张淑敏_作业习题.doc

连接设计 思考题 按螺纹牙型分类，螺纹可以分为哪几种？试说明各自的特点及主要用途？ 螺纹的主要参数有哪些？在设计中如何应用？ 螺纹的旋向如何判别？常见的螺纹是左旋还是右旋？ 常见的螺纹是单线还是多线？为什么？ 在公称直径相同的条件下粗牙螺纹与细牙螺纹相比哪一个自锁性强？那一个连接强度高？为什么？ 螺纹连接为什么要防松？防松的基本原理有哪些？常用的防松措施有哪些？ 螺纹连接的主要失效形式有哪些？其设计准则是什么？ 什么是松螺栓连接？什么是紧螺栓连接？其强度计算方法有何不同？ 螺栓组结构设计应考虑哪些问题？进行螺栓组受力分析的目的是什么？其强度计算方法有何特点？ 紧螺栓连接强度计算式中的1.3倍是什么含义？如果用铰制孔用螺栓来传递横向载荷，是否也要这样考虑？为什么？ 二、分析与计算题 已知螺栓的刚度C1 =100 N/mm，被连接件的刚度C2 =400 N/mm，若预紧Fp和轴向工作载荷F均为400N， 试问： （1）、被连接件间有压紧作用吗？为什么？ （2）、以一定的比例画出受力—变形关系图，并标出Fp 和 Fp′之值。 有一受横向工作载荷作用的紧螺栓连接，采用单个M16的六角头螺栓（GB5782-2000）连接两块钢板，螺栓材料Q235，结合面间的摩擦因数为f=0.13，摩擦传力可靠性系数Kf=1.3，试求在一般拧紧情况下（不控制预紧力），连接所能承受的最大横向工作载荷之值？ 用同一把活扳手分别拧紧M8和 M16两个螺栓连接，若活扳手工作长度为200mm，施加在扳手上的力为200N。 试问：（1）、两螺栓所受的预紧力Fp 之值？（2）、试分析哪个螺栓在预紧时易被拧断？ 4、图1-1所示，为用四个普通螺栓连接的支架。被连接件总厚度为45mm螺栓材料为Q235，性能等级4.6级，结合面间的摩擦因数为f=0.15，载荷Q=1000N，试确定螺栓直径，并写出连接件的标记？图1-1 例解：从图示知本题属于受横向载荷作用的螺栓组连接。 受力分析（图 1-2 所示） 将载荷向螺栓组型心简化得： ①作用在型心O的横向载荷QQ=1000N ②绕型心O旋转的转矩T T=1000Q=1000×1000 =1×106 （Nmm） 由于Q使每个螺栓受横向载荷RQ RQ=Q/4=1000/4=250N RQ 的方向与载荷Q作用方向相同 由于Q使每个螺栓受横向载荷RT RT 的方向与各螺栓到型心O的连线垂直，且与扭矩T 作用的方向一致。将各螺栓的两个分力RQ 和RT 进行合成，可得合力R1、R2、R3、R4 ，其中R2、R3、为最大合力，根据余玄定理：=1075N二）螺栓直径的确定①根据Rmax确定预紧力Fp 由平衡条件知：Fpmf=Kf Rmax，由题意知 m=1， 若取Kf =1.3②确定许用应力[σ]假设螺栓直径在M16 ~M30 之间，查表9-6，按不控制预紧力取S=3.8③定螺栓直径 查设计手册[2]知：M20的粗牙普通螺纹，其公称直径为20，内径d1=17.29415.63mm 符合强度要求，M20在假设范围之内，安全系数S选值合理。为统一起见，四个螺栓均采用M20的粗牙普通螺栓连接。 三）定连接件标记 查设计手册[2]，按GB93-2000取弹簧垫圈高度为5mm。 查设计手册[2]，按GB170-2000取螺母高度为18mm。 螺母端伸出长度=0.2×d=0.2×20=4mm 计算螺栓所需长度=20+25+5+18+4=72mm 查设计手册[2]取螺栓长度L=75mm。 采用连接件的标记如下：螺栓 BG5782-2000—M20×75螺母 BG6170-2000—M20弹簧垫圈 BG93-2000—205、一受轴向外载荷F＝1000 N的紧螺栓连接，螺栓的刚度为C1，被连接件的刚度为C2，且 C2＝8C1；预紧力FP＝1000 N。试求螺栓中的总拉力和被连接件中的剩余预紧力。 6、图1-3所示的连接用4个M12普通螺钉把板1固定在零件3上，零件1与3之间有摩擦片2，各零件之间摩擦系数f=0.13，螺钉强度级别为5.6级，，安全系数S=4.5；防滑系数(可靠性系数)；大径，中径，小径；螺钉拧紧后靠摩擦力承受载荷F，求允许F的最大值。 图1-3 7、图1-4所示，用三个 M16的普通螺栓将钢板A固定在钢板B上。L＝400mm，a=70mm。钢板间摩擦系数f=0.12，连接的可靠性系数Kf=1.3，螺栓的许用拉应力[(]=120MPa。求此连接能承受的最大载荷F为多少。 图1-4 8、图1-5所示，为一压力容器，容器体和容器盖用螺栓组连接，容器内长期稳定工作压强P=1.2MPa，D=500mm，D0=640mm，为保证气密性要求，螺栓间距L7d ，取FP′=1.5F，螺栓材料用35号钢，性能等级为5.6，试设计此