第八連接件實(shí)用剪切

1、第三章第三章 剪切剪切 一一. .剪切的概念剪切的概念3-1 3-1 剪切的概念及連接件的受力分析剪切的概念及連接件的受力分析 受與軸線垂直的外力作用的桿件相鄰截面有相對(duì)錯(cuò)動(dòng)受與軸線垂直的外力作用的桿件相鄰截面有相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的趨勢，這種受力形式稱為剪切。的趨勢，這種受力形式稱為剪切。剪切面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)剪切面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)二二. . 連接件的類型連接件的類型1.1.鉚（銷）釘連接鉚（銷）釘連接2tttFFD0dm2.2.螺栓連接螺栓連接3.3.鍵連接鍵連接4. 4. 隼齒連接隼齒連接5.5.焊接焊接6.6.粘結(jié)粘結(jié)三三. . 接頭的受力分析接頭的受力分析1.1.鉚釘鉚釘?shù)氖芰Ψ治龅氖芰Ψ治?反向力的分

2、界面為反向力的分界面為剪切面，受分布在面剪切面，受分布在面內(nèi)的切應(yīng)力作用內(nèi)的切應(yīng)力作用2.2.板接頭處的受力分析板接頭處的受力分析（1 1）板和鉚釘間在接觸面上有擠壓力作用）板和鉚釘間在接觸面上有擠壓力作用（2 2）板在釘孔處受到孔的削弱應(yīng)力增大，還出現(xiàn)）板在釘孔處受到孔的削弱應(yīng)力增大，還出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象應(yīng)力集中現(xiàn)象一、實(shí)用計(jì)算概念一、實(shí)用計(jì)算概念3-2 鉚接頭的強(qiáng)度計(jì)算鉚接頭的強(qiáng)度計(jì)算1.1.建立實(shí)用計(jì)算的必要性建立實(shí)用計(jì)算的必要性（1 1）受力體尺寸太小，各點(diǎn)受力大小與外力作用方）受力體尺寸太小，各點(diǎn)受力大小與外力作用方式關(guān)系極大，而外力作用的細(xì)節(jié)無法確知，理論分式關(guān)系極大，而外力作用的細(xì)

3、節(jié)無法確知，理論分析無法實(shí)現(xiàn)。析無法實(shí)現(xiàn)。（2 2）計(jì)算簡圖與實(shí)際工作條件相差懸殊，理論分析）計(jì)算簡圖與實(shí)際工作條件相差懸殊，理論分析結(jié)果與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)，所以理論分析意義不大。結(jié)果與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)，所以理論分析意義不大。2. 2. 實(shí)用強(qiáng)度計(jì)算實(shí)用強(qiáng)度計(jì)算（1 1）工作應(yīng)力：用平均應(yīng)力作為工作應(yīng)力，又稱）工作應(yīng)力：用平均應(yīng)力作為工作應(yīng)力，又稱為名義應(yīng)力；為名義應(yīng)力；（2 2）允許應(yīng)力：用與連接件實(shí)際受力方式相同的實(shí)）允許應(yīng)力：用與連接件實(shí)際受力方式相同的實(shí)驗(yàn)（模擬實(shí)驗(yàn)）測定材料的極限承載能力，用相同的驗(yàn)（模擬實(shí)驗(yàn)）測定材料的極限承載能力，用相同的名義應(yīng)力求得允許應(yīng)力；名義應(yīng)力求得允許應(yīng)力；AFs

4、=A A剪切面積剪切面積切應(yīng)力在剪切面上的分布情況比較復(fù)雜，在工程上切應(yīng)力在剪切面上的分布情況比較復(fù)雜，在工程上假設(shè)切應(yīng)力在剪切面上均勻分布。據(jù)此算出的平均假設(shè)切應(yīng)力在剪切面上均勻分布。據(jù)此算出的平均切應(yīng)力稱為名義切應(yīng)力。切應(yīng)力稱為名義切應(yīng)力。二、剪切的實(shí)用計(jì)算二、剪切的實(shí)用計(jì)算（3 3）強(qiáng)度條件：把名義應(yīng)力和與之相應(yīng)的與）強(qiáng)度條件：把名義應(yīng)力和與之相應(yīng)的與“允許允許應(yīng)力應(yīng)力“比較，建立經(jīng)驗(yàn)性的強(qiáng)度條件。比較，建立經(jīng)驗(yàn)性的強(qiáng)度條件。 許用切應(yīng)力許用切應(yīng)力 可可以從有關(guān)設(shè)計(jì)手冊以從有關(guān)設(shè)計(jì)手冊中查得，或通過材中查得，或通過材料剪切實(shí)驗(yàn)來確定料剪切實(shí)驗(yàn)來確定=AFs切應(yīng)力強(qiáng)度條件：切應(yīng)力強(qiáng)度條件：

5、三三. . 擠壓的實(shí)用計(jì)算擠壓的實(shí)用計(jì)算假設(shè)擠壓應(yīng)力在擠壓計(jì)算面積上均勻分布假設(shè)擠壓應(yīng)力在擠壓計(jì)算面積上均勻分布bsbsbs=AF當(dāng)擠壓面為平面時(shí)，當(dāng)擠壓面為平面時(shí)，A Absbs等于該等于該平面的面積平面的面積當(dāng)擠壓面為圓柱面當(dāng)擠壓面為圓柱面時(shí)：時(shí)：A Absbs等于此圓柱面在直徑面上等于此圓柱面在直徑面上的投影面積，即的投影面積，即dtAbs擠壓強(qiáng)度條件擠壓強(qiáng)度條件：=bsbsbsbsAF可由試驗(yàn)確定，亦可查有關(guān)手冊可由試驗(yàn)確定，亦可查有關(guān)手冊bs例題例題3-23-2平鍵連接平鍵連接 圖示齒輪用平鍵與軸連接，圖示齒輪用平鍵與軸連接，已知軸的直徑已知軸的直徑d=70mmd=70mm，鍵的尺寸

6、，鍵的尺寸為為 ，傳遞的扭轉(zhuǎn)力偶矩傳遞的扭轉(zhuǎn)力偶矩M Me e=2kN=2kNm m，鍵，鍵的許用應(yīng)力的許用應(yīng)力 =60MPa=60MPa， = = 100MPa100MPa。試校核鍵的強(qiáng)度。試校核鍵的強(qiáng)度。mmlhb1001220bsOF FdMen nhb(a)(a)FSMennO(b)(b)0.5h0.5hbsbsbsAFFSnnb bl(c)(c)h/2bldOFSnnFsFbsFMennOMeblAdMFSekN1 .57/2S MPa6 .28SSblFAFS校核鍵的剪切強(qiáng)度：校核鍵的剪切強(qiáng)度：kN157S.FFbs bsbsbsbsbshlFAFMPa2 .952/ )(/2bs

7、hlA 校核鍵的擠壓強(qiáng)度：校核鍵的擠壓強(qiáng)度：例例3-1 圖示軸與齒輪的平鍵聯(lián)接。已知軸直徑圖示軸與齒輪的平鍵聯(lián)接。已知軸直徑d=70mm，鍵，鍵的尺寸為的尺寸為bhl=2012100mm，傳遞的力偶矩，傳遞的力偶矩Me=2kNm，鍵的許用應(yīng)力，鍵的許用應(yīng)力 =60MPa， bs=100MPa。試校。試校核鍵的強(qiáng)度核鍵的強(qiáng)度。強(qiáng)度滿足要求強(qiáng)度滿足要求例例3-2 電瓶車掛鉤由插銷聯(lián)接，如圖示。插銷材料為電瓶車掛鉤由插銷聯(lián)接，如圖示。插銷材料為2020鋼，鋼，=30MPa，bs100MPa，直徑直徑d=20mm。掛鉤及被聯(lián)接的板件掛鉤及被聯(lián)接的板件的厚度分別為的厚度分別為t=8mm和和1.5t=12

8、mm。牽引力牽引力F=15kN。試校核插銷的試校核插銷的強(qiáng)度。強(qiáng)度。 22 AFS MPa9 .231020210154242332SdFAFbs333bsbsbsMPa5 .621020101210155 . 1dtFAFbsbsbsbsAF例例3-3 3-3 如圖所示沖床，如圖所示沖床，F(xiàn) Fmaxmax=400kN=400kN，沖頭，沖頭 400MPa400MPa，沖剪鋼板，沖剪鋼板u u=360 MPa=360 MPa，設(shè)計(jì)沖頭的最小直徑值及鋼板厚度最大值。，設(shè)計(jì)沖頭的最小直徑值及鋼板厚度最大值。 解解(1)(1)按沖頭的擠壓強(qiáng)度計(jì)算按沖頭的擠壓強(qiáng)度計(jì)算d d ，得由AFN FFdAN

9、24 cmFd4 . 34(2)(2)按鋼板剪切強(qiáng)度計(jì)算按鋼板剪切強(qiáng)度計(jì)算t tuAFsuFdtAcmdFtu04. 1例題例題3-4圖示鉚釘接頭，板和鉚釘材料相同，圖示鉚釘接頭，板和鉚釘材料相同， =80MPa， bs=200MPa, , =120MPa。試校核此接頭的強(qiáng)度。試校核此接頭的強(qiáng)度。 1. 鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度解：解：應(yīng)全面考慮接頭的強(qiáng)度。應(yīng)全面考慮接頭的強(qiáng)度。kN 5 .174SFF22Smm 254418AMPa8 .68 Pa10254105 .1763SSAF1010F=70 kNF18F FFF80F131232F4_F4F4_F4_2. 鉚釘和鋼板的擠壓強(qiáng)度鉚

10、釘和鋼板的擠壓強(qiáng)度kN 5 .174bs FF2bsmm 1801810 APa10180105 .1763bsbsbs AF MPa 2 .97bs 1010F =70 kNF18F FFF80F131232F4F4F4_3. 鋼板的拉伸強(qiáng)度鋼板的拉伸強(qiáng)度 需對(duì)截面需對(duì)截面1- -1和和2- -2校核校核, N1FF, 43N2FF4N3FF 21mm 620101880 A 22mm 4401018280 AMPa 11311N1 AF MPa 11922N2 AF 2max 接頭安全接頭安全1010F=70 kNF18F FFF80F131232F4_F4F4_F4_例題例題3-4 圖示接頭，受軸向力圖示接頭，受軸向力F F 作用。已知作用。已知F F=50kN=50kN，b b=150mm=150mm，=10mm=10mm，d d=17mm=17mm，a=80mm=80mm， =160MPa=160MPa， =120MPa=120MPa， bsbs=320MPa=320MPa，鉚釘和板的材料相同，試校核其強(qiáng)度。，鉚釘和板的材料相同，試校核其強(qiáng)度。 MPa1 .43101 .4301. 0)017. 0215. 0(1050)2