【正文】 故 各螺栓上所受的橫向載荷和的方向如答圖11所示。由圖中可以看出螺栓1和2所受兩力夾角最小()，故螺栓1和2受力最大，所受總的橫向載荷為 (a) (b)答圖11b. 計(jì)算螺栓所需預(yù)緊力按一個(gè)螺栓受的橫向力與接合面間的摩擦力相平衡的條件可得 所以 c. 計(jì)算螺栓小徑 (23) 如圖530為一壓力容器蓋螺栓組連接，已知容器內(nèi)徑，內(nèi)裝具有一定壓強(qiáng)的液體，沿凸緣圓周均勻分布12個(gè)M16()普通螺栓，螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力，螺栓的相對(duì)剛度，按緊密性要求，剩余預(yù)緊力 ，為螺栓的軸向工作載荷。試計(jì)算該螺栓組連接允許的容器內(nèi)液體的最大壓強(qiáng)=?此時(shí)螺栓所需的預(yù)緊力=?圖530解： 1) 計(jì)算螺栓允許的最大總拉力由 得 2) 計(jì)算容器內(nèi)液體的最大壓強(qiáng)由 及可得 所以 而 所以 3) 計(jì)算液體壓強(qiáng)為時(shí)螺栓所需的預(yù)緊力當(dāng)液體壓強(qiáng)為時(shí)，螺栓的總拉力為，軸向工作載荷為。由得(24) 如圖531為一凸緣聯(lián)軸據(jù),用6個(gè)M10的鉸制孔用螺栓聯(lián)接，結(jié)構(gòu)尺寸如圖531所示。兩半聯(lián)軸器材料為HT200，其許用擠壓應(yīng)力。螺栓材料的許用剪應(yīng)力，許用擠壓應(yīng)力，許用拉伸應(yīng)力。試計(jì)算該螺栓組連接允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。若傳遞的最大轉(zhuǎn)矩不變，改用普通螺栓聯(lián)接，試計(jì)算螺栓小徑的計(jì)算值(設(shè)兩半聯(lián)軸器間的摩擦系數(shù)，防滑系數(shù))。圖531解：1) 計(jì)算螺栓組連接允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩該鉸制孔用螺栓聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩大小受到螺栓剪切強(qiáng)度和配合面擠壓強(qiáng)度的制約因此可按螺栓剪切強(qiáng)度條件來計(jì)算，然后校核配合面擠壓強(qiáng)度，也可按螺栓剪切強(qiáng)度和配合面擠壓強(qiáng)度分別求出，取其值小者。本解按第一種方法計(jì)算。 由 得 校核螺栓與孔壁配合面間的擠壓強(qiáng)度 式中 ——螺桿直徑，； ——配合面最小接觸高度，； ——配合面材料的許用擠壓應(yīng)力，因螺栓材料的大于半聯(lián)軸器材料的，故取，所以 滿足擠壓強(qiáng)度。故該螺栓組連接允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩2) 改為普通螺栓聯(lián)接，計(jì)算螺栓小徑 a. 計(jì)算螺栓所需的預(yù)緊力，按接合面間不發(fā)生相對(duì)滑移的條件，則有 所以 b. 計(jì)算螺栓小徑 (25) 如圖532為螺栓組連接的三種方案，其外載荷為，尺寸、均相同， 。試分析計(jì)算各方案中受力最大螺栓所受橫向載荷?并分析比較哪個(gè)方案好?方案一　　　　　　　　　　方案二　　　　　　　　　　方案三圖532解： 把外載荷向螺栓組連接的接合面形心簡(jiǎn)化，則該螺栓組連接受有橫向載荷和旋轉(zhuǎn)力矩的作用。，橫向載荷及使螺栓組中的每個(gè)螺栓受到的橫向載荷相等，都等于，且具有相同的方向；但由于螺栓布置方式不同，旋轉(zhuǎn)力矩使三個(gè)方案中受力最大螺栓所受的橫向載荷是不同的。 1) 方案一 由圖可知，螺栓3受力最大，所受橫向載荷為 2) 方案二由圖可知，螺栓4和6受力最大，所受橫向載荷為 =3) 方案三由圖可知，螺栓8受力最大，所受橫向載荷為 = = =比較三個(gè)方案中受力最大的螺栓受力情況，顯然方案三中受力最大的螺栓受力最小，而且從受力分析圖中可以看出，方案三中的三個(gè)螺栓受力較均衡，因此方案三較好。(26) 如圖533為方形蓋板用四個(gè)螺栓與箱體連接，蓋板中心點(diǎn)的吊環(huán)受拉力，尺寸如圖533所示，設(shè)剩余預(yù)緊力,為螺栓所受的軸向工作載荷。試求： 1) 螺栓所受的總拉力，并計(jì)算確定螺栓直徑。(螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力)2) 如因制造誤差，吊環(huán)由點(diǎn)移到點(diǎn)，且，求受力最大螺栓所受的總拉力并校核(1)中確定的螺栓的強(qiáng)度。(螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力)由GB 196—81查得：M8：；M12：；M16：。圖533解： 1) 吊環(huán)中心在點(diǎn)時(shí) 此螺栓的受力屬于既受預(yù)緊力作用，又受軸向工作載荷作用的情況，根據(jù)題給條件，可求出螺栓的總拉力 而軸向工作載荷是由軸向載荷引起的，故有 所以 mm查GB 196—1981，取M10. 2) 吊環(huán)中心移至點(diǎn)時(shí) 首先將載荷向點(diǎn)簡(jiǎn)化，得一軸向載荷和一傾覆力矩,使蓋板有繞螺栓l和3中心連線傾覆的趨勢(shì)， 顯然螺栓4受力最大，其軸向工作載荷為 所以 故吊環(huán)中心偏移至點(diǎn)后螺栓強(qiáng)度仍足夠。(27) 有一提升裝置如圖534所示。1) 卷筒用6個(gè)M8()的普通螺栓固連在蝸輪上，已知卷簡(jiǎn)直徑，螺栓均布于直徑的圓周上，接合面間摩擦系數(shù)，防滑系數(shù)，螺栓材料的許用拉伸應(yīng)力，試求該螺栓組連接允許的最大提升載荷?圖5342) 若已知，其它條件同(1)，但未知，試確定螺栓直徑。由 GB 196——1981查得：M8：；M10：；M12：；M16：解：1) 計(jì)算允許最大提升載荷此螺栓組的螺栓僅受預(yù)緊力作用，螺栓所能承受的最大預(yù)緊力為 則根據(jù)接合面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)條件可得 所以 2) 確定螺栓直徑 由接合面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)條件可得 所以 查GB 196——1981，取M12(28) 受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接中，已知預(yù)緊力為，軸向工作載荷在0～2400N之間做脈動(dòng)循環(huán)變化，求螺栓所受的最大載荷和最小載荷。當(dāng)軸向工作載荷為多少時(shí)，被聯(lián)接件間出現(xiàn)間隙(注：)。解：由于（零間隙），得到出現(xiàn)間隙(29) 如圖535所示，零件用4個(gè)配合(鉸制孔)螺栓與機(jī)架相聯(lián)接，其受力和尺寸見圖535。已知：，螺栓的材料為鋼()，試確定螺栓的公稱直徑 (安全系數(shù)) 圖535解：1).（注：同時(shí)作用（））2).單個(gè)螺栓的橫向力［1500N］3).［同為］4).按剪切強(qiáng)度計(jì)算；[]5).查手冊(cè)按選用M10鉸制孔用螺栓（GB2788）；［M6］(30) 如圖536所示剛性聯(lián)軸器由HT200制成，在的圓周上布置4M16螺栓。1) 用鉸制孔螺栓聯(lián)接時(shí)校核其強(qiáng)度。已知螺栓，孔。 2) 用普通螺栓聯(lián)接時(shí)校核其強(qiáng)度，結(jié)合面間的摩擦系數(shù)，防滑系數(shù)，螺栓的。若4個(gè)不夠，應(yīng)改為多少個(gè)M16的螺栓?　　　?。╝）受拉螺栓　　　　　　　　　　　　　　　(b) 鉸制孔螺栓圖536解：1）用鉸制孔螺栓聯(lián)接校核；（剪切滿足）；（擠壓強(qiáng)度也滿足）。2）用普通螺栓時(shí)：：（不行）；，故將4個(gè)螺栓改為8個(gè)螺栓時(shí)，其中此時(shí)：（受拉力強(qiáng)度滿足）。(31) 如圖537所示油缸油壓，缸徑，螺栓數(shù)量，螺栓材料的許用拉應(yīng)力為，試計(jì)算螺栓直徑。圖537解：1) 總軸向載荷 2) 單個(gè)螺栓軸向工作載荷 3) 按氣密性要求算殘余鎖緊力 4) 求螺栓總載荷 5) 計(jì)算 6) 手冊(cè)選標(biāo)準(zhǔn)GB897—88M20雙頭螺栓。(32) 汽缸蓋螺栓聯(lián)接如圖538所示，已知汽缸內(nèi)壁直徑，氣體壓力在之間變化，16個(gè)螺栓均勻分布在圓周上，相對(duì)剛度系數(shù)， 為保證氣密性要求，取剩余預(yù)緊力,螺栓聯(lián)接的，并查得。試校核此螺栓組是否安全。圖538[提示]對(duì)于受預(yù)緊力和工作載荷 (變載荷)作用下的緊螺栓聯(lián)接，其安全性要從疲勞強(qiáng)度和靜強(qiáng)度兩方面分析，即應(yīng)進(jìn)行這兩方面的強(qiáng)度校核計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果判定其是否安全。解題步驟:計(jì)算螺栓總應(yīng)力，靜強(qiáng)度校核、疲勞強(qiáng)度校核，做出結(jié)論。解：1) 總軸向載荷 2) 單個(gè)拉力 3) 取殘余鎖緊力 4) 螺栓最大載荷（即總拉力） 5) 靜強(qiáng)度校核（靜強(qiáng)度滿足）；6)疲勞強(qiáng)度校核比大近一倍，疲勞強(qiáng)度也不能滿足。(33) 如圖539所示板A用5個(gè)普通螺栓固定在機(jī)座B上，已知板與機(jī)座間的摩擦系數(shù)，螺栓許用拉應(yīng)力，試指出哪個(gè)螺栓是危險(xiǎn)螺栓?并按強(qiáng)度計(jì)算該螺栓聯(lián)接中螺栓的小徑大小。圖539解：1）載荷向形心移 得橫向力及2）分?jǐn)傊粮髀菟ǖ臋M向力3）分?jǐn)傊粮髀菟ǖ臋M向力（各自切向）；4）受力最大為“3”處螺栓，即“3”處螺栓為危險(xiǎn)螺栓；5）“3”的軸向鎖緊力6）求所需內(nèi)徑≥7）查手冊(cè)選用：細(xì)牙M302 GB5786—86（）；粗牙M36 GB578386 （）。(34) 如圖540所示為受軸向工作載荷的緊螺栓聯(lián)接工作時(shí)力和變形的關(guān)系，試問：1) 螺栓剛度和被聯(lián)接件剛度的大小對(duì)螺栓受力有何影響。2) 若預(yù)緊力，工作載荷，試計(jì)算：a. 螺栓上總的載荷 ； b. 殘余預(yù)緊力。圖540解：1) 減小,在不變時(shí)，即減小增大＞。在不變時(shí)，即減??；反之，減小時(shí)，即增大。2) ：，得螺栓殘余預(yù)緊力為：(35) 如圖541所示方形厚蓋板用4個(gè)普通螺栓與箱體聯(lián)接，蓋板中心拉環(huán)受拉力，求保證密封要求時(shí)，受力最大螺栓的總拉力(取剩余預(yù)緊力, 為工作拉力)。圖541解：1）螺栓所受工作載荷僅由力所產(chǎn)生的軸向力作用于螺栓。軸向力 在軸向力作用下，各螺栓所受的工作拉力為： 則單個(gè)螺栓所受的軸向工作載荷為：2）保證氣密要求總拉力 (36) 如圖542所示，已知水平力，螺栓數(shù)目，相對(duì)剛度系數(shù)，摩擦系數(shù)，防滑系數(shù)，螺栓材料許用拉應(yīng)力，其余參數(shù)見圖542。1) 指出該聯(lián)接的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則是什么?2) 求保證聯(lián)接不滑移所需的預(yù)緊力；3) 求螺栓最小直徑。圖542解：1) 該聯(lián)接的失效形式為：a. 被聯(lián)接件產(chǎn)生相對(duì)滑移，計(jì)算準(zhǔn)則為：。b. 螺栓被拉斷，計(jì)算準(zhǔn)則為：2) 根據(jù)結(jié)合面不滑移條件： 已知： 則各螺栓所需預(yù)緊力： 3) 在的作用下，產(chǎn)生傾覆力矩M： 在傾覆力矩作用下，中間兩螺栓不受加載或減載作用，最左邊兩螺栓受到最大加載作用，所受的軸向力工作載荷為：螺栓所受總拉力： 螺栓危險(xiǎn)截面的直徑(螺栓小徑)為 七 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析題(1) 試找出圖543中螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)中的錯(cuò)誤，并畫出正確的結(jié)構(gòu)圖。(a)普通螺栓聯(lián)接　 （b）螺釘聯(lián)接 (c)雙頭螺柱聯(lián)接 　 (d)緊定螺釘聯(lián)接圖543答：改正后的螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖如答圖12。a) b1） b2)答圖12c) d)答圖12續(xù)(2) 試畫出普通螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖。 (以下各題參看教材內(nèi)容)已知條件：1) 兩被連接件是鑄件，厚度各約為15mm和20mm；2) 采用M12普通螺栓；3) 采用彈簧墊圈防松。要求按大約1：l的比例畫； 要做沉頭座孔；彈簧墊圈的尺寸與畫法要正確。(3) 試畫出鉸制孔用螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)圖。已知條件：1) 兩被連接是厚度均約為20mm的鋼板；2) 采用M10鉸制孔用螺栓(光桿部分=11mm)；要求按大約1:1的比例畫，不需做沉頭座孔。(4) 試畫出軸與軸端擋圈的螺釘連接結(jié)構(gòu)圖。已知條件：1) 軸端、輪轂及軸端擋圈尺寸如圖544所示； 2) 采用M616六角頭螺栓。 圖544 (5) 有一箱體通過螺紋聯(lián)接固連于機(jī)座上，如圖545所示。試選擇螺紋聯(lián)接類型，并畫出其結(jié)構(gòu)圖。要求： 采用雙頭螺柱連接；要做沉頭座孔。(6) 試找出圖546螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)中的錯(cuò)誤，并在圖中改正。(a) (b) (c)圖545　　　　　　　　　　 　圖54654