螺栓聯(lián)接例題(2)-螺栓部分3個不錯的例題

1、例1：如圖所示為一固定在鋼制立柱上的鑄鐵托架，已知總載荷F=4800N,其作用線與垂直線的夾角=50，底板高h=340mm，寬b=150mm，試設(shè)計此螺栓組聯(lián)接。解：1.螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計采用如圖所示的結(jié)構(gòu)，螺栓數(shù)Z=4，對稱布置2.螺栓受力分析1）在工作載荷F的作用下，螺栓組聯(lián)接承受以下各力和傾覆力矩的作用：軸向力（作用于螺栓組中心，水平向右）橫向力（作用于接合面，垂直向下）傾覆力矩（順時針方向）2）在軸向力作用下各螺栓所受工作拉力為：NNFFh367750sin4800sinNNFFv308550cos4800coscmNFFMvh.1051071516KKb220h15016050NNzFF

2、ha919436773）在傾覆力矩作用下，上面兩螺栓受加載作用、下面受減載作用，故上面的螺栓受力較大，所受的載荷按式（5-31）確定NNLMLFzii187714142141051072212maxmax故上面螺栓所受的軸向工作載荷為NNNFFFa27961877919max4）在橫向力Fv的作用下，底板聯(lián)接結(jié)合面可能產(chǎn)生滑移，根據(jù)底板結(jié)合面不滑移的條件vsFKfzF1ambmFCCCFF01vshmbmFKFCCCzFf02 . 0mbbCCC由表5-6查得接合面的摩擦系數(shù)f=0.16，并取 ，則8 . 01mbbmbmCCCCCC取防滑系數(shù)Ks=1.2，則螺栓所需的預(yù)緊力為NNFCCCfF

3、KzFhmbmvs652036778 . 016. 030852 . 141105）上面每個螺栓所受的總拉力F2可按式（5-18）求得NNNFCCCFFmbb707927962 . 06520023.確定螺栓直徑選擇螺栓材料為Q235、性能等級為4.6的螺栓，由表5-8查得材料屈服極限s=240MPa，由表5-10查得安全系數(shù)S=1.5，故螺栓材料的許用應(yīng)力為： MpaMPaSS1605 . 1240根據(jù)式（5-20）求得螺栓的危險截面直徑為 mmmmF6 . 81601416. 33 . 143 . 142按粗牙螺紋標(biāo)準(zhǔn)（GB196-81)，選用螺紋公稱直徑d=12mm（螺紋小徑d1=10.

4、106mm8.6mm）4.校核螺栓組聯(lián)接接合面的工作能力1）聯(lián)接接合面下端的擠壓應(yīng)力不超過許用值，以防止接合面壓碎。參考式（5-36），有WMFCCCzFAhmbm0max1MPacmNcmN84. 1/6 .184/2234234121510510736778 . 06520422341512222由表5-7查得MPaMPaMPaBp84. 11252505 . 05 . 0故聯(lián)接結(jié)合面下端不致壓碎聯(lián)接結(jié)合面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，以防止托架受力時接合面產(chǎn)生間隙，即 0min072. 0/44.72120minMPacmNWMFCCCzFAhmbm故接合面上端受壓最小處不會產(chǎn)生間隙。5.

5、校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適參考式（5-2）,對碳素鋼螺栓，要求107 . 06 . 0AFs已知222211214.80106.1044,240mmmmdAMPas取預(yù)緊力下限即NNAs8 .11550214.802406 . 06 . 01要求的預(yù)緊力F0=6520N，小于上值，故滿足要求。 確定螺栓的公稱直徑后，螺栓的類型、長度、精度以及相應(yīng)的螺母、墊圈等結(jié)構(gòu)尺寸，可根據(jù)底板厚度、螺栓在立柱上的固定方法及防松裝置等全面考慮后定出，此處從略。例例2.一鋼制液壓油缸，缸內(nèi)油壓一鋼制液壓油缸，缸內(nèi)油壓p=2.5MPa（靜載），油缸內(nèi)徑（靜載），油缸內(nèi)徑D=125mm，缸，缸蓋由蓋由6個個M16

6、的螺栓聯(lián)接在缸體上，螺栓材料強度級別為的螺栓聯(lián)接在缸體上，螺栓材料強度級別為4.6級，設(shè)螺栓的剛度級，設(shè)螺栓的剛度系數(shù)系數(shù)Cb和缸體缸蓋的剛度系數(shù)和缸體缸蓋的剛度系數(shù)Cm之比為之比為Cb/Cm =0.25，若根據(jù)聯(lián)接的緊密性要，若根據(jù)聯(lián)接的緊密性要求，殘余預(yù)緊力求，殘余預(yù)緊力F11.5F，求預(yù)緊力，求預(yù)緊力F0應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)才能滿足此聯(lián)接的應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)才能滿足此聯(lián)接的要求要求解：解：1.計算單個螺栓的工作拉力計算單個螺栓的工作拉力FpDF24NpDFF51135 . 224125246222.計算允許的螺栓最大總拉力計算允許的螺栓最大總拉力F2 NdFdFMPaScas185023

7、. 14160835.133 . 14,43 . 11605 . 124022122123.求預(yù)緊力求預(yù)緊力F0允許的范圍允許的范圍每個螺栓的工作拉力每個螺栓的工作拉力缸蓋聯(lián)接所受的載荷缸蓋聯(lián)接所受的載荷螺栓材料強度級別螺栓材料強度級別4.6級級,查表查表5-8得，得，s=240MPa由表由表5-10取安全系數(shù)取安全系數(shù)S=1.5（1）按螺栓強度條件，求允許的最大預(yù)緊力NFNFCCCFFCCCCCCCmbbbmmbbmb1747951132 . 018502185022 . 01125. 0002（2）按聯(lián)接緊密性條件求所需最小預(yù)緊力NFNNFFFFFCCCFFFFCCCFFFFCCCFFFC

8、CCFFmbmmbmmbmmbm17479117601176051133 . 23 . 28 . 05 . 15 . 15 . 15 . 1000010110例例3、一塊矩形鋼板用、一塊矩形鋼板用4個螺栓固連在寬度為個螺栓固連在寬度為250mm的槽鋼上，螺栓的布置有的槽鋼上，螺栓的布置有（a）、（）、（b）兩種方案，如圖所示。已知載荷）兩種方案，如圖所示。已知載荷F=16000N， l=425mm，a=75mm， b=60mm。設(shè)鋼板和槽鋼的摩擦系數(shù)。設(shè)鋼板和槽鋼的摩擦系數(shù)f=0.12，防滑系數(shù)，防滑系數(shù)Ks=1.2。試。試問：若采用鉸制孔螺栓，試比較哪種螺栓布置方案合理問：若采用鉸制孔螺栓，

9、試比較哪種螺栓布置方案合理解：1.螺栓組受力分析1）如圖所示，將載荷F向螺栓組形心簡化可得：橫向力F： F=16KN旋轉(zhuǎn)力矩T： T=Fl=16000425Nmm=6.8106Nmm2）確定采用鉸制孔螺栓時各個螺栓所受的橫向載荷。由F=引起的橫向載荷F1：F1= F/4=(16000/4)N=4000N方案(a)：各螺栓軸線到形心距離 mmmmbarrrrra96607522224321故NNrTFa6 . 6462由圖a可知螺栓1、2受橫向力較大NFFFFFa7 .2286196/753 .177084000cos22212122211方案bNFFaa7 .228611maxNFFFFFa1 .2244896/603 .177084000cos22222122212故方案a螺栓所受最大橫向力：各螺栓軸線到形心距離mmbrrm