题目
5-10 图 5-2-7 所示为一气缸盖螺栓组连接。已知气缸内的工作压力 =0sim 1MPa,-|||-缸盖与缸体均为钢制,直径 _(1)=350mm, _(2)=250mm, 上、下凸缘厚均为25 mm,试设-|||-计此连接。-|||-F F2↑-|||-222-|||-D1-|||-D2-|||-图 5-2-7 受轴向载荷的螺栓组连接
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定螺栓数目z和直径d
根据题目要求，螺栓间距 ${t}_{0}\lt 7d$ ，取 ${t}_{0}=6d$ ，螺栓数目z=12。螺栓间距 ${t}_{0}=\dfrac {\pi {D}_{1}}{z}=\dfrac {\pi \times 350}{12}\approx 92mm$ ，故螺栓直径 $d={t}_{0}/6=92/6\approx 15.33mm$ ，取 d=16mm 。
步骤 2：选择螺栓性能等级，确定许用应力
选择螺栓性能等级为8.8级，查表可得 ${\sigma }_{B}=800MPa$ ，${\sigma }_{s}=640MPa$ 。选取安全系数 S=4 ，可得许用应力 $[ \sigma ] =\dfrac {{\sigma }_{s}}{S}=\dfrac {640}{4}=160MPa$ 。
步骤 3：计算螺栓上的载荷
单个螺栓的工作载荷 $F=\dfrac {F}{z}=\dfrac {1}{12}\times \dfrac {\pi {D}^{2}}{4}P=\dfrac {1}{12}\times \dfrac {\pi \times {250}^{2}}{4}\times 0.5\approx 2045N$ 。取残余预紧力 ${F}_{1}=1.5F$ ，则螺栓总拉力 ${F}_{2}={F}_{1}+F=2.5F=2.5\times 2045=5112.5N$ 。
步骤 4：强度校核
查取手册，可得螺栓的几何参数，螺栓小径 ${d}_{1}=13.835mm$ ，则螺栓的计算应力 满足强度条件。
根据题目要求，螺栓间距 ${t}_{0}\lt 7d$ ，取 ${t}_{0}=6d$ ，螺栓数目z=12。螺栓间距 ${t}_{0}=\dfrac {\pi {D}_{1}}{z}=\dfrac {\pi \times 350}{12}\approx 92mm$ ，故螺栓直径 $d={t}_{0}/6=92/6\approx 15.33mm$ ，取 d=16mm 。
步骤 2：选择螺栓性能等级，确定许用应力
选择螺栓性能等级为8.8级，查表可得 ${\sigma }_{B}=800MPa$ ，${\sigma }_{s}=640MPa$ 。选取安全系数 S=4 ，可得许用应力 $[ \sigma ] =\dfrac {{\sigma }_{s}}{S}=\dfrac {640}{4}=160MPa$ 。
步骤 3：计算螺栓上的载荷
单个螺栓的工作载荷 $F=\dfrac {F}{z}=\dfrac {1}{12}\times \dfrac {\pi {D}^{2}}{4}P=\dfrac {1}{12}\times \dfrac {\pi \times {250}^{2}}{4}\times 0.5\approx 2045N$ 。取残余预紧力 ${F}_{1}=1.5F$ ，则螺栓总拉力 ${F}_{2}={F}_{1}+F=2.5F=2.5\times 2045=5112.5N$ 。
步骤 4：强度校核
查取手册，可得螺栓的几何参数，螺栓小径 ${d}_{1}=13.835mm$ ，则螺栓的计算应力 满足强度条件。