已知螺栓材料的最小屈服极限?Smin?640MPa，故其许用拉伸应力为
?????Smin?S??320MPa
所以 d1≥
4?1.3F2?8.510mm
??320(13) 在单个螺栓综合变形图5-21中，已知预紧力F0?3000N，在轴向外力的作用下，被连接件的
?及被剩余预紧力F1=2000N，试按比例在图8-15中标出螺栓轴向总拉力F?v、轴向外力F，螺栓总变形?b?。 连接件剩余变形?m
图5-21 单个螺栓综合变形图
解：由答图8可以看出：螺栓力-变形直线与被连接件力-变形直线交点A的纵坐标即为预紧力的大小，即3000N。按此比例，作一条纵坐标为2000N的平行线，得到该直线与被连接力-变形直线的交点B，过该点作纵轴的平行线，得到交点C和D，便可得到所求的力及变形的大小。
答图8 螺栓力与被连接件力-变形直线
(14) 如图5-22所示为一螺栓组连接的2种方案，其外载荷F?、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?
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(a)方案一 (b)方案二
图5-22
解：首先将外载荷F?向螺栓组连接的接合面形心简化，则该螺栓组连接受有横向载荷F?和旋转力矩
T?F?L。单独在外载荷F?的作用下，上述两个方案中每个螺栓所受的横向载荷Fr相等，均为F?/3；
但单独在旋转力矩作用下时，由于两个方案中螺栓布置方式不同，使得两个方案中螺栓所受的横向载荷FrT不相同，因此最终两个方案中受力最大的螺栓所受的横向载荷是不同的。
① 方案一 如答图9(a)可知：三个螺栓中螺栓3所受的横向载荷合力最大，具体为
Fmax?Fr3?FrT3?F?F?L?1L??1300??????F?????F??2.833F? 32a?32a?32?60??
(a)方案一 (b)方案二
答图9
② 方案二 如答图9(b)可知：三个螺栓中螺栓4和6所受的横向载荷合力最大，具体为
2Fmax4,6?Fr24?FrT4?F??FL??1??300???????????????F??2.522F?
32a32?60????????2222比较两个方案中受力最大螺栓受力，可知方案二中受力最大的螺栓受力最小，因此方案二较好。
(15) 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5-23所示，已知外载荷
F??1000N，螺栓布局和相关尺寸如图示，试选择螺栓直径d。
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图5-23
注：① 螺栓材料45钢????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：
螺纹外径d/mm 螺纹内径d1/mm 解：① 螺栓组的受力分析
首先将外载荷F?向螺栓组连接的接合面形心简化，则该螺栓组连接受有横向载荷F?和旋转力矩
5 4.134 6 4.917 8 6.647 10 8.376 12 10.106 14 11.835 16 13.835 T?F?L。
② 根据悬臂梁不滑移的条件，求悬臂梁的摩擦力Fy 在外载荷F?作用下，悬臂梁不滑移的条件为 Fyzi?KsF? 则悬臂梁在y方向上的摩擦力为 Fy?KsF?1.2?1000??150N zi4?2在旋转力矩T?F?L作用下，悬臂梁不滑移的条件为 FRRzi?KsF?L 则悬臂梁在图示方向的摩擦力 FR?KsF?L1.2?1000?500??15002?2121.32N Rzi252?4?2③ 求受力最大的螺栓及其预紧力
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答图10
由答图10可得1、4螺栓联接所受的摩擦力合力最大，其值为
Fmax?Fy2?FR2?2FyFRcos135? ?1502?15002??2
?2?150?15002?22?2229.21N设螺栓预紧力为F0，则对于1、4螺栓：fF0≥ Fmax 所以 F0≥
Fmax2229.91??14866.07N f0.15取 F0?14866.07N
④ 受力最大螺栓的强度条件
螺栓危险截面的直径(螺纹小径d1)为 d1≥
4?1.3F0?????4?1.3?14866.07?8.267mm
??360故选择公称直径d?10mm，(螺纹小径d1?8.376mm?8.267mm)的螺栓。
(16) 如图5-24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???＝195MPa；许用挤压应力[?p1]?300MPa联轴器的材料为HT250，许用挤压应力[?p2]?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????240MPa，螺纹内径d1?13.835mm，可靠性系数Ks?1.2。
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