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机械设计


解题思路?
载荷性质 此螺栓组所受的载荷在非标准载 荷R的作用下,R向形心转化后等同 于R+T共同作用。 T
L=200
R
75 75
失效形式 接合面出现相对转动 计算准则 接合面不滑移的条件
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解: FH
R Z =6000/3=2000N
螺栓设计(求d1—标准)→全组采用同样尺寸螺栓
(互换的目的) 说明:①工程中受力情况很复杂,但均可转化为四种典型情况 进行解决。 ②计算公式在对称分布情况下推导,但不对称也可以用 ③取转轴不同,公式计算精度不同。
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机械设计
例题详解
Machine Design Machine Design
T=RL=1200000N.mm
Fmax Trmax
r
i 1
z
2
1200000 x75 8000N 2 2 75 75
L=200
R
i
T
Fmax
75 75
2 2 F F H max =8246N F=
F0 f Ks F

受变载: σa影响疲劳强度
5
4
d1
2

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例题详解(FH+FV+M)
螺栓组受力分析问题解决思路 向形心简化 四种简单状态 迭加 受任意载荷螺栓组 ——————— ——→ → 受载最大螺栓 ——→按单个计算
例1:图示底板用8个螺栓 与支架相连,受外力Q作
Cm F =5847.8+0.7x2500=7597.8N Cb Cm
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例题详解(FH+T)
例 6:如图所示为一普通螺栓联接,已知:R=6000、f=0.15、
K s =1.2,求:预紧力 F0 =?
Machine Design Machine Design
z
2
r
i 1
i
受剪螺栓: 单个螺栓 强度计算 受拉螺栓

4 F 松联接: 2
d02

p
d1
F p d 0 Lmin

F2=F+F1
紧联接
仅受F0:
4
1.3F0 4 d1
2

1.3F2
受F0和F
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受静载:
QH
H= Qcosθ MH=H· 300
QV
V= Qsinθ MV=V· 400
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MH
H
MV
V
H=4330N,V=2500N,M=MH-MV=29NGCHUN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 7
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(二)工作条件分析 1、保证结合面不滑移
Fmax MLmax
2 L i i 1 Z
2:
1000x100x100 250N 2 4 x100
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即:F=250N
Cb F2 max F0 Fmax Cb Cm
=2000+0.3x250=2075N
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K s F 1.2 x8246 F0 65970 N f 0.15
F
FH
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例 8: 如图所示一摇杆机构, 由 4 个普通螺栓组成螺栓联接, 已知: P=600N、 L=300mm、 d=60mm、 f=0.15、K s =1.2, 求螺栓的预紧力 F0 =?
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用,Q作用于包含X轴并
垂直于底板接缝面,试计 算此螺栓组联接。
(θ=30°)
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解: (一)受力分析
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例题详解
Q QH
QH=Qcosθ QV=Qsinθ QV
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求:1. F2 =?
100
2. oo
'
5 2 ,求 F2 =?
O
M
P
O'
100
解题思路?
载荷性质
1)当P作用点过O时,此螺栓组联接承受单一轴向载荷; 2)当P作用点过O’时,此螺栓组联接承受的载荷要转化 为两个单一载荷P和M;
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例题详解(FV+T)
例 5: 如图所示普通螺栓组联接, 已知: R=15000N、 T=400N· M、
Cb f=0.15、 K s =1.2、 Cb C m =0.3,求:预紧力 F0 和螺栓所
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受的总拉伸载荷 F2 =?
R
解题思路?
例 4: 如图所示螺栓组联接, 已知 P=1000N、 f=0.15、K s =1.2、
Cb C b C m =0.3,问哪个螺栓受力最大? F2 max =?
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解题思路?
载荷性质 此螺栓组所受的载荷表面上 是单一载荷P,但P不过接合面, 因此将力P转化为标准载荷 ——P+M
螺栓 组受 力分 析
轴向力 横向力
螺纹联接小结
旋转力矩 倾覆力矩
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受拉 F=F∑/z 受剪
F0
K s F
zif
受剪 Fs max 受拉
F0
Trmax
r
i 1
z
z
2
i
Fmax
MLmax
F F Z
F
K sT f
Li
i 1
1
M
P
100
2
3
4
200
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解:1:1、3 受力最大;
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例题详解
F0 f Z i Ks P
K s P 1.2 x1000 F0 2000 N f Z 0.15x 4
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cb Fmax 57848 N d 、螺栓总拉力 F2 F0 cb cm
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例题详解(FH+FV)
=0.3 、接合面摩擦系数
例 2:如图所示有四个螺钉组成的螺栓组联接,已知:
Cb P=1000N 、 G=500N 、 Cb C m
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解:1:F=10000/4=2500N
例题详解
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F2 = F1 +F=1.6F=4000N
2: Fa =10000/4=2500N
Fmax =
MLmax
L
i 1
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F
F1
1
f i Ks T
K sT 1.2 x400000 f ri 0.15(4 x 1002 502 2 x50)
=5847.8N
F2 = F1 +F=5847.8+2500=8347.8N
F0 = F1
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f=0.15、 防滑系数 K s =1.2; 求: 螺栓所受的预紧力 F0 和 总拉伸载荷 F2 ?
解题思路?
G
P
载荷性质 轴向载荷 横向载荷
可能 可能
失效形式
关键有效 建立
计算条件(准则) 强度条件 滑移条件
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螺栓拉断 接合面滑移
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解:f ( F0 Z Machine Design Machine Design
Cm Cb C m
例题详解
P) K s G
不滑移条件
C 1 KG ( F0 = Z f C C
s m b
P)
m
P
1 1.2 500 = 4 ( 0.15 0.7 1000 ) 1175 N
L P
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解题思路?
预紧力产生的摩擦力矩与外 力矩平衡。
d 解: F0 f 2 4 K s L P
d
F0
K s L P 1.2 x600x300 2 f d 2 x0.15x60
=12000N
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螺纹联接小结
1. 螺纹主要参数及分类,螺纹联接基本类型。 2. 螺纹联接的拧紧目的及防松方法。 3.螺栓联接的受力分析和强度计算
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