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)=0.25，接合面间摩擦系数f=0.15，Ks=1.2, 螺栓的性能等级为8.8级，试确定螺栓的直径及预紧力F0。
F解：?s=640MPa
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=1.2~1.5
[?]=?s/S=640/1.2~1.5=533.33~426.67 MPa） 题5—59图 单个螺栓的轴向工作载荷F FQ16000F???4000NZ4
在横向载荷FR作用下，支架不下滑的条件：
fF1Z?KsFR 残余预紧力 F1?KsFR?1.2?5000?10000NfZ0.15?4
R
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?14000 d1???12.04mm(控制预紧力时6.593~7.371mm) ????160?
取M16，d1=13.835mm>12.04mm 与假设相符。
（控制预紧力时，取M8，d1=6.647mm>6.593mm或M10，d1=8.376mm>7.371mm）
Cb 预紧力F0?F1?(1-)F?10000?(1-0.25)?4000?13000NCb?Cm
5—60 如图所示，方形盖板用四个螺钉与箱体联接，盖板
中心O点的吊环受拉力F=10kN，要求残余预紧力为工作拉力的0.6 倍，螺钉的许用拉应力[?]=120MPa。
(1) 求螺钉的总拉力F2。
(2) 如因制造误差，吊环由O点移到O＇点OO??52mm，求受力最大螺钉的总拉力F2max及螺钉的直径。
F解：(1)螺钉的总拉力F2 oo? F?F?F?(0.6?1)?10?4kN21Z4
200
(2) 受力最大螺钉的总拉力Fmax
题5—60图
因制造误差，吊环移位产生的力矩
M?10?52?502Nm
在M作用下,左下角螺栓受加载作用，受到的载荷： M502?103FM???250N2r 2?1002
受力最大螺钉所受的工作载荷Fmax F10000Fmax?FM??250??2750N Z4
受力最大螺钉所受的总拉力 F2max?(0.6?1)Fmax?1.6?2750?4400N
螺钉的直径
200
d1?4?1.3F2max?????4?1.3?4400?7.792mm 120?取M10，d1=8.376mm>7.792mm
5—61如图所示，有两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱（工字钢）相联接，托架所承受的最大载荷为20000 N，问：
（1）此联接采用普通螺栓还是铰制孔用螺栓为宜？
（2）若用铰制孔用螺栓，已知螺栓材料为45号钢性能等级为6.8级，试确定螺栓的直径。
解：每一边的载荷为10000 N 立柱
（1）因载荷较大，若采用普通螺栓，则需要的预紧力很大， 螺栓的直径很大。所以此联接采用铰制孔用螺栓为宜。 （2）?s=480MPa
查表5—10
150 钢：S?=2.5 SP=1.25 [?]=?s/ S?=480/2.5=192 MPa [?P]=??s /SP=480/1.25=384MPa
将力F向形心简化
F=10000N
T=F·L=10000×300=3×106Nmm F作用在每个螺栓中心处的横向力为FF F10000FF???2500N Z4
T作用在每个螺栓中心处的横向力为FT TrmaxT3?106FT?z???7071.07Nzr4?752 ri2?i?1
由图可知，右边两个螺栓受力最大 Fmax?FF2?FT2?2FFFTcos135??9013.88NT FTFFFmax
按剪切强度计算直径， ?s=480MPa Fmax查表5—10
钢：S?=2.5 SP=1.25 [?]=?s/ S?=480/2.5=192 MPa [?P]=??s /SP=480/1.25=384MPa
F??max????2?d0
4 4Fmax4?9013.88d0???7.7334mm ????192?
取M8 d0=9mm>7.7335mm
按挤压强度计算
机械设计作业第5答案解析
