联接件的剪切与挤压精选文档.ppt
联接件的剪切与挤压联接件的剪切与挤压本讲稿第一页，共二十二页主要内容主要内容剪切与挤压的概念剪切与挤压的概念剪切与挤压的工程实用计算剪切与挤压的工程实用计算联接件的剪切与挤压强度计算算例联接件的剪切与挤压强度计算算例本讲稿第二页，共二十二页剪切与挤压的概念剪切与挤压的概念剪切变形剪切变形当杆件受到一对大小相等、方当杆件受到一对大小相等、方向相反、作用线很接近的横向向相反、作用线很接近的横向力（即垂直于杆轴方向的力）力（即垂直于杆轴方向的力）作用时，两力间的截面将沿着作用时，两力间的截面将沿着力的作用线方向发生相对的错力的作用线方向发生相对的错动。动。联接件联接件在构件连接处起连接作用的部件，称为联接件。例如：在构件连接处起连接作用的部件，称为联接件。例如：螺栓、铆钉、销钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的螺栓、铆钉、销钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。作用。本讲稿第三页，共二十二页FFFF螺栓螺栓铆钉铆钉无间隙无间隙连接件连接件m轴轴键键齿轮齿轮本讲稿第四页，共二十二页剪切面：剪切面：发生相对错动的截面。发生相对错动的截面。单剪：单剪：构件上只有一个剪切面。构件上只有一个剪切面。双剪：双剪：构件上同时存在两个剪切面。构件上同时存在两个剪切面。挤压变形：挤压变形：联接件与被联接件在相互接触表面上联接件与被联接件在相互接触表面上发生的局部受压现象。发生的局部受压现象。挤压（接触）面挤压（接触）面本讲稿第五页，共二十二页剪切与挤压的工程实用计算剪切与挤压的工程实用计算实实用用计计算算方方法法：根据构件的破坏可能性，采用能反映受力基本特征，并简化计算的假设，计算其名义应力，然后根据直接试验的结果，确定其相应的许用应力，以进行强度计算。适用适用：构件体积不大，真实应力相当复杂情况，如联接件等。实用计算假设：实用计算假设：假设切应力在整个剪切面上均匀分布，等于剪切面上的平均 应力。假设挤压应力在计算挤压面上均匀分布，等于计算挤压面上 的平均应力。本讲稿第六页，共二十二页剪切的实用计算剪切的实用计算FPFPFPFPmmt tmmFPFP剪切面剪切面剪力剪力假设剪切面上切应力均匀分布。mmFSFPFP本讲稿第七页，共二十二页强度条件强度条件剪切强度极限剪切强度极限许用切应力许用切应力剪切破坏实验确定剪切破坏实验确定剪切实用计算的强度条件剪切实用计算的强度条件对于钢材对于钢材本讲稿第八页，共二十二页挤压的实用计算挤压的实用计算总挤压力总挤压力计算挤压面计算挤压面面积面积假设挤压应力在计算挤压面上均匀分布。假设挤压应力在计算挤压面上均匀分布。挤压接触面挤压接触面名义挤压应力名义挤压应力本讲稿第九页，共二十二页强度条件强度条件许用挤压应力许用挤压应力挤压强度条件挤压强度条件对于钢材对于钢材*当联接件与被联接件材料不同时，应对许用挤压应力较低的当联接件与被联接件材料不同时，应对许用挤压应力较低的 构件进行挤压强度计算。构件进行挤压强度计算。本讲稿第十页，共二十二页练习练习 木榫接头如图所示，木榫接头如图所示，a=b=12cm，h=35cm，c=4.5cm,FP=40KN，试求接头的切应力和挤压应力。，试求接头的切应力和挤压应力。解解：受力分析受力分析 切切应力和挤压应力应力和挤压应力FPFPFPFPbachFPFP剪切剪切挤压挤压本讲稿第十一页，共二十二页联接件的剪切与挤压强度计算算例联接件的剪切与挤压强度计算算例例例15-1 齿轮传动轴，直径齿轮传动轴，直径d=50mm，通过平键将转矩，通过平键将转矩m=720 Nm传传递给齿轮。已知平键键宽递给齿轮。已知平键键宽b=16mm，键高，键高h=10mm，键长，键长l=45mm，键材，键材料的许用切应力料的许用切应力=110MPa，许用挤压应力，许用挤压应力bs=250MPa。试校核平键。试校核平键的强度。的强度。本讲稿第十二页，共二十二页db解：解：mmmFPh/2bl（1 1）剪切强度校核）剪切强度校核剪力剪力FSFP切应力切应力t t满足剪切强度条件满足剪切强度条件本讲稿第十三页，共二十二页（2）挤压强度校核）挤压强度校核dbmFPFPc挤压接触面挤压接触面FPbh/2l挤压力挤压力挤压应力挤压应力满足挤压强度条件满足挤压强度条件可见，该平键是安全的。可见，该平键是安全的。本讲稿第十四页，共二十二页例例15-2 铆钉接头承受拉力铆钉接头承受拉力F 作用，板厚作用，板厚=2mm，板宽，板宽b=15mm，铆钉直，铆钉直径径d=4mm；铆钉和钢板材料相同，许用切应力；铆钉和钢板材料相同，许用切应力=100 MPa,许用挤压应力许用挤压应力bs=300MPa,许用拉应力许用拉应力=160MPa 。试确定拉力试确定拉力F 的许可值。的许可值。铆接接头的破坏形式：铆接接头的破坏形式：铆钉沿横截面铆钉沿横截面1-1被剪断；被剪断；铆钉与钢板孔壁产生挤压破坏；铆钉与钢板孔壁产生挤压破坏；钢板沿截面钢板沿截面2-2 被拉断；被拉断；钢板沿截面钢板沿截面3-3被剪断。被剪断。当边距足够大，钢板被剪断的破坏通常可以避免。本讲稿第十五页，共二十二页解：解：（1 1）铆钉的剪切强度分析）铆钉的剪切强度分析剪力剪力切应力切应力（2）铆钉及钢板的挤压强度分析）铆钉及钢板的挤压强度分析（3）钢板的拉伸强度分析）钢板的拉伸强度分析挤压挤压力力名义挤压名义挤压应力应力拉力拉力最大拉应力最大拉应力综上，许可拉力综上，许可拉力本讲稿第十六页，共二十二页例例15-3 搭接铆接件所受拉力搭接铆接件所受拉力FP=100kN，试校核该铆接头的强度。已知板，试校核该铆接头的强度。已知板厚厚=10mm，板宽，板宽b=100mm，铆钉直径，铆钉直径d=16mm；钢板和铆钉的材料相同，；钢板和铆钉的材料相同，其许用拉应力其许用拉应力=170MPa,许用切应力许用切应力=140 MPa,许用挤压应力许用挤压应力bs=200MPa。bFPFPdddFPFP解：解：受力分析受力分析 外力作用线通过铆钉组外力作用线通过铆钉组横截面的形心，且各铆横截面的形心，且各铆钉的材料和直径均相同，钉的材料和直径均相同，可假设每个铆钉受力相可假设每个铆钉受力相等。等。FPiFP/4FPFP/4本讲稿第十七页，共二十二页（1 1）各铆钉的剪切强度校核）各铆钉的剪切强度校核剪力剪力切应力切应力（2）铆钉及钢板的挤压强度）铆钉及钢板的挤压强度校核校核挤压挤压力力名义挤压名义挤压应力应力铆钉铆钉满足剪切强度条件满足剪切强度条件铆钉及钢板满足挤压强度条件铆钉及钢板满足挤压强度条件dddFPFPFPFP/4本讲稿第十八页，共二十二页（3）钢板的拉伸强度）钢板的拉伸强度校核校核受力受力综上，整个搭接接头是安全的。综上，整个搭接接头是安全的。FP33 2211FP/4FP轴力轴力钢板满足拉伸强度条件钢板满足拉伸强度条件本讲稿第十九页，共二十二页例例15-4 托架受力如图，试分析：托架受力如图，试分析：（）已知控制杆（）已知控制杆AB由钢制成，拉伸许用应力由钢制成，拉伸许用应力=180MPa，设计杆，设计杆的直径的直径dAB。（）（）C处销钉由钢制成，剪切强度极限处销钉由钢制成，剪切强度极限b=350MPa，安全系数，安全系数nb=3.3，按剪切强度条件设计销钉的直径，按剪切强度条件设计销钉的直径dC。（）已知（）已知C 处支承板材料的许用挤压应力处支承板材料的许用挤压应力bs=300MPa，按挤压强，按挤压强度条件确定支承板的厚度度条件确定支承板的厚度。解：解：受力分析受力分析本讲稿第二十页，共二十二页（1 1）设计设计AB杆的直径杆的直径dAB（2）按剪切强度条件设计销钉的直径）按剪切强度条件设计销钉的直径dC（3）确定支承板的厚度）确定支承板的厚度本讲稿第二十一页，共二十二页第第15章章 152 153 1511本讲稿第二十二页，共二十二页
