 C1时，上式可简化为：时，上式可简化为：第8页/共19页9maxpMFpp l1l1l2l24. 在RV和M作用下，支架接合面右侧 边缘处 可能出现支架或基座被压碎： 不碎条件即：当当C2 C1时，上式可简化为：时，上式可简化为：第9页/共
5、19页10NllMZRFFFziiVMRV135912maxmaxl1l1l2l2三、确定螺栓直径 d先求出受力最大的螺栓上的工作载荷F：再由不滑条件求出该螺栓上的预紧力F ：得预紧力F = 6819N第10页/共19页11NFcccFF709113592 . 068192110l1l1l2l2三、确定螺栓直径 d所以，受力最大的螺栓上的总拉力F0：计算螺栓直径 d ：第11页/共19页12计算螺栓直径 d 3 . 140FdC螺栓5.6级初定M16螺栓, S=5610=300 MPa 求许用拉应力:MpaSSs754300查表6.3取：SS=4)(5 .127514. 370913 . 14
6、mmdCSsS查螺纹标准d1 = 13.835 mm 第12页/共19页13 0.866pH 61Hddcp 螺距 = 2 m mH螺纹牙高度mm.H732128660mm.Hddc79126732151261d1 = 12.79 mm 13.835 mm（M16）取M=16 合适 第13页/共19页141. 验算不松条件0minMpRVFpp0WMARAFzV四、验算接合面Ll1l1l2l2A = 180400180100 = 5.4104 mm236222 2105 . 46)100180400180(6)(mmhhbW077. 0196. 0044. 001. 1105 . 4108 .
7、 8104 . 52390104 . 5681986544minp故符合不松条件，支架左侧边缘处不会出现缝隙第14页/共19页152. 验算不碎条件maxpMpRVFpppVWMARAFz四、验算接合面Ll1l1l2l2MPap150162. 1196. 0044. 001. 1105 . 4108 . 8104 . 52390104 . 5681986544max故符合不碎条件，支架或基座右侧边缘处不会出现压碎思考：还需验算不滑条件吗？思考：还需验算不滑条件吗？总结总结第15页/共19页16螺纹标准螺 距第16页/共19页17P110表6-3第17页/共19页18第二题 一厚度=12mm的钢板用四个螺栓联接在厚度1=30mm的铸铁架上。螺栓材料为A3，强度4.6级，=96 MPa，铸铁架p1 =180 MPa，钢板p2 =320 MPa，板和架之间的摩擦系数s=0.15，载荷 P = 12KN，尺寸 l =400mm，a = 100mm试求：1. 图示螺栓布置a、b二方案，哪一种合理些？2. 取合理方案，用普通螺栓联接和铰制孔螺栓联接，哪一种联接合理些？ (为可靠起见，摩擦力加大20%)。PP第18页/共19页19感谢您的观看！第19页/共19页
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