第5章典型例题精解

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1、吴老师资料例5.1如图5.1所示凸缘联轴器（GB/T5843---1986）的型号为YLD10，允许传动的最大转矩T=×630Nm，两半联轴器采用4个M12的较制孔用螺栓联接，螺栓规格为M12×60（GB/T27---1988），螺栓的性能等级为8.8级，联轴器材料为HT200，试校核其联接强度。图5.1解（1）计算单个螺栓的工作剪力32T2´´63010FN===2423zD4´130（2）确定许用应力。联轴器的材料为铸铁HT200，s=200MPa，设联轴器工作时B受变载荷，查教材表5.10，取S=3，螺栓的性能等级为8.8级，s=640MPa，查教材ps表5.10

2、，取S=5，许用应力ts200Béùs===66.7MPaëûpS3ps640s[]t===128MPaS5t（3）验算联接强度。查手册，铰制孔用螺栓GB/T27---88M12×60，光杆部分的直径d=13mm，光杆部分的长度为38mm，因此联接处的最小挤压高度L=18mm，由表0min5.2中公式得结合面K的挤U压应力STF2423ss===£10.35MPaéùppëûdL13´180min这里螺栓受剪切面数m=1，则螺栓杆中的剪切应力4F4´2423tt===£18.25MPa[]22ppd´130例5.2如图5.2所示为方形盖板用四个螺栓与箱体连接，盖板中心点

3、O的吊环受拉力QN=20000，尺寸如图所示，设残余预紧力FF=0.6，F为螺栓所受的轴向工作载荷。1试求：1吴老师资料（1）螺栓所受的总拉力，并计算确定螺栓直径（螺栓材料的许用拉伸应力[s]=180MPa）。（2）如因制造误差，吊环由点O移到O，且OO=52mm求受力最大螺栓所受的总拉11力F，并校核（1）中的螺栓的强度。2图5.2由GB196—81查得：M10：d=8.376mm；M12：d=10.106mm；M16：11d=13.835mm。1解（1）吊环中心在点O时，根据题意，可求出螺栓的总拉力F为2F=F+F=0.6F+=FF1.621而轴向工作载荷Q是由轴向

4、载荷引起的，故有Q20000FN===500044所以FN=1.6´=5000800024´1.3F4´´1.380002d³==8.577mm1KUpS[sp]T´180故取M12（d=10.106mm>8.577mm）1(2)吊环中心移到O时，首先将载荷Q向点O简化，得一轴向载荷Q和一倾覆力矩1MM=Q×OO=20000´52=×141421.4Nmm1显然螺栓4受力最大，其轴向工作载荷为FQM20000141421.4F=F+FN=+=+=5500QM424r210022+1002吴老师资料所以F=1.6FN=1.6´=5500880021.3F1.3´88002

5、ssca=22==142.6MPa<=[]180MPappd´10.106144故吊环中心偏移至点O后螺栓强度仍可靠。1例5.3图5.3所示，支架用四个普通螺栓与立柱相联接。已知载荷PN=12000，L=150mm，H=160mm，结合面摩擦系数f=0.15，螺栓材料的许用应力[s]=180MPa，被联接件刚度CCmb=3，Cb为螺栓刚度。取防滑系数Ks=1.2，求所需螺栓小径d（结合面的工作能力不用验算）。1图5.3解（1）在力P的作用下，螺栓组联接受到倾覆力矩M作用-3M=PL=12000´150´10=×1800Nm（2）螺栓所受K拉力UFmaxSTHM´ML2M

6、1800maxFN=====5626maxz2-32æöH2H2´´16010åLi4´ç÷i=1èø2即螺栓所受轴向工作载荷F==FN5626max(3)在力P的作用下，根据联接结合面不滑移的条件为fFz³×KP，则0s3吴老师资料KP1.2´12000sFN³==240000fz0.154´取FN=240000(4)螺栓所受的总拉力CCbbF=F+FN=24000+´=562525406.2520C++CCC3bmbb(5)螺栓危险截面的直径（螺纹小径d）为14´1.3F4´´1.325406.252d³==15.285mm1p[sp]´180例5.4图5.4所示为

7、一钢板用四个普通螺栓与立柱连接。钢板悬壁端作用一载荷PN=20000，结合面间摩擦系数f=0.16，螺栓材料的许用拉伸应力[s]=120MPa。试计算该螺栓组螺栓的小径d。1图5.4解（1）螺栓组受力分析。将载荷向螺栓组联接的结合面形心点O简化，则得横向载荷PN=20000旋转力矩KUT=PlS=2000T0´300=×6000000Nm计算受力最大螺栓的横向载荷F。在横向载荷P作用下，各螺栓受的横向载荷F大Ssp小相等，方向同P，即P20000F=F=F=FN===5000sp1sp234spsp44在旋转力矩T作用下，因为各螺栓中心至