d0 ≥
4FSmax/(?[?]) =4?9014/(??96) mm
= 10.934 mm
由手册按GB27—88查得，当螺纹公称直径为10 mm时，螺杆光杆部分直径d0=11 mm，符合强度要求，故选M10（GB27—88）的铰制孔用螺栓。
11—4 一方形盖板用四个螺栓与箱体连接，其结构尺寸如图所示。盖板中心O点的吊环受拉力FQ=20000N，设剩余预紧力F″=0.6F, F为螺栓所受的轴向工作载荷。试求： （1）螺栓所受的总拉力F。，并计算确定螺栓直径（螺栓材料为45号钢，性能等级为6.8级）。（2）如因制造误差，吊环由O点移到O′点，且OO′=52mm,求受力最大螺栓所受的总拉力F。，并校核（1）中确定的螺栓的强度。
解题要点：
（1）吊环中心在O点时：
此螺栓的受力属于既受预紧力F′作用又受轴向工作载荷F作用的情况。根据题给条件，可求出螺栓的总拉力： F0=F″+F=0.6F+F=1.6F
而轴向工作载荷F是由轴向载荷FQ引起的，故有： 题11—4图
20000?N?5000N
44N?8000N ∴F0?1.6F?1.6?5000QFF?螺栓材料45号钢、性能等级为6.8级时，则[?]??s/S=480/3MPa=160MPa ,故
?s?480MPa ，查表11—5a取S=3，
d1?4?1.3F0????4?1.3?8000?mm?9.097mm ??160查GB196-81，取M12（d1=10.106mm＞9.097mm）。
（2）吊环中心移至O′点时：
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和
首先将载荷FQ向O点简化，得一轴向载荷FQ和一翻转力矩M。 M使盖板有绕螺栓1
3中心连线翻转的趋势。
M?FQ?OO??20000?52N?mm?141421.4N?mm
显然螺栓4受力最大，其轴向工作载荷为
FF?Q4?FMF?FQMMrmax?2??2442rr1?r2Q?20000141421.4????21002?1002?4 ∴F0??N?5500N??
?1.6F?1.6?5500N?8800N
1.3?8800?e?2?MPa?142.6MPa?????160MPa
2?d1/4??10.106/4故吊环中心偏移至O′点后，螺栓强度仍足够。
11—5 有一气缸盖与缸体凸缘采用普通螺栓连接，如图所示。已知气缸中的压力p在0~2MPa之间变化，气缸内径D=500mm，螺栓分布圆直径D0=650mm。为保证气密性要求，剩余预紧力F″=1.8F，螺栓间距t≤4.5d（d为螺栓的大径）。螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=120MPa，许用应力幅[σɑ]=20MPa。选用铜皮石棉垫片螺栓相对刚度C1/（C1+C2）=0.8，试设计此螺栓组连接。 解题要点：
（1） 选螺栓数目Z ：
因为螺栓分布圆直径较大，为保证
螺栓间间距不致过大，所以选用较多的螺栓，初取Z=24。
（2）计算螺栓的轴向工作载荷F ：
1）螺栓组连接的最大轴向载荷FQ
1.3F0FQ?
?D24p???50024?2N?3.927?105N - 22 -一座城乱我心提供
2）单个螺栓的最大轴向工作载荷F：
3.927?105?N?16362.5N F?Z24题11-5图
（3）计算螺栓的总拉力F0
FQ
F0?F???F?1.8F?F?2.8F?2.8?16362.5N?45815N
（4）计算螺栓直径 ：
d1?4?1.3F0????4?1.3?45815?mm?25.139mm
??120查GB196—81，取M30（d1=26.211mm>25.139mm） （5）校核螺栓疲劳强度 ：
C12F2?16362.5?a??2?0.8?MPa?12.13MPa???a??20MPa 2C1?C2?d1??26.211故螺栓满足疲劳强度要求。 （6）校核螺栓间距 ： 实际螺栓间距为
t??D0Z???65024mm?85.1mm?4.5d?4.5?30mm?135mm
故螺栓间距满足联接的气密性要求。
第十四章 机械系统动力学
14-11、在图14-19中，行星轮系各轮齿数为z1、z2、z3，其质心与轮心重合，又齿轮1、2对质心O1、O2的转动惯量为J1、J2，系杆H对的转动惯量为JH，齿轮2的质量为m2，现以齿轮1为等效构件，求该轮系的等效转动惯量J?。
2 H 1
3
1 2
O2 H O1
3
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解：J??J1(??12??)?J2(2)2?JH(H)2?m2(o2)2????
?1?1??2z1(z2?z3)??z3(z1?z2)?Hz1??z1?z3?o2O1O2?z1?z1?z3J??J1?J2(z1(z2?z3)2zOO)?JH(1)2?m2(12z1)2z3(z1?z2)z1?z3z1?z3
14-12、机器主轴的角速度值?1(rad)从降到时?2(rad)，飞轮放出的功W(Nm)，求飞轮的转动惯量。
解：Wy??1M?d??JF(?1??2)?min2
2WJF?2?1??22?max14-15、机器的一个稳定运动循环与主轴两转相对应，以曲柄和连杆所组成的转动副A的中心为等效力的作用点，等效阻力变化曲线F等效驱动力F?a为常数，?c?SA如图14-22所示。等效构件（曲柄）的平均角速度值?m?25rad/s，不均匀系数??0.02，曲柄长度lOA?0.5m，求装在主轴（曲柄轴）上的飞轮的转动惯量。
40Nm
15Nm
25? 22.5?
15? 12.5?
(a) Wv与时间关系图 （b）、能量指示图
4?? 2? 2.5?
解：稳定运动循环过程W?a?W?cFva?4?lOA?Fvc(?lOA?Fva?30NWy=25NmJF?25??6.28kgm2225?0.02?lOA)2 Mva?15Nm14-17、图14-24中各轮齿数为z1、z2，z2?3z1，轮1为主动轮，在轮1上加力矩M1?常数。
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作用在轮
r2上的阻力
2距地变化为：
当0??2??时，M??M常数；当?????时，22?，两轮对各自中心的转动惯量为M0（1）画出以轮1为等效构件的等J1、J2。轮的平均角速度值为?m。若不均匀系数为?，则：
效力矩曲线M???；（2）求出最大盈亏功；（3）求飞轮的转动惯量JF。
z2z1MrM21
2
? 2??2
图14-24 习题14-17图
解：齿轮1为等效构件。因为z2?3z1，所以，?2转过2?时，?1应转过6?。
即，齿轮1的周期?1为6?。有： Mva?M1?1?M1?常数 （0??1?6?） ?1 Mvc?M2?2z1?Mr1?M2 （0??1?3?） ?1z23?2??0 （3???1?6?） ?1 Mvc?MrMr为分段函数，等效到轮1后Mvc??1如图所示。
??Mvd?1?006?6?
16???M1d?1??Mrd?1?003011故有 M1?6???M2?3?，即M1?M2
361由 Mv?M1?Mr
31?Mv??M2 （0??1?3?）
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