题目
下图所示为一汽缸[1]盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力[2]P=0~1MPa，缸盖与缸体均为钢制，直径D1=350mm，D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm，试设计此联接。 F F21-|||-D1-|||-D2 __
下图所示为一汽缸[1]盖螺栓组联接。已知汽缸内的工作压力[2]P=0~1MPa，缸盖与缸体均为钢制，直径D1=350mm，D2=250mm.上、下凸缘厚均为25mm，试设计此联接。 
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定螺栓数z和直径d
根据题目要求，螺栓间距 $10\lt 7d$，取 $t0=6d$。取 $z=12$，则螺栓间距 ${t}_{0}=\dfrac {\pi {L}_{0}}{z}=92mm$。螺栓直径 $d=to/s=92.6=15.33mm$，取 $d=16mm$。
步骤 2：选择螺栓性能等级
选择螺栓性能等级为8.8级，查教材表5-8，得到 ${\sigma }_{B}=800MPa$，${\sigma }_{5}=640MPa$。
步骤 3：计算螺栓上的载荷
作用在气缸上的最大压力 ${F}_{x}=\dfrac {\pi {D}^{2}}{4}p=73631N$，单个螺栓上的工作载荷 $F=\dfrac {{F}_{5}}{2}=6136N$。取残余预紧力 $FI=1.5F$，螺栓的总载荷 ${T}_{2}=FI+F=2.5F=2.5*6136=15340N$。
步骤 4：许用应力
按不控制预紧力确定安全系数，查教材表5-10，取 $S=4$，许用拉应力 $[ \alpha ] =\dfrac {{\sigma }_{s}}{S}=160MPa$。
步骤 5：验算螺栓的强度
查手册，螺栓的大径 $d=16\pi m$，小径 $d1=13.835mm$。取螺栓公称长度 $1=70mm$。由教材公式 (5-19) 螺栓的计算应力 ${\sigma }_{a}=\dfrac {1.3{F}_{2}}{\dfrac {\pi }{4}{{d}_{1}}^{2}}=132.7MPa\lt [ \sigma ]$，满足强度条件。
根据题目要求，螺栓间距 $10\lt 7d$，取 $t0=6d$。取 $z=12$，则螺栓间距 ${t}_{0}=\dfrac {\pi {L}_{0}}{z}=92mm$。螺栓直径 $d=to/s=92.6=15.33mm$，取 $d=16mm$。
步骤 2：选择螺栓性能等级
选择螺栓性能等级为8.8级，查教材表5-8，得到 ${\sigma }_{B}=800MPa$，${\sigma }_{5}=640MPa$。
步骤 3：计算螺栓上的载荷
作用在气缸上的最大压力 ${F}_{x}=\dfrac {\pi {D}^{2}}{4}p=73631N$，单个螺栓上的工作载荷 $F=\dfrac {{F}_{5}}{2}=6136N$。取残余预紧力 $FI=1.5F$，螺栓的总载荷 ${T}_{2}=FI+F=2.5F=2.5*6136=15340N$。
步骤 4：许用应力
按不控制预紧力确定安全系数，查教材表5-10，取 $S=4$，许用拉应力 $[ \alpha ] =\dfrac {{\sigma }_{s}}{S}=160MPa$。
步骤 5：验算螺栓的强度
查手册，螺栓的大径 $d=16\pi m$，小径 $d1=13.835mm$。取螺栓公称长度 $1=70mm$。由教材公式 (5-19) 螺栓的计算应力 ${\sigma }_{a}=\dfrac {1.3{F}_{2}}{\dfrac {\pi }{4}{{d}_{1}}^{2}}=132.7MPa\lt [ \sigma ]$，满足强度条件。