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简答题一钢制液压油缸，缸内油压P＝2.5MPa（静载），油缸内径D＝125mm，缸盖由6个M16的螺钉联接在缸体上.螺钉刚度Cb与缸体缸盖的刚度Cm之比为l/4，螺钉材料的性能等级为5.6级，安全系数取S＝1.5，M16螺钉的小径d1=13.835mm。若根据联接的紧密性要求，要求残余预紧力QP′＞1.5F，试分析预紧力QP应控制在什么范围内才能满足此联接的要求？
  • 1.计算单个螺钉的工作拉力F
    油缸盖联接所受的载荷FΣ=ppD2/4，每个螺钉的工作拉力F＝FΣ／6＝p×pD2/4/6＝2.5p（125）2／4/6＝5113.27N
    2.计算允许的螺钉最大总拉力Q
    螺钉材料性能等级为5.6级，ss＝300MPa，许用应力[s]=ss/S＝300/1.5＝200MPa，由强度条件sca＝1.3Q/（pd2/4）≤[s]
    Q≤pd2[s]/4/1.3＝p×13.8352×200/4/1.3＝23127.83N
    3.求预紧力Qp的允许范围
    1）按螺钉强度条件求允许的最大预紧力
    Q=Qp十Cb/（Cb+Cm）F≤23127.83N
    ∴Qp≤23127.83-0.2F＝23127.83-0.2×5113.27=22105.17N
    2）按联接紧密性条件求最小的预紧力，根据联接紧密性要求，QP′≥1.5F
    ∴QP′＝Qp-Cm /（Cb+Cm）F=Qp-0.8F≥1.5F
    即Qp≥1.5F十0.8F＝2.3F＝l1760.52N
    由以上计算结果可知，预紧力Qp应控制为
    11760.52N≤Qp≤22105.17N

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