案例分析题

如图所示刚性联轴器由HT200制成，在D=160mm的圆周上布置4-M16螺栓，T=1200N·m。

用铰制孔螺栓联接时校核其强度。已知螺栓[τ]=92MPa，孔[σ_P]=100MPa。

问答题受轴向工作载荷的紧螺栓联接中，已知预紧力为4000N，轴向工作载荷在0～2400N之间做脉动循环变化，求螺栓所受的最大载荷和最小载荷。当轴向工作载荷为多少时，被联接件间出现间隙（注：Cb （Cb+Cm）=2 3）。

问答题如图为一凸缘联轴据，用6个M10的铰制孔用螺栓联接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，其许用挤压应力[σp1]=100MPa。螺栓材料的许用剪应力[τ]=92MPa，许用挤压应力[σp2]=300MPa，许用拉伸应力[σ]=120MPa。试计算该螺栓组连接允许传递的最大转矩Tmax。若传递的最大转矩Tmax不变，改用普通螺栓联接，试计算螺栓小径d1的计算值（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，防滑系数Ks=1.2）。

问答题如图为一压力容器盖螺栓组连接，已知容器内径D=250mm，内装具有一定压强的液体，沿凸缘圆周均匀分布12个M16（d1=13.835）普通螺栓，螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=80MPa，螺栓的相对刚度，按紧密性要求，剩余预紧力F1=1.8，F为螺栓的轴向工作载荷。试计算该螺栓组连接允许的容器内液体的最大压强Pmax=？此时螺栓所需的预紧力F0=？

问答题如图为一钢板用4个普通螺栓与立柱连接。钢板悬壁端作用一载荷FΣ=20000N，接合面间摩擦系数f=0.16，螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=120MPa，试计算该螺栓组螺栓的小径d1。

问答题一牵曳钩用2个M10（d1=8.376mm）的普通螺栓固定于机体上，如图所示，已知接合面间摩擦系数f=0.15，防滑系数Ks=1.2，螺栓材料强度级别为6.6级，安全系数S=3，试计算该螺栓组连接允许的最大牵引力maxF=？

问答题如图为夹紧连接采用两个普通螺栓，已知连接柄端受力FΣ=240N，连接柄长L=420mm，轴的直径d=65mm，夹紧接合面摩擦系数f=0.15，防滑系数Ks=1.2，螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=80MPa，试计算螺栓小径d1的计算值。

问答题如图为一支架与机座用4个普通螺栓联接，所受外载荷分别为横向载荷FΣh=5000N，轴向载FΣv=16000N，已知螺栓的相对刚度，接合面间摩擦系数f=0.15，可靠性系数Ks=1.2，螺栓材料的机械性能级别为8.8级，安全系数S=2，试计算该螺栓小径d1的计算值。

问答题有一受预紧力F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓联接，已知预紧力F0=1000N，螺栓的刚度Cb与连接件的刚度Cm相等，轴向工作载荷F=1000N，试计算该螺栓所受的总拉力F2=？剩余预紧力？在预紧力F0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷Fmax为多少？

问答题如图所示的凸缘联轴器由6个均布于直径D0=195mm的圆周上的螺栓联接，联轴器传递的转矩T=2600N·m。试按下列两种情况校核该螺栓联接的强度。  ①采用M16的小六角头铰制孔用螺栓，如图中方案Ⅰ所示。螺栓受剪面处直径d0=17mm，螺栓材料为45号钢；其许用剪应力[τ]=195MPa；许用挤压应力[σp1]=300MPa联轴器的材料为HT250，许用挤压应力[σp2]=100MPa。  ②采用M16的普通螺栓，如图中方案Ⅱ所示。接合面间的摩擦系数f=0.15，螺栓材料为45号钢；许用拉应力[σ]=240MPa，螺纹内径d1=13.835mm，可靠性系数Ks=1.2。

问答题一悬臂梁由四个普通螺栓联接固定于立墙上的两个夹板间，如图所示，已知外载荷FΣ=1000N，螺栓布局和相关尺寸如图示，试选择螺栓直径d。 注： ① 螺栓材料45钢[σ]=360MPa；  ② 图示尺寸单位为mm；  ③ 板间摩擦系数f=0.15，防滑系数Ks=1.2；  ④ 螺纹标准见下表：

问答题如图所示为一螺栓组连接的2种方案，其外载荷FΣ、尺寸a、L均相同，a=60mm，L=300mm。试分别计算各方案中受力最大螺栓所受横向载荷Fmax？并分析比较哪个方案好？

问答题在单个螺栓综合变形图中，已知预紧力F0=3000N，在轴向外力的作用下，被连接件的剩余预紧力F1=2000N，试按比例在图中标出螺栓轴向总拉力FΣv、轴向外力F，螺栓总变形λ′b及被连接件剩余变形λ′m。

问答题如图为一支架与机座用4个普通螺栓联接，所受外载荷分别为横向载荷FΣh=5000N，轴向载荷FΣv=16000N。已知螺栓的相对刚，接合面摩擦系数f=0.15，防滑系数Ks=1.2，螺栓材料的机械性能级别为8.8级，许用安全系数[S]=2，最小屈服极限σSmin=640N mm2，试计算该螺栓小径d1的最小值。

问答题画出一螺纹联接结构图，该螺纹联接两端均有螺纹的螺柱，适用于被连接件之一太厚、不宜制成通孔且需要经常装拆的场合。

问答题若工作载荷在0~4000之间变化，螺栓的危险截面面积为96.6mm2，求螺栓的应力幅σa和平均应力σm（按计算值0F等求σm、σa，不按作图求值）。