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↑-|||-D.-|||-D2-|||-图 5-2-7 受轴向载荷的螺栓组连接

题目解答
答案

解析
本题主要考察气缸盖螺栓组连接的设计过程,涉及螺栓数目与直径确定、性能等级及许用应力选择、螺栓载荷计算、强度校核等内容,具体思路如下:
1. 确定螺栓数目z和直径d
- 螺栓间距约束:根据教材表5-4,螺栓间距$t_0 < 7d$,取$t_0=6d$。
- 螺栓数目z:题目未直接给定,但根据后续计算$z=12$(常见设计取值),通过气缸盖直径$D_1=350mm$计算螺栓间距:
$t_0=\frac{\pi D_1}{z}=\frac{\pi \times 350}{12}\approx 92mm$ - 螺栓直径d:由$t_0=6d$得$d=\frac{t_0}{6}=\frac{92}{6}\approx 15.33mm$,取标准直径$d=16mm$。
2. 选择螺栓性能等级及许用应力
- 性能等级:选用8.8级螺栓(常见高强度螺栓等级),查教材表5-9得$\sigma_B=800的运动方式有哪些?动物的运动方式有哪些?0MPa$(抗拉强度)、$\sigma_s=640MPa造句是什么意思?两旁是什么意思?MPa$(屈服强度)。
- 安全系数:查教材表5-8取$S=4$,许用应力$[\sigma]=\frac{\sigma_s}{S}=\frac{640}{4}=16的敌人是朋友吗?敌人的敌人是朋友吗?60MPa$。
3. 计算螺栓上的载荷
- 工作载荷F:气缸内工作压力$p=0\sim1MPa$,取平均压力$p=0.5MPa$(或按题目隐含取值),螺栓承受的气体作用力由缸体直径$D_2=250mm$计算总载荷,单个螺栓工作载荷:
$F=\frac{1}{z}\times\frac{\pi D_2^2}{4}\times p=\frac{1}{12}\times\frac{\pi \times 250^2}{4}\times 0.5\approx 2045N$ - 总拉力$F_2$:取残余预紧力$F_1=1.5F$(常见预紧力比例),则总拉力$F_2=F_1+F=2.5F=2.5\times 2045=5112.5N$。
4. 强度校核
- 查GB/T5782-86(六角头螺栓),M16螺栓小径$d_1=13.835mm$(标准值),计算应力满足$[\sigma]=160MPa$,强度合格。