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1、第3章螺纹联接和螺旋传动答案一、思考题（略）二、习题1、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2000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？解：(1)螺栓刚度tan30 = 0.57735 ,被联接件刚度.=tan45 = l,由 图知预紧力Fo=4O00 No螺栓所受总拉力Fa =F()+ kh Fe =4000 + Wx 2000 = 4732Nkh+kc0.57735 +1被联接件间剩余预紧力L1Fr=F一 Ff =4000 X2000 = 2732 N灯 + kc0.57735 +1巴和耳图示如
2、下：4000N（2）被联接件不出现缝隙，需Fg W 耳乞化讥4000 = 6309 .4N2.受轴向力紧螺栓联接，已知螺栓刚度kb=0.4xl06N/nin ,被联接件刚度 kc=1.6xlO6N/mm ,螺栓所受预紧力Fo=8OOON ,螺栓所受工作载荷为 Fe =4000No 要求：（1）按比例画出螺栓与被联接件受力-变形图（比例尺自定）。（2）在图上量出螺栓所受的总拉力巴和剩余预紧力耳，并用计算法求出 此二值，互相校对。（3）若工作载荷在04000 N之间变化，螺栓的危险截面面积为96.6mm2 , 求螺栓的应力幅乙和平均应力务，（按计算值几等求6,不按作图求值）。预紧后螺栓变形氐=鼻=
3、S（XX）- = 0.02讪kb 0.4xl06被联接件变形几=处=上= 0.005 mmkt. 1.6xl06（1）0.4 xlO6b（2）2+兀寸二800%匚 S 2 X4。詡 00N1.6xl06-占=80Q0-0.4x101.6x10-X4QQ0 = 48Q()N误差亦一9000 一2.3%,4800-5000 = -4 1?%88004800(3) “心=聖4叫l4MPa2A 2x96.68800 + 80002x96.6=86.96MPa3气缸盖联接结构如图所示，气缸内径250mm,为保证气密性要求采用12个M18的螺栓，螺纹内径15.294mm、中径16.376mm,许用拉应力r
4、=120MPa,取剩余预紧力为工作拉力的1.5倍，求气缸所能承受的最大压强（取计算直径心心）。解：螺栓总拉力耳W0x;rx：/(4xl.3)残余预紧力Fr=L5Fe，心为螺栓工作拉力。Fn=FK+FE=.5FE+FE=2.5FL, FE=Fa/2.5Fe W bx xd /(4x2.5x1.3) = crx xd /13= 120x x15.2942/13 = 6783N汽缸压力为p = (nxFE x4)/(xD2) 12 x 6783 x 4/( x2502) = 1.658 MPa4.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Fq = 100000N,螺栓材料为5.8级，Q2
5、35, crs =400MPa,安装时不控制预紧力，取 安全系数S=4,取剩余预紧力为工作拉力的0.4倍，试确定螺栓所需最小直径。解：许用拉应力b=牛=出# = 1 OOMPa2个螺栓，心，每个螺栓的工作载荷严二呼/OOON剩余预紧力你=04Fe =0.4x5000 =2000 N故得螺钉的总拉力你=Fe + Fr = 5000 + 2000 = 7000N按强度条件，螺栓小径/（或4）事4xl.3Fb14x1.3x7000v Too=10.764mm5如图刚性凸缘联轴器用6个普通螺栓联接。螺栓均匀分布在D = 100mm 的圆周上，接合面摩擦系数f =0.15,考虑摩擦传力的可靠性系数（防滑
6、系数）C = 1.2o若联轴器传递的转矩T=150Nm 载荷较平稳，螺栓材料为6.8级,45钢，crs=480MPa,不控制预紧力，安全系数取5=4,试求螺栓的最小直径。解：许用拉应力b =牛= 120 MPci设螺栓所需预紧力为则呱牛CTl . CT 1.2x150000 即仇事飞二 =4000Nzf 6x0.15x 2 2则螺栓小径/（或4x04000 =743x!204x1.3/23 23100 1006.如图所示凸缘联轴器，用4个M16六角头狡制孔用螺栓联接，其受剪螺 栓直径为（）= 17mm,螺栓长65mm,螺纹段长28mm螺栓材料为Q235钢，屈服极限bs = 240MPa ,联轴
7、器材料为HT250,强度极限叭=250MPa 联轴器传递转矩T=2000Nm,载荷较平稳，试校核螺纹联接强度。附：受剪螺栓联接许用切应力r = 2.52?5许用挤压应力（静载）：对钢bp =空；对铸铁bp=1.5解：设每个螺栓所受剪力为F,则片故2T 2x2000000F2 =6452 NzD 4x 155F 645?切应力 r = _L_ = 2 = 28.42 MPa兀 兀 (,7d；xl744rl = 96 MPaL2.525rr,安全。挤压面尚度度3 = (65 - 28)-23 = 14nm对铸铁许用挤压应力对钢许用挤压应力0p,=空=纠=160 MPa1.515挤压应力bp = =芒：.“MPavE，安全。7.如图所示,一铸铁托架用4个普通螺栓固定在钢柱上，已知静载荷Fq=31cN, 距离Z=150mm,接合面摩擦系数f =0.2。螺栓取5.6级、35钢，0迟 M . c4x4500450000Pmin A VVPm,n 340x150222 x 3402
机械设计螺纹联接和螺旋传动答案
