气缸盖螺栓组联接的设计讲义.doc

Hefei University 项目设计 PROJECT 题目： 气缸盖螺栓组联接的设计 系别： 机械工程系 专业： 机械设计制造及自动化 学制： 四年 姓名： 胡慧 学号： 1306011034 导师： 王学军 2015年 10月27日 目录 第 1 章 气缸盖螺栓组联接的设计 1 1.1. 设计题目 1 1.2. 设计数据 1 1.3. 设计要求 1 1.4. 作业目的 1 第 2 章 气缸盖螺栓组联接的设计与计算 3 2.1. 螺栓组联接类型的选择 3 2.2. 单个螺栓的设计 3 设计小结 4 参考文献 5 附件 图纸 6 气缸盖螺栓组联接的设计 设计题目 如图1-1所示为一气缸盖螺栓组结构简图，气缸盖与气缸用Z个直径为d（mm）的螺栓联接，缸盖与缸体均为钢制，气缸内工作压力为p（MPa），气缸内径为D（mm），壁厚δ=20mm，气缸盖厚度C=25mm，气缸体凸缘厚度e=25mm，方案参数见下表。为避免气缸漏气，螺栓间距t0不能太大，可参考教材确定。 图 1-1气缸盖螺栓组结构简图 设计数据 表 1设计数据 气缸内径D（mm） 工作压力p（MPa） 130 1.5 设计要求 设计说明书一份，主要包括：螺栓布置和螺栓直径计算等。 绘出螺栓联接结构图。 作业目的 利用课堂所学的基本知识设计螺栓连接。 掌握螺栓连接的设计步骤 运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装配工艺等方面的问题。 熟悉有关设计资料，学会查阅手册和运用国家标准。 气缸盖螺栓组联接的设计与计算 螺栓组联接类型的选择 考虑到联接结合面的几何形状和螺栓的布置形式要满足各螺栓和结合面间受力均匀，便与加工装配，由于气缸与汽缸盖均是圆形结构和对气密性的要求，故采用图示结合面的几何形状和螺栓的布置形式。 单个螺栓的设计 由气缸内径D=130mm,工作压力P=1.5MP可知，汽缸盖所受的作用力Q=p*π*（D^2）/4 即∑F=19 909.84N 设计螺栓个数 z=8,由于受轴向工作载荷，所以分配到每个螺栓上的工作载荷 F=Q/z 即F=2 488.73N 联接结合面时已有预紧力F′，当受工作载荷作用是，螺栓所受拉力增至F0 ，其拉伸变形增加，被联接件所受压力由原来的F′减小到F″，由螺栓的静力平衡条件，可得F0=F+F″。由于气缸的气密性要求较高，所以取参考值F″=1.8F， 即Ｆ″＝4 479.71N。所以F0=F+F″=6 968.44N 。 查表5-1 选用8.8 级螺栓其σs=640MP。根据表5-3，初估计直径为d1=16mm, 取 S=5，得螺栓的许用应力为[σ ]=σ/S=640/5=128MP。由式（2.25）得 d1= （4*1.3*F0/(π *[σ ] )）^1/2 即d1=0.95mm (查表GB/T5782－2000 可选M10 的 螺栓，再由机械设计课程设计手册表3-30 扳手空间E=K=13mm 可设计出气缸盖的基本尺寸 a=D+4*K+2* δ =130+4*13+2*20=222 mm b=a －2*K=222 － 2*13=196 mm 设计小结 通过这次气缸盖的设计，我进一步地熟悉了螺纹连接的基本类型和标 准螺纹连接件、螺纹连接的预紧、单个螺栓连接的强度计算、螺栓组连接设计及有关螺纹查表作图知识的原理及应用。在完成这次大作业的过程中我发现了自己许多的问题。新的知识没能很好的理解，以前学到的知识也遗忘得差不多了，特别是 UG 作图这块，大致的知道作图的操作步骤，但是一些步骤的顺序和操作的记忆已经模糊不清，为了完成作图，又把原来的 UG 教材拿来看了半天，最终才勉强完成。大作业和以前的作业不同了，综合性更高并且综合的多门学科的知识，做这样的作业我们得到了很好的锻炼，也使我们意识到机械设计这门学科的重要性。 参考文献 邱宣怀，机械设计【M】.4版.北京：高等教育出版社，1997 许尚贤 机械零部件的现代设计方法【M】.北京：高等教育出版社，1994 鲁明山，刘丽春，缪群华. 机械设计学【M】.北京：北京航空航天大学出版社，1995 附件 图纸 i 机械设计II 项目设计 机械设计课程设计 3 机械设计II 项目设计 5