1、螺纹连接习题解答讲解螺纹连接习题解答(讲解)LT （a）确定许用剪应力查表116，螺栓材料为Q235受剪切时=2.5，则螺栓材料 =300/2.5MPa=120MPa（b）确定许用挤压应力查表116，螺栓材料为Q235受挤压=1.25螺栓材料=300/1.25MPa=240Mpa被连接件材料为HT200（=200MPa）受挤压时=22.5被连接件材料 200/（22.5）MPa=80100MPa 取=80MPa2）按剪切强度计算由式（1123）知 =2T/（ZDm/4） （查GB2788得M10的铰制孔用螺栓光杆直径=11mm）故 33401112120/4Nmm=11632060.96 Nm
2、m3）校核螺栓与孔壁配合面间的挤压强度从式（1122）可得式中，hmin为配合面最小接触高度，根据题112图结构h=hmin=（6035 ）mm=25mm； 故该螺栓组连接允许传递的最大转矩=11632060.96Nmm（2）改为普通螺栓连接，计算螺栓小径d1 ：（a）计算螺栓所需的预紧力F按接合面见不发生相对滑移的条件，则有 (Z=6 m=1) （b）计算螺栓小径d1 设螺栓直径d30mm，查表11-5（a）得S=21.3则 =/S=300/（21.3）MPa=150230.77MPa 取=150MPa mm=30.721mm 查GB19681，取M36螺栓（=31.670mm30.721m
3、m）（c）确定普通螺栓公称长度l（l=2b+m+s+（0.20.3d） 根据题112结构图可知，半联轴器凸缘（螺栓连接处）厚度b35mm查GB617086，得：螺母GB617086 M36，螺母高度=31mm 查GB9387，得：弹簧垫圈36 GB9387，弹簧垫圈厚度s=9mm则 I=235+31+9+（0.20.2）36 mm =117.2120.8 mm，取l=120 mm（按GB578286 l系列10进位）故螺栓标记：GB578286 M36120113 一钢结构托架由两块边板和一块承重板焊成的，两块边板各用四个螺栓与立柱相连接，其结构尺寸如图所示。托架所受的最大载荷为20 kN，载
4、荷有较大的变动。试问：（1）此螺栓连接采用普通螺栓连接还是铰制孔用螺栓连接为宜？（2）如采用铰制孔用螺栓连接，螺栓的直径应为多大？解题要点：（1）采用铰制孔用螺栓连接较为合宜。因为如用普通螺栓连接，为了防止边板下滑，就需在拧紧螺母时施加相当大的预紧力，以保证接合面间有足够大的摩擦力。这样就要增大连接的结构尺寸。 （2）确定螺栓直径 （a）螺栓组受力分析：由题解113图可见，载荷作用在总体结构的对称平面内，因此每一边（块）钢板所受载荷： P=20/2 kN=10000 ，将载荷P向螺栓组连接的接合面形心简化，则得横向载荷（向下滑移）： P=10000 N旋转力矩（绕中心O）T=10000300
5、Nmm=3000000 Nmm（b）计算受力最大螺栓的横向载荷Fs：在横向载荷P作用下各螺栓受的横向载荷Fsp大小相等，方向同P，即 Fsp1 = Fsp2 = Fsp3 = Fsp4 = P/4 = 10000/4 N = 2500 N在旋转力矩T作用下,各螺栓受的横向载荷大小亦相等。这是因为各螺栓中心至形心O点距离相等，方向各垂直于螺栓中心与形心O点的连心线。由图可见，螺栓中心至形心O点距离为r = mm=106.1 mm 故 = = =T/（4r）=3000000/（4106.1）N= 7071 N 各螺栓上所受横向载荷和的方向如图所示。由图中可以看出螺栓1和螺栓2所受的两个力间夹角最小
6、（=45），故螺栓1和螺栓2所受合力最大，根据力的合成原理，所受总的横向载荷为 = = = = N=9014 N（c）确定铰制孔用螺栓直径：选螺栓材料的强度级别4.6级，查教材表114得=240MPa，查表116得S=2.5 ， =/S=240/2.5 MPa =96 MPa根据教材式（1123），得螺栓杆危险剖面直径为 = mm= 10.934 mm由手册按GB2788查得，当螺纹公称直径为10 mm时，螺杆光杆部分直径=11 mm，符合强度要求，故选M10（GB2788）的铰制孔用螺栓。114 一方形盖板用四个螺栓与箱体连接，其结构尺寸如图所示。盖板中心O点的吊环受拉力FQ=20000N，
7、设剩余预紧力F=0.6F, F为螺栓所受的轴向工作载荷。试求：（1）螺栓所受的总拉力F。，并计算确定螺栓直径（螺栓材料为45号钢，性能等级为6.8级）。（2）如因制造误差，吊环由O点移到O点，且OO=5mm,求受力最大螺栓所受的总拉力F。，并校核（1）中确定的螺栓的强度。解题要点：（1）吊环中心在O点时： 此螺栓的受力属于既受预紧力F作用又受轴向工作载荷F作用的情况。根据题给条件，可求出螺栓的总拉力： F0=F+F=0.6F+F=1.6F而轴向工作载荷F是由轴向载荷FQ引起的，故有： 题114图 螺栓材料45号钢、性能等级为6.8级时， ，查表115a取S=3，则/S=480/3MPa=160
8、MPa ,故 查GB196-81，取M12（d1=10.106mm9.097mm）。（2）吊环中心移至O点时：首先将载荷FQ向O点简化，得一轴向载荷FQ和一翻转力矩M。M使盖板有绕螺栓1和3中心连线翻转的趋势。 显然螺栓4受力最大，其轴向工作载荷为 故吊环中心偏移至O点后，螺栓强度仍足够。115 有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，如图所示。已知气缸中的压力p在02MPa之间变化，气缸内径D=500mm，螺栓分布圆直径D0=650mm。为保证气密性要求，剩余预紧力F=1.8F，螺栓间距t4.5d（d为螺栓的大径）。螺栓材料的许用拉伸应力=120MPa，许用应力幅=20MPa。选用铜皮石棉垫片螺栓相对刚度C1/（C1+C2）=0.8，试设计此螺栓组连接。 解题要点：（1）选螺栓数目Z ：因为螺栓分布圆直径较大，为保证螺栓间间距不致过大，所以选用较多的螺栓，初取Z=24。 （2）计算螺栓的轴向工作载荷F ：1）螺栓组连接的最大轴向载荷FQ 2）螺栓的最大轴向工作载荷F： 题11-5图（3）计算螺栓的总拉力F0 （4）计算螺栓直径 ：查GB19681，取M30（d1=26.211mm25.139mm）（5）校核螺栓疲劳强度 ： 故螺栓满足疲劳强度要求。 （6）校核螺栓间距 ： 实际螺栓间距为 故螺栓间距满足联接的气密性要求。
