3 2 4 5 6
6 1 2 3 1 2 4 1
解：外载荷向螺栓组对称中心简化，则各螺栓组受横向力Fa和旋转力矩300FQ。三组螺栓组的受力情况可知：三组螺栓组所受由横向力引起的工作剪力都为Fs=而各组所受旋转力矩300FQ的作用却不同。最大力为：（a）Fsmax=300FQ?1003Tr143??FQ2222r1+r03[(1003)?(503)]15FQ62iFQ。6总受力螺栓5最大Fs5?(?=(b)Fsmax6?Fsmaxcos30?)2?(Fsmax?sin30?)2?0.612FQ?300FQ?1506?1502?FQ3Tr1?ri=1总受力螺6最大FQFQ?Fs6??Fsmax?62(C)??=FsmaxTr1?ri2i=16?300FQ?1502?7524?(1502?752)?2?752?23FQ7
总受力螺3和4最大FQ22121121115???）??Fs3?（+Fsmax+（Fsmax）???FQ?0.64FQ6364910555所以（b）布置的螺栓受力最小。15-14、图15-49是由两块板焊成的龙门式起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱（工字钢）相连
接，支架所承受的最大载荷为20000N,使设计： （1）、采用普通螺栓连接（靠摩擦传力）的螺栓直径d;
（2）、采用铰制孔用螺栓连接（靠剪切传力）的螺栓直径d，设已知螺栓的[?]为28MPa。
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1 2
解：载荷向螺栓组相对对称中心简化得横向载荷FR?10KN,转矩T?20KN?300mm?6?106N?mmF1000(a)横向力作用下Fs1?R??2.5KN88旋转力矩作用下r=752+752?752mmT6?106Fs2???7.07KN8r8?752而螺栓1和2所受两力夹角?最小，故螺栓1和2所受横向载荷最大则有：Fsmax=Fs12?Fs22?2Fs1?Fs2?cos??12502?(2.52?103)2?2?1250?2.52?103?cos45??9.01KN(1)采用普通螺栓连接，应先求出螺栓所需预紧力F?,取f?0.1,9.01?90.1KN.0.1选用Q235材料的螺栓，屈服强度?s?240MPa由fF??Fs得：预紧力F??21.3F?螺栓危险截面的强度条件为???[?]?2d144?1.3Fs4?1.3?36416此时螺栓小径d1满足d1???35.2mm?[?]??95(2)采用铰制孔螺栓连接，螺栓许用剪应力[?]=28MPaF螺栓剪切强度条件为???[?]?2d244?F4?9.01?103得：d2???20.2mm?[?]??28取安全系数s=2,则许用应力?=?s?120MPa
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第十六章 轴
16-13、已知图16-41中所示直齿轮减速器输出轴在安装齿轮处的直径d?65mm，齿轮轮毂长85mm，齿轮和轴的材料均为45钢。齿轮分度圆直径为d0?300mm，所受圆周力Ft?8000N，载荷有轻微冲击。试选择该处平键的尺寸。如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能传递的转矩T有多大？
解：普通平键的挤压强度条件为F4T?p=??[?p]Adhl45号钢在轻微冲击下的[?p]?100?120MPa,取[?p]?110MPad0.3T?Ft?0?8000??120022F4T4?1200则有：?p=???110?106Adhl0.065hl48002hl??6.71mm0.065?110?106又?l?2.5d?2.5?0.065?162.5mm617?4mm162.5查表6-8可选l=140mm,h=11mm,b=18mm?h?如果轮毂材料为铸铁，则该平键所能承受的最大挤压力为[?p]?=50?60MPa,取[?p]?=60MPa。
则由[?p]?=Tmax4Tmaxdhl得：
dhl11?140?10-6?65?10-3?60?106?[?p]?=?1501.5N?m4416-14、已知一传动轴所传递的功率N?16kW，转速n?720r/min，材料为Q275钢。求该传动轴所需的最小直径。
解：当传动轴传递的功率为N?16kW时，其扭转强度条件为??
T?W?9550?1030.2d3Pn?[?]
9550?1033PP 即：d?3??A30.2?[?]nn其中P?16kW,n?720r/min.A?118?d?118?316?33.18mm72016-15、图16-42所示为一直齿圆柱齿轮减速器输出轴的示意图。有关尺寸如图所示。轴承宽度为20mm；齿轮宽度为50mm，分度圆直径为20mm，传递的功率为N?5.5kW，转速n?300r/min。试按弯扭合
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成强度计算轴的直径并绘出轴的结构图。
解：（1）作计算简图并求支反力P9549?5.5T=9549??175.065N?mn300
2000T2000?175.065圆周力Ft???17507Nd20径向力Fr?Fttan??17505?tan20??6372NFt A C Fr B T=125.005
FAx FAy
FBx FBy
?MA?0Ft?8753.5N2
FrFAy?FBy??3186N2FAx?FBx?
Mc?Mcmax2?(?T)2?8746N?m 10Mc310?8746?d?3??50mm[?]65?106
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