第八連接件實用剪切

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錯動受與軸線垂直的外力作用的桿件相鄰截面有相對錯動的趨勢，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)生相對錯動剪切面發(fā)生相對錯動二二. . 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、實用計算概念一、實用計算概念3-2 鉚接頭的強度計算鉚接頭的強度計算1.1.建立實用計算的必要性建立實用計算的必要性（1 1）受力體尺寸太小，各點受力大小與外力作用方）受力體尺寸太小，各點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，理論分析無法實現(xiàn)。析無法實現(xiàn)。（2 2）計算簡圖與實際工作條件相差懸殊，理論分析）計算簡圖與實際工作條件相差懸殊，理論分析結(jié)果與實際相差甚遠，所以理論分析意義不大。結(jié)果與實際相差甚遠，所以理論分析意義不大。2. 2. 實用強度計算實用強度計算（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：用與連接件實際受力方式相同的實）允許應(yīng)力：用與連接件實際受力方式相同的實驗（模擬實驗）測定材料的極限承載能力，用相同的驗（模擬實驗）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、剪切的實用計算二、剪切的實用計算（3 3）強度條件：把名義應(yīng)力和與之相應(yīng)的與）強度條件：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)驗性的強度條件。比較，建立經(jīng)驗性的強度條件。 許用切應(yīng)力許用切應(yīng)力 可可以從有關(guān)設(shè)計手冊以從有關(guān)設(shè)計手冊中查得，或通過材中查得，或通過材料剪切實驗來確定料剪切實驗來確定=AFs切應(yīng)力強度條件：切應(yīng)力強度條件：

5、三三. . 擠壓的實用計算擠壓的實用計算假設(shè)擠壓應(yīng)力在擠壓計算面積上均勻分布假設(shè)擠壓應(yīng)力在擠壓計算面積上均勻分布bsbsbs=AF當(dāng)擠壓面為平面時，當(dāng)擠壓面為平面時，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：時：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擠壓強度條件擠壓強度條件：=bsbsbsbsAF可由試驗確定，亦可查有關(guān)手冊可由試驗確定，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。試校核鍵的強度。試校核鍵的強度。mmlhb1001220bsOF FdMen nhb(a)(a)FSMennO(b)(b)0.5h0.5hbsbsbsAFFSnnb bl(c)(c)h/2bldOFSnnFsFbsFMennOMeblAdMFSekN1 .57/2S MPa6 .28SSblFAFS校核鍵的剪切強度：校核鍵的剪切強度：kN157S.FFbs bsbsbsbsbshlFAFMPa2 .952/ )(/2bs

7、hlA 校核鍵的擠壓強度：校核鍵的擠壓強度：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。試校核鍵的強度核鍵的強度。強度滿足要求強度滿足要求例例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度。強度。 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)計沖頭的最小直徑值及鋼板厚度最大值。，設(shè)計沖頭的最小直徑值及鋼板厚度最大值。 解解(1)(1)按沖頭的擠壓強度計算按沖頭的擠壓強度計算d d ，得由AFN FFdAN

9、24 cmFd4 . 34(2)(2)按鋼板剪切強度計算按鋼板剪切強度計算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。試校核此接頭的強度。試校核此接頭的強度。 1. 鉚釘?shù)募羟袕姸茹T釘?shù)募羟袕姸冉猓航猓簯?yīng)全面考慮接頭的強度。應(yīng)全面考慮接頭的強度。kN 5 .174SFF22Smm 254418AMPa8 .68 Pa10254105 .1763SSAF1010F=70 kNF18F FFF80F131232F4_F4F4_F4_2. 鉚釘和鋼板的擠壓強度鉚

10、釘和鋼板的擠壓強度kN 5 .174bs FF2bsmm 1801810 APa10180105 .1763bsbsbs AF MPa 2 .97bs 1010F =70 kNF18F FFF80F131232F4F4F4_3. 鋼板的拉伸強度鋼板的拉伸強度 需對截面需對截面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，試校核其強度。，鉚釘和板的材料相同，試校核其強度。 MPa1 .43101 .4301. 0)017. 0215. 0(1050)2