螺纹连接习题解答
11—1 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上，如图所示。已知接合面间的摩
擦系数f=0.15，螺栓材料为Q235、强
度级别为4.6级，装配时控制预紧力，
试求螺栓组连接允许的最大牵引力。
解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷F R。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷F R。
解题要点：
（1）求预紧力F′：
由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应力：[σ]=σS /S =240/1.35 MPa=178 MPa ，查（GB196—86）M10螺纹小径d
=8.376mm
1
由教材式（11—13）： 1.3F′/（πd21/4）≤[σ] MPa 得：
F′=[σ]πd2
/（4×1.3）=178 ×π×
1
8.3762/5.2 N =7535 N
（2）求牵引力F R：
由式（11—25）得F R=F′fzm/K
=7535×0.15
f
=1.2）
×2×1/1.2N=1883.8 N （取K
f
11—2 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB27—88）连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求：（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩T max。（2）若传递的最大转矩T max不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数K f=1.2）。
解题要点：
（1）计算螺栓组连接允许传递的最大
转矩T max：
该铰制孔用精制螺栓连接所能传递
转矩大小受螺栓剪切强度和配合面
挤压强度的制约。因此，可先按螺栓剪
切强度来计算T max，然后较核配合面挤
压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出T max，取其值小者。本解按第一种方法计算
1）确定铰制孔用螺栓许用应力
由螺栓材料Q235、性能等级 5.6级知：
σs300MPa 被连接件材料HT200 =
σb500MPa、=
=σb 200MPa 。
（a ）确定许用剪应力
查表11—6，螺栓材料为Q235受剪切时S τ=2.5，则
螺栓材料 [τ]=S s τσ/=300/2.5MPa=120MPa
（b ）确定许用挤压应力
查表11—6，螺栓材料为Q235受挤压S p 1=1.25
螺栓材料[σ1p ]=S s /σ=300/1.25MPa=240Mpa 被连接件材料为
HT200（σb =200MPa ）受挤压时S p 2=2～2.5被连接件材料
==S b p /][2σσ200/（2～2.5）MPa=80～100MPa
∵ [σ1p ]＞[σ2p ] ∴ 取[σp ]=[σ2p ]=80MPa
2）按剪切强度计算T max
由式（11—23）知 τ=2T/（ZDm πd 20
/4）≤[τ ]
（查GB27—88得M10的铰制孔用螺栓光杆直径d 0=11mm ）
故 ==4/][320max τπd T Dm 3×340×1×π×112×
120/4N ·mm=11632060.96 N •mm
3）校核螺栓与孔壁配合面间的挤压强度
从式（11—22）)/(0h d F s p =σ可得
式中，h min 为配合面最小接触高度，根据题11—2图结构
][62min 0max p p h Dd T σσ≤=满足挤压强度。,80][47.4125
11340696.116320262min 0max MPa MPa MPa h Dd T p p =<=⨯⨯⨯⨯==σσ
h=h min =（60－35 ）mm=25mm ；
故该螺栓组连接允许传递的最大转矩
T max =11632060.96N ·mm
（2）改为普通螺栓连接，计算螺栓小径d 1 ：
（a ） 计算螺栓所需的预紧力F ‘
按接合面见不发生相对滑移的条件，则有 (Z=6 m=1)
∴ N N fD T K F f 86.85529340
16.0396.116320602.13max
=⨯⨯⨯==' （b ） 计算螺栓小径d 1
设螺栓直径d ≥30mm ，查表11-5（a ）得S=2～1.3
则 [σ]=σs /S=300/（2～1.3）MPa=150～230.77MPa 取
[σ]=150MPa
150
86.855293.14][3.141⨯⨯⨯='⨯≥πσπF d mm=30.721mm 查GB196—81，取M36螺栓（d 1=31.670mm ﹥30.721mm ）
（c ） 确定普通螺栓公称长度l （l=2b+m+s+（0.2～0.3d ）
根据题11－2结构图可知，半联轴器凸缘（螺栓连接处）
厚度b ＝35mm 查GB6170—86，得：螺母GB6170—86
M36，螺母高度m max =31mm 查GB93—87，得：弹簧垫
D
T K m zfF f /2max '
≥
