发布时间 : 星期一 文章螺纹连接习题解答(讲解)更新完毕开始阅读91ef94a7e209581b6bd97f19227916888486b9a7
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螺纹连接习题解答
11—1 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接允许的最大牵引力。
解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷FR。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷FR。
解题要点：
（1）求预紧力F′： 由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应力： [σ]= σS /S =240/1.35 MPa=178 MPa ， 查（GB196—86）M10螺纹小径d1=8.376mm
由教材式（11—13）： 1.3F′/（πd/4）≤[σ] MPa
得：
F′=[σ]πd12/（4×1.3）=178 ×π×8.376/5.2 N =7535 N
（2） 求牵引力FR：
由式（11—25）得FR=F′fzm/Kf=7535×0.15×2×
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21.
1/1.2N=1883.8 N （取Kf=1.2）
11—2 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB27—88）连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求：（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax。（2）若传递的最大转矩Tmax不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数Kf=1.2）。
解题要点： （1）计算螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax ：
该铰制孔用精制螺栓连接所能传递
转矩大小受螺栓剪切强度和配合面 挤压强度的制约。因此，可先按螺栓剪 切强度来计算Tmax ，然后较核配合面挤
压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出Tmax ，取其值小者。本解按第一种方法计算
1） 确定铰制孔用螺栓许用应力
由螺栓材料Q235、性能等级5.6级知： ?b?500MPa、?s?300MPa 被连接件材料HT200
?b?200MPa 。
（a）确定许用剪应力
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查表11—6，螺栓材料为Q235受剪切时S?=2.5，则 螺栓材料 [τ]=?s/S?=300/2.5MPa=120MPa （b）确定许用挤压应力
查表11—6，螺栓材料为Q235受挤压Sp1=1.25
螺栓材料[?p1]=?s/S=300/1.25MPa=240Mpa被连接件材料为HT200（?b=200MPa）受挤压时Sp2=2～2.5被连接件材料
[?p2]??b/S?200/（2～2.5）MPa=80～100MPa
∵ [?p1]＞[?p2] ∴ 取[?p]=[?p2]=80MPa 2）按剪切强度计算Tmax
由式（11—23）知 τ=2T/（ZDmπd0/4）≤[τ ] （查GB27—88得M10的铰制孔用螺栓光杆直径d0=11mm）
2?3Dm?故 Tmaxd0[?]/4?3×340×1×π×112×
2120/4N·mm=11632060.96 N?mm 3）校核螺栓与孔壁配合面间的挤压强度 从式（11—22）?p?Fs/(d0h)可得
2Tmax?p??[?p]6Dd0hmin
式中，hmin为配合面最小接触高度，根据题11—2图结构
2Tmax2?116320.96?p??MPa?41.47MPa?[?p]?80MPa,满足挤压强度。6Dd0hmin6?340?11?25h=hmin=（60－35 ）mm=25mm；
故该螺栓组连接允许传递的最大转矩
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Tmax=11632060.96N·mm
（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
‘
zfF'm?2KfTmax/D按接合面见不发生相对滑移的条件，则有 (Z=6 m=1) ∴
F??KfTmax3fD1.2?11632060.96?N?85529.86N 3?0.16?340（b） 计算螺栓小径d1
设螺栓直径d≥30mm，查表11-5（a）得S=2～1.3 则 [σ]=?s/S=300/（2～1.3）MPa=150～230.77MPa 取[σ]=150MPa
d1?4?1.3F???[?]4?1.3?85529.86mm=30.721mm ??150 查GB196—81，取M36螺栓（d1=31.670mm﹥30.721mm） （c） 确定普通螺栓公称长度（ll=2b+m+s+（0.2～0.3d） 根据题11－2结构图可知，半联轴器凸缘（螺栓连接处）厚度b＝35mm查GB6170—86，得：螺母GB6170—86 M36，螺母高度mmax=31mm 查GB93—87，得：弹簧垫圈36 GB93—87，弹簧垫圈厚度s=9mm
则 I=2×35+31+9+（0.2～0.2）×36 mm =117.2～120.8
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