1.3F0 由强度条件：?＝????2?d1
4
?d12???3.14?8.3762?(200~160)
F0???8472.85~6778.28N1.3?41.3?4
KF
由承载条件：F0?S fz Ｆ０fz(8472.85~6778.28)?0.15?2 Ｆ???2118.21~1694.57N KS1.2
Ｆmax?2118.21~1694.57N
5—56 有一受预紧力F0=1000N和轴向工作载荷F=1000N作用的普通紧螺栓联接，已知螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C m相等。试计算该螺栓联接所受的总拉力F2和残余预紧力错误！链接无效。。在预紧力F0不变的条件下，若保证被联接件不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少
解： 总拉力 F2?F0?
残余预紧力 F1?F0?Cb1F?1000??1000?1500NCb?Cm2Cm1F?1000??1000?500NCb?Cm2被联接件不离缝时的Fmax :F1?F0? Fmax?F0CmFmax?0Cb?CmCb?Cm?1000?2?2000NCm
5—57 如图所示，一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓联接。已知气缸中的压力p在0～2MPa之间变化，气缸内径D=500mm，螺栓分布直径D0=650mm。为保证气密性要求，残余预紧力F 1= F，螺栓间距t ≤ d (d为螺栓的大径)。螺栓材料的许用拉伸应力[
]=120MPa，许用应力幅[
a
]= 20MPa。选用铜皮石棉垫片，螺栓相对刚度C b/
（C b+Cm）=，试确定螺栓的数目和尺寸。
解：设取螺栓数目Z=16或24
则单个螺栓所受的轴向工作载荷F为： ?D2p 2?3.14?50024?24531.25N F(16)?Z?4?16 ?D2p 2?3.14?50024?16354.17N F(24)?Z?4?24
单个螺栓所受的总拉力F2为：
25 25 pDD0题5—57图
F2(16)?F1?F?1.8F?F?2.8F?2.8?24531.25?68687.5N
F2(24)?F1?F?1.8F?F?2.8F?2.8?16354.17?45791.67N
所需的螺栓直径d1：
??1.3?F2?????d1244?1.3F2d1(16)??????????4?1.3?68687.5?30.788mm??1204?1.3?45791.67?25.1385mm??120d1(24)?4?1.3F2?M 36 d1(16)?31.670mm?30.788mm查表
M30 d1(24)?26.211mm?25.1385mm
校核螺栓间距t
?D0650?t???127.5625mm?4.5d?4.5?36?162mm(16) Z16 ?D0650?t???85.04mm?4.5d?4.5?30?135mm(24) Z24
校核应力幅a：
Cb2F2?16354.17???0.8??8.31MPa???a??20MPaa(16) Cb?Cm?d12?31.6702
Cb2F2?16354.17???0.8??12.13MPa???a??20MPa a(24)22Cb?Cm?d1?26.211
确定螺栓的数目和尺寸:
查表 Z?16 M36 l?100或90mm 或Z?24 M30 l?90mm
5—58如图凸缘联轴器（GB/T5843—1986）的型号为YLD10，允许传递的最大转矩T=630N·m，两半联轴器采用4个M12的铰制孔用螺栓联接，螺栓规格为M12×60（GB/T27—1988），螺栓的性能等级为级，联轴器材料为HT200,试校核其联接强度。若改用普通螺栓联接，两半联轴器接合面间的摩擦系数f =，防滑系数Ks=，试计算
22 38
螺栓的直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。 解：
s
=640MPa 13 0 采用铰制孔用螺栓联接 铸铁的
B
=200MPa 螺杆d0=13mm
题5—58图
查表5—10 钢：S= SP= [
]=
s
/ S=640/=256 MPa s
[
铸铁：SP=～ [
P
P
]= /SP=640/=512MPa
]=
B
/SP=200/～=100～80 MPa
单个螺栓所受的工作剪力F为：
Tr2?630F?Zmax??2423.08N?34?130?10?ri2i?1
校核螺杆的剪切强度
F2423.08????18.26MPa???? 安全 ?2?d0?132 44
校核螺杆、联轴器的挤压强度 Lmin=38－22=16mm
F2423.08?P???11.65???P? 安全
d0Lmin13?16
改用普通螺栓联接
查表5—10按不控制预紧力，设d=16mm取S=4 [
]=
s
/S=640/4=160MPa
KST 1.2?630?2由承载条件：F0???19384.62N Z?3 0.15?4?130?10f?ri i?1 1.3F0由强度条件：?＝???? ?d12 4 4?1.3F04?1.3?19384.62 d1???14.165mm
????160?
取M20，d1=> (或取第二系列M18，d1=> 与假设基本相符，不必修改安全系数S。
螺栓的长度l>22×2+m+S=44+18+5=67 取l=70~80mm
?S640??533.33~426.67MPaS1.2~1.5
4?1.3F04?1.3?19384.62
d1???7.7586~8.674mm ????(533.33~426.67)?
螺栓标记：螺栓GB57882—86 M20×70(或80)
???? 若按控制预紧力，取＝1.2~1.5， M10，d1?8． 取376mm?7.7586mm M12，d1?10.106mm?8.674mm 取 标记：螺栓GB5882—86 M10?70(或80) 螺栓GB5882—86 M12?70(或80)
5—59如图所示，为一支架与机座用4个普通螺栓联接，所受外载荷分别为横向载荷FR=5000N，轴向载荷FQ=16000N。已知螺栓的相对刚度Cb/ (Cb+Cm)=，接合面间摩擦系数f=，Ks=, 螺栓的性能等级为级，试确定螺栓的直径及预紧力F0。 解：
s
=640MPa FR查表5—10，
按不控制预紧力，设d=16mm取S=4 [
]=
s
/S=640/4=160MPa FQ
（按控制预紧力取S=~ [
]=
s
/S=640/~=~ MPa）
题5—59图
单个螺栓的轴向工作载荷F
FQ16000F???4000N
Z4
在横向载荷FR作用下，支架不下滑的条件：
fF1Z?KsFR KF1.2?5000残余预紧力 F1?sR??10000N fZ0.15?4
单个螺栓所受的总拉力F2
F2?F1?F?10000?4000?14000N
确定螺栓的直径
4?1.3F24?1.3?14000d1???12.04mm(控制预紧力时6.593~7.371mm) ????160?
取M16，d1=> 与假设相符。
机械设计作业第5答案
