螺纹连接习题课

例1、如图所示，用六个(小径d1=13.835 mm)的普 通螺栓联接的钢制液压油缸，螺栓的相对刚度为0.4, 螺栓材料的许用应力，油缸直径D = 120mm,缸内油 压p = 4.6MPa,为保证紧密性，要求螺栓的残余预紧 力至少为其轴向工作载荷F的1.5倍，求预紧力的取值 范围。

例2、图示气缸用8个M12普通螺栓联接，螺栓小径d1=10.1mm。已 知气缸直径D=100mm,气缸工作压力p = 0 ~ 4 MPa,螺栓的相对 刚度cb /(cb+cm)= 0.8,预紧力Fp = 8012N。螺栓材料的极限应力 图如所示。试： 1.取安全系数S = 1.4,验算螺栓静强度条件：σca≤[σ] ; 2.求残余预紧力 ； 3.求气缸工作时螺栓的应力σmax、σmin;在极限应力图上 确定螺栓极限应力点W′。σa / MPa

100

p D=100mm

50 450 0 50 100 200 300 350 σm / MPa

螺栓材料的极限应力图

例3. 如图所示的扳手柄用两个普通螺栓联接， 最大扳拧力 P 200 N,试确定所需的螺栓直径 。 2 90 N / mm 已知：螺栓的许用拉应力 ，扳手两 d 零件之间摩擦系数 f 0.18 ,取可靠性系 数 K s 1.1 。附表：GB196-81d1 mm d mm 8.376 10 10.106 12 11.835 14 13.835 16 15.294 18 17.294 20

例4. 如图所示，一支架用四个螺栓固定于铅垂 的墙上，螺栓为上、下两个。螺栓距轴线 OO 的距离为200mm,载荷 P 20000 N ,铅垂 向下，离墙壁距离为400mm,为使支架在 P 作用下不相对滑动，也不产生分离，求受轴向 载荷最大螺栓上所受的总拉力。 设：(1)支架底与墙之间的摩擦系数 f 0.15 (2)取可靠系数 K S 1.2

(3)受轴向载荷最大的螺栓在外载荷作 ' 用下应保持的剩余预紧力 Fp 0.4 F ( F 为轴向 工作拉力)(4)相对刚度系数 Cb Cb C m 0.3

例5. 图示的方形盖板用四个 M12 d1 10.106mm 的螺栓与箱体联接，位于对称中心O 点处的吊 环受拉力 F 已知螺栓的许用应 力 427 MPa ,' Fp 0.6F ;问：

(1)作用在吊环上的最大拉力 F ? (2)由于制造误差，吊环的位置由 O 移至 O 点，若测得 OO' 5 2mm ,求 F 下受力最大 螺栓的工作拉力 F 。'

(3)说明在(2)的情况下，该螺栓组联接是 否安全？

例6. 如图为某液压系统两零件的联接及受力简图。 两零件间有两液压油腔相连(图中未画出其他油路) , 两油腔中油压沿联接螺栓轴线方向的合力分别 P2 20kN 为 P1 45kN, ,作用点为 A和 B 。两零件用 6个强度等级为10.9的普通螺栓联接σ s 900 MPa ;为 达到系统的密封要求，应保证接合面间的残余预紧 ' ' Fp 1.5F 力 F p为螺栓工作拉力 F 的1.5倍(即 ， F 为单个螺栓的工作拉力 )。螺栓的相对刚度 为 C b C b C m 0.3 ,安全系数 S 3 , 试确定螺栓

的公称直径和预紧力。附：d d1 d210 8.376 12 10.106 14 11.835 16 13.835 18 15.294 20 17.294

9.026

10.836

12.701

14.701

16.376

18.376

例7. 图示一厚度为15mm的薄板，用两个铰 制孔用螺栓固定在机架上。已知载 荷 P 4000N ,螺栓、板和机架材料许用拉 应力 120MPa ,许用剪应力 95MPa , 许用挤压应力 150MPa ,板间摩擦系 数 f 0.2 。 (1)确定合理的螺纹直径。 (2)若改用普通螺栓，螺栓直径应为多 大？ Ks) 1.2 (取可靠性系数

例8. 图示凸缘联轴器用八个受拉普通螺栓联 接( M 16 的螺栓，螺栓小径 d 13.835mm ), 已知螺栓分布圆的直径D 250mm ,接合面 间的摩擦系数 f 0.12 ,考虑摩擦传力的可靠 性系数 K 1.2 ,螺栓的许用应 力 160MPa ,试计算该联轴器能传递的最 大转矩 T ?1

0

s

max

例9.某气缸体与缸盖的螺栓组联接。已知：缸体 内径 D 220 mm ,气缸工作压力 P 0 1.6 N / mm , 螺栓数目为12只，螺栓材料的 200N / mm , 许用安全系数 S 2.6 ,又知，当螺栓的工作拉力 (单个) F 3000 N 时，残余预紧力 F 8100N ; 而当 F 1300 N 时，F 9250N 。试求：2

2

s

p

p

(1)螺栓小径

d

1

(2)螺栓的最大应力 ,最小应力 幅 值。maxa

min

和应力