机械设计期末复习.ppt

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螺纹连接典型习题
1、某一受轴向力的紧螺栓联接，已知螺栓刚度C1=×106N/mm，被联接件刚度C2=2×106N/mm，螺栓预紧力F0=9000N，螺栓受工作载荷F=5400N，求螺栓所受的总拉力F2及被联接件之间的残余预紧力F1。
解：
202X
202X
如图所示为一螺栓联接的力—变形图。若保证残余预紧力F1的大小等于其预紧力F0的一半。试求该联接所能承受的最大工作载荷和螺栓所受的总拉力。
解：
F1=F0/2 F2=F1+F F2=F0+CbF/(Cb+Cm)=2F1+F/2 F1+F=2F1+F/2 ∴F=2F1=F0 F2=3F/2=3F0/2=3F1
=，，试求：
单个螺栓所受总拉力F2的大小；
单个螺栓所受预紧力F0为多少？
，计算螺栓小径。(取安全因数S=)
图示为一汽缸盖螺栓联接。已知汽缸内径D=200mm，最大工作压力p = 2 MPa，缸盖与缸体用8个螺栓联接，螺栓相对刚度
解：
1、螺栓总拉力F2的大小
（1）汽缸盖最大载荷：
（2）螺栓工作载荷 F= 62800 / 8 N=7850N；
（3）残余预紧力F1 F1=， F1=×7850N=11775N
（4）螺栓总拉力F2的大小：F2=F1+F==*7850N=19600N；
2、 螺栓预紧力F0 F2=F0+ΔF，ΔF=
F=*7850N=6280N，
F0= F2-ΔF=19600-6280N=13320N；
＝
160 MPa
mm
3、，屈服极限：σs=400×＝240 MPa， 许用应力：
计算螺栓尺寸：
图示支架用4个普通螺栓连接在力柱上，已知载荷P=12400N，连接的尺寸参数如图所示，结合面摩擦系数f=，螺栓材料的屈服极限σs=270N/mm２，安全系数S=，，防滑系数Ks=。试求所需螺栓小径d1。
=
=
载荷P产生倾覆力矩M，在M的作用下，左边的两个螺栓所受轴向拉力最大，容易拉断失效，因此所需螺栓小径d1的计算应以左边两螺栓为对象；
在横向载荷P的作用下，支架可能产生滑移，使联接失效。为此，要保证在螺栓预紧力作用下，联接的结合面间产生的摩擦力大于横向载荷与防滑系数的乘积；
解题要点：
01
螺栓组联接承受的倾覆力矩（顺时针方向）
M=P×150=1860000N﹒cm
在倾覆力矩M的作用下，左边螺栓受力较大，所受载荷Fmax：
Fmax=
解：在力P的作用下：
02
3、在横向力P作用下，支架与力柱结合面可能产生滑移，根据不滑移条件 fF0z≥KsP
可得 F0≥
=18600N
F=18600+×=
=
=
4、左边螺栓所受总拉力F2：
F2=F0+
5、螺栓的许用应力[σ]=σs/S=270/=180MPa
螺栓危险截面的直径（螺栓小径d1）
6、d1≥
设单根V带所能允许传递的功率P1=，主动带轮dd1=160mm，转速n1=1450r/min，包角α=1400，带与带轮间的当量摩擦系数fv=。求此单根V带传递的有效拉力Fe和紧边拉力F1。
解：
带传动典型习题
2、单根V带传递的最大功率P=，小带轮直径D1=180mm，大带轮直径D2=400mm，n1=1450r/min，小轮包角α1=152°，带和带轮的当量摩擦系数fv=，试确定带传动的有效圆周力Fe、紧边拉力F1和张紧力F0。
解：v=πD1n1/60=
由 P=FeV/1000
则 Fe=1000P/v=
由 Fe=2F0(efvα -1)/(efvα +1)
得 F0=Fe/2(efvα +1)/(efvα -1)=
F1=F0+Fe/2=
F2=F0-Fe/2=
3、图示为带传动简图。轮1为主动轮。试问：
（1）带传动的主要失效形式有哪些？带传动工作时为什么出现弹性滑动现象？这种滑动是否可以避免？
（2）带传动工作时，带处于图中哪一点应力最大？最大应力σmax=？
解：
（1）带传动的主要失效形式是打滑和带的疲劳破坏。
带传动工作时，紧边与松边有拉力差，带饶在带轮上从紧边到松边其弹性变形逐渐减少，带也随之收缩，与带轮之间产生相对滑滑动。
这种滑动是不可避免的。
（2）紧边开始绕上小轮处的a点应力最大。
σmax=σ1+σb1+σc