1、第 32 章 螺纹连接的设计32-1 试找出图 32-27 中所示螺纹连接结构中的错误，并改正。（a ）（b）通孔弹簧垫圈通孔底孔螺纹孔（c ）（d）图 32-2732-13 有一刚性凸缘联轴器，用材料为 Q235 的普通螺栓连接以传递转矩 T，现欲提高其传递的转矩，但限于结构不能增加螺栓的直径和数目，试提出三种能提高联轴器传递转矩的方法。答： 可以适当增加结合面的数量； 可以适当增加预紧力； 可以适当增加接合面的粗糙度，以提高摩擦因数。（如果第 1 种，不能实现，可以增加结合面数量）32-26 图 32-43 为由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架，两块边板各用 4个螺栓与工字钢相
2、连接，托架所受载荷随吊重量不同而变化，其最大载荷为 20kN。试确定应采用哪种连接类型，并计算出螺栓直径。20kN300150 150柱 柱(a)(b)(c)F1F2Fsmax FsTT图 32-43解：根据托架的结构，可以采用普通螺栓连接或铰制孔螺栓连接。（1）采用普通螺栓连接螺栓组受横向载荷： kNFR20旋转力矩： mLT 603 在横向载荷 作用下，各螺栓所受预紧力，由公式（ 32-23） ，取R， 可得12.0,.ffk8,zmkNFksRf 25812.01 在旋转力矩作用 T 下，各螺栓所受预紧力，由公式（32-27）可得 kNrkFzisf 71.027581.0612 其中
3、mrr522821 (此题应该采用你第一次的方法，只是 )，因为预21F紧力的方向为轴向方向，直接相加从图 32-43（b）可知，各螺栓所受合预紧力为 kNkNkFF14.90135cos7.0257.25cs121选取螺栓强度等级为 10.9 级，可得 ，取螺栓连接的安全系数 ，MPas95.1S则螺栓材料的许用应力 ，则所需的螺栓危险剖面Ss 605./的直径为 mFd 78.156014.39.143 按 GB169-81，选用 M16 的螺栓。（请用下面的方法计算一下，看看结果）结果差距很大先把横向力合成，得到最大的横向力，然后用（32-23） ，计算预紧力。在横向载荷 20kN 的作
4、用下，各螺栓所受的横向力为 kNzFR5.280 在旋转力矩 T 的作用下，各螺栓所受横向力为 krTkzifsR 49.82756.12 kNkNFFRRR45.19135cos49.852.822合 成各螺栓的预紧力为： kmFsRf 5.1942.0 合 成螺栓直径： md 3.2614.3.143按 GB169-81，选用 M24 的螺栓。（2）采用铰制孔螺栓连接 在横向载荷 作用下，各螺栓所受剪力，由公式（32-25）可得RFkNzRs 5.280 在旋转力矩作用 T 下，各螺栓所受剪力，由公式（32-31）可得 krFzis 07.)275(612maxax其中 mrr02821m
5、ax 从图 32-43（c）可知，各螺栓所受合剪力为 kNkNFFsssR01.9135cos07.527.52axmax选取螺栓强度等级为 4.6 级，可得 ，取螺栓连接的安全系数 ，MPs45.2S，则螺栓材料的许用剪应力 ，许用挤5.2pS MPaSs 965.2/0/压应力 ，则所需的螺栓危险剖面的直径为aSps 965.2/40/按许用剪应力计算 mmFdsR 94.1014.3031 按许用挤压应力计算 ，可知当 时，有min2hFdpsRmh784.0in12d按 GB169-81，选用 M12 的螺栓。32-33 图 32-50 所示为悬挂吊车轨道的托架，可用两个普通螺栓连接在
6、钢梁上。已知起吊重物时托架所受最大作用力 P=10kN，钢梁和托架材料均为 A3 钢，有关尺寸如图 32-50 所示。试设计此螺栓连接。300660520380180PF1QFM1 F2QFM2图 32-50解：（1）螺栓受力分析经分析可知，螺栓组在 P 的作用下，承受轴向力和翻转力矩的作用：轴向力： kNFQ521021翻转力矩： mM38kNr31.72602121 由图 32-50 可知，左边螺栓 1 所受的工作拉力最大，为 kNFQM31.2)53.7(（2）求螺栓所受总拉力取螺栓相对刚度 ，则 。2.01c8.021c取剩余预紧力 ，则F3.kNk693.01 预紧力： c541.)
7、8.012693.(21 螺栓所受总拉力： kkF3.6.0 （3）确定螺栓直径选取螺栓强度等级为 4.6 级，可得 ，取螺栓连接的安全系数 ，MPas2405.1S则螺栓材料的许用应力 ，则所需的螺栓危险剖面Ss 165./ 的直径为 mFd 87.21604.33.1430按 GB169-81，选用 M14 的螺栓。（4）校核螺栓组连接的工作能力 连接接合面一端的挤压应力不得超过许用值，以防止接合面下段压碎，即 钢3AmaxpWMzFp式中接合面有效面积 ，抗弯截面模量2264801)306( mA3722.0(618mW带入 表达式，得axp MPaWMAzF 784.0)10386.164805.32( 26max 由相关机械设计手册，可知 ，故该连接接合面的下端不至于压碎。钢3Amaxp 连接接合面上端应保持一定的剩余预紧力，以防止托架受力时接合面产生间隙，即，则0minp 0521.0)10386.164805.32( 26in MPaaWMAzF故接合面上端受压最小处不会产生间隙。综上所述，采用两个 M14 的螺栓，可以满足设计要求。
