【精编版】机械设计答案.pdf

第五章习题答案5-4 图 5-48 所示的底板螺栓组连接受外力?的作用。外力?作用在包含x 轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大?保证连接安全工作的必要条件有哪些？解：1.载荷分解?=?cos?=?sin M=?l?h2.螺栓上的受力分析（1）在竖直方向上，螺栓承受的轴向拉伸工作载荷F=?（2）在水平方向上，螺栓受力?的作用，需要靠螺栓上的预紧力产生的摩擦力来阻止相对滑动，故f N?(p75，5-9)其中正压力N=z?0-?+?注：?防滑系数?被连接件刚度?螺栓刚度即f(z?0-?+?)?(3)在倾覆力矩 M 作用下，螺栓受的载荷a.若 M 0，倾覆力矩为逆时针方向右边螺栓受到力的加载作用，使螺栓受力增大；左边螺栓受到力的减载作用，使螺栓受力减小；在这种情况下，右边受力最大，左边受力最小。b.若 M 11.00的是 M14、M15、M162.若用普通螺栓连接a 在 20 kN的横向应力作用下，每个螺栓受到的预紧力满足f?0 z i?所以?0?=1.2 200.2 8 2=7.5 kNb 在转矩 T=20 300=6000 N?mm 的作用下，每个螺栓受到的预紧力为?0=?=1=1.2 60000.2 8 106=42.45 kNc 利用矢量合成的方法?0=?0?0=49.95 Knd 仅受预紧力的螺栓危险截面的拉伸强度条件为?=1.3?0?4?12 其中 为 120 MPa，故?1 4 1.3?0?=26.25 mm由机械设计手册可查，选取M32通过对比，可知在本题目的情况下用铰制孔用螺栓连接为宜：1）可用较小规格螺栓承受较大的横向载荷和转矩2）若采用普通螺栓连接，则需要至少M32 的大螺栓，可以得出结论，普通螺栓连接不适宜承受较大的横向载荷和转矩，较适宜承受轴向载荷5-10 图 5-18 所示为一汽缸盖螺栓组连接。已知气缸工作气压 P=0 1 MPa。缸盖和缸体均为钢制，直径?=350 mm，?=250 mm，上下凸缘厚均为25 mm，试设计此连接。解：（1）确定螺栓数目 z 和螺栓连接相关参数的选定由表 5-4 螺栓间距表知，当工作压力为P=0 1 MPa时，螺栓间距?0 7d，取?0=6d，螺栓个数取为 12 个，则螺栓间距?0=?1?=91.58 mm，螺栓直径为d=?06=91.586=15.3 mm故按系列标准选d=16 mm（2）选取螺栓的材料为低合金钢8.8 级，查表得，其屈服极限?=640 MPa（3）求单个螺栓轴向所受总拉伸载荷 1 总的工作载荷为?=?224P=?25024=49062.5 N 2 每个螺栓的轴向工作载荷为F=?=40962.512=4088.54 N 3 确定单个螺栓上的总拉伸载荷对于有密封性要求的连接：?1=（1.5 1.8）F，在此取?1=1.8 F则?2=?1 F=2.8 F=2.8 4088.54=11447.9 N（4）螺栓长度计算l=25+25+（0.2 0.3）d?螺母（h=d）=69.2 70.8 mm因此选用螺栓的长度为70 mm由机械设计手册可知，选取螺栓为GB/T 5782-86 M1670,螺纹小径?1=13.835 mm（5）校核螺栓强度由于气缸盖对连接的紧密性要求高，在装配时应控制预紧力，查表 5-10 得安全系数 S=4，则?=1.3?2?4?12=1.3 11447.9?4 13.8352=99 MPa又知道 =?=6404=160 MPa?故 满 足 强 度 要 求，因 此 选 用螺 栓 为GB/T 5782-86 M16 70，数目为 12 个。