32_北航机械设计答案—螺纹连接

第32章螺纹连接的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 32-1试找出图32-27中所示螺纹连接结构中的错误，并改正。弹簧垫圈通孔（a）通孔螺纹孔底孔b）c）（d）图32-2732-13有一刚性凸缘联轴器，用材料为Q235的普通螺栓连接以传递转矩T，现欲提高其传递的转矩，但限于结构不能增加螺栓的直径和数目，试提出三种能提高联轴器传递转矩的方法。答：①可以适当增加结合面的数量；②可以适当增加预紧力；③可以适当增加接合面的粗糙度，以提高摩擦因数。（如果第1种，不能实现，可以增加结合面数量）32-26图32-43为由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个螺栓与工字钢相连接，托架所受载荷随吊重量不同而变化，其最大载荷为应采用哪种连接类型，并计算出螺栓直径。20kN。试确定30020kN立柱''0F25F11150T(b)FsmaxFsT(a)(c)图32-43解：根据托架的结构，可以采用普通螺栓连接或铰制孔螺栓连接。1）采用普通螺栓连接螺栓组受横向载荷：FR20kN旋转力矩：TFRL20300Nm6000Nm①在横向载荷FR作用下，各螺栓所受预紧力，由公式（32-23），取kf1.2,f0.12，m1,z8可得'kfFR1.22025kNF1smz0.121kN8②在旋转力矩作用T下，各螺栓所受预紧力，由公式（32-27）可得'kfT1.26000kN70.71kNF2z0.128752srii1其中r1r2r8115021502mm752mm2(此题应该采用你第一次的方法，只是紧力的方向为轴向方向，直接相加FF1F2)，因为预从图32-43（b）可知，各螺栓所受合预紧力为F'F1'2F2'22F1'F2'cos135kN25270.71222570.71cos135kN90.14kN选取螺栓强度等级为10.9级，可得s900MPa，取螺栓连接的安全系数[S]1.5，则螺栓材料的许用应力[]s/[S]900/1.5MPa600MPa，则所需的螺栓危险剖面的直径为d41.3F'41.390.14103mm15.78mm[]3.14600按GB169-81，选用M16的螺栓。（请用下面的方法计算一下，看看结果）结果差距很大先把横向力合成，得到最大的横向力，然后用（32-23），计算预紧力。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~在横向载荷20kN的作用下，各螺栓所受的横向力为FR'FR20kN2.5kNz8在旋转力矩T的作用下，各螺栓所受横向力为''kfT1.26000FRsF2z875kN8.49kN2rii1F合成FR'2FR''22FR'FR''cos135kNR2.528.49222.58.49cos135kN19.45kN各螺栓的预紧力为：F'kfFR合成1.219.45kN194.5kNsm0.121螺栓直径：d41.3F'41.3194.5103mm23.13mm[]3.14600按GB169-81，选用M24的螺栓。~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~（2）采用铰制孔螺栓连接①在横向载荷FR作用下，各螺栓所受剪力，由公式（32-25）可得FsFR20kN2.5kNz8②在旋转力矩作用T下，各螺栓所受剪力，由公式（32-31）可得FsmaxTrmax60007527.07kNz28(752)2kNrii1其中rmaxr1r2r8115021502mm752mm2从图32-43（c）可知，各螺栓所受合剪力为FsRFs2Fsmax22Fs?Fsmaxcos135kN2.527.07222.57.07cos135kN9.01kN选取螺栓强度等级为4.6级，可得s240MPa，取螺栓连接的安全系数[S]2.5，[Sp]2.5，则螺栓材料的许用剪应力[]s/[S]240/2.5MPa96MPa，许用挤压应力[p]s/[Sp]240/2.5MPa96MPa，则所需的螺栓危险剖面的直径为按许用剪应力计算d14FsR49.01103mmmm[]m3.1496110.94按许用挤压应力计算d2FsR，可知当hmin0.784m时，有d2d1[p]hmin按GB169-81，选用M12的螺栓。32-33图32-50所示为悬挂吊车轨道的托架，可用两个普通螺栓连接在钢梁上。物时托架所受最大作用力P=10kN，钢梁和托架材料均为A3钢，有关尺寸如图试设计此螺栓连接。已知起吊重32-50所示。660M30012FFQ1FQMF2520380P081图32-50解：（1）螺栓受力分析经分析可知，螺栓组在P的作用下，承受轴向力和翻转力矩的作用：轴向力：12P10kNkNFQ5FQ22翻转力矩：M10380Nm3800NmMF2MMr13800260kN7.31kNF12226022602r1r2由图32-50可知，左边螺栓1所受的工作拉力最大，为F1FMF1(7.315)kN12.31kN1Q（2）求螺栓所受总拉力取螺栓相对刚度c10.2，则c20.8。c1c2c1c2取剩余预紧力F''0.3F，则F''0.3F10.312.31kN3.693kN预紧力：F'F''Fc2c2(3.69312.310.8)kN13.541kNc1螺栓所受总拉力：F0FF''(12.313.693)kN16.003kN（3）确定螺栓直径选取螺栓强度等级为4.6级，可得s240MPa，取螺栓连接的安全系数[S]1.5，则螺栓材料的许用应力[]s/[S]240/1.5MPa160MPa，则所需的螺栓危险剖面的直径为d41.3F041.316.00310312.87mm[]3.14160mm按GB169-81，选用M14的螺栓。（4）校核螺栓组连接的工作能力①连接接合面一端的挤压应力不得超过许用值，以防止接合面下段压碎，即pmaxzF'M[p]A3钢AW式中接合面有效面积A(660300)180mm264800mm2，抗弯截面模量W180mm(66023002)mm21.0386107mm36带入pmax 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式，得zF'M213.54110338002)MPa0.784MPapmaxW(1061.038610A64800由相关机械设计 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 ，可知pmax[p]A3钢，故该连接接合面的下端不至于压碎。②连接接合面上端应保持一定的剩余预紧力，以防止托架受力时接合面产生间隙，即pmin0，则zF'M213.5411033800pminAW(648001061.0386102)MPa0.0521MPa0故接合面上端受压最小处不会产生间隙。综上所述，采用两个M14的螺栓，可以满足设计要求。