連接件的實(shí)用計算

材料力學(xué)連接件的實(shí)用計算2023年2月4日一、連接件的概念二、剪切的應(yīng)力分析連接件的實(shí)用計算三、擠壓的應(yīng)力分析四、強(qiáng)度條件的應(yīng)用一、連接件的概念工程中經(jīng)常需要把一些構(gòu)件連接起來，起連接作用的構(gòu)件稱為連接件。1、工程實(shí)例

(1)螺栓連接(2)鉚釘連接FF螺栓FF鉚釘FFm軸鍵齒輪(3)鍵塊連接(4)木榫連接nn（合力）（合力）FF2、受力特點(diǎn)以鉚釘為例

構(gòu)件受兩組大小相等、方向相反、作用線相互很近的平行力系作用。3、變形特點(diǎn)構(gòu)件沿兩組平行力系的交界面發(fā)生相對錯動。4、連接處破壞四種形式:(1)剪切破壞沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯?，如沿n–n面剪斷

。

(2)擠壓破壞鉚釘與鋼板在相互接觸面上因擠壓而使?jié)哼B接松動，發(fā)生破壞。

FnnFS剪切面nn（合力）（合力）FF（4）剪豁(3-3截面）， 邊距大于孔徑2倍可避免（3）拉伸破壞鋼板在受鉚釘孔削弱的截面處，應(yīng)力增大，易在連接處拉斷。mmF剪切面FS1、內(nèi)力計算

FS-

剪力FFmm2、切應(yīng)力式中，F(xiàn)S-剪力A-剪切面的面積二、剪切的應(yīng)力分析3、強(qiáng)度條件[]為材料的許用切應(yīng)力mmF剪切面FFmmn-安全系數(shù)-剪切極限應(yīng)力三、擠壓的應(yīng)力分析1、受力特點(diǎn)在外力的作用下，連接件和被連接件在接觸面上將相互壓緊，這種局部受壓的情況稱為擠壓。2、變形特點(diǎn)在接觸處的局部區(qū)域產(chǎn)生塑性變形或壓潰。（1）螺栓壓扁（2）鋼板在孔緣壓成橢圓3、擠壓破壞的兩種形式FF4、擠壓應(yīng)力FbS

-擠壓力AbS

-擠壓面的面積擠壓現(xiàn)象的實(shí)際受力如圖所示.當(dāng)接觸面為圓柱面時,擠壓面積AbS為實(shí)際接觸面在直徑平面上的投影面積

dh實(shí)際接觸面直徑投影面5、擠壓面的面積計算當(dāng)接觸面為平面時,AbS

為實(shí)際接觸面面積.四、強(qiáng)度條件的應(yīng)用1、校核強(qiáng)度2、設(shè)計截面3、求許可載荷4、破壞條件解：(1)鍵的受力分析如圖

例題1

齒輪與軸由平鍵連接,已知軸的直徑d=70mm，

鍵的尺寸為b×h×L=20×12×100mm，傳遞的扭轉(zhuǎn)力偶矩Me=2kN.m，鍵的許用切應(yīng)力為[]=60MPa，許用擠壓應(yīng)力為[bs]=100MPa.試校核鍵的強(qiáng)度。

bhlMedFMeh綜上，鍵滿足強(qiáng)度要求。(2)校核剪切強(qiáng)度(3)校核擠壓強(qiáng)度MedFbhlA

例題2一銷釘連接如圖所示，已知外力

F=18kN,被連接的構(gòu)件A

和B

的厚度分別為t=8mm和t1=5mm,銷釘直徑d=15mm,銷釘材料的許用切應(yīng)力為

[]=60MPa,許用擠壓應(yīng)力為[bS]=200MPa。試校核銷釘?shù)膹?qiáng)度。t1FFAtt1Bdt1FFAtt1Bd解:(1)銷釘受力如圖b所示dF剪切面擠壓面dF擠壓面FFSFS(2)校核剪切強(qiáng)度由截面法得兩個面上的剪力剪切面積為(3)擠壓強(qiáng)度校核這兩部分的擠壓力相等，故應(yīng)取長度為t的中間段進(jìn)行擠壓強(qiáng)度校核.故銷釘是安全的。剪切面DdhF(1)銷釘?shù)募羟忻婷娣eA(2)銷釘?shù)臄D壓面面積AbS

思考題1擠壓面DdhF擠壓面剪切面hdFFFFabh

木榫接頭如圖所示，試分析剪切面和擠壓面

。剪切面擠壓面剪切面面積：解：擠壓面面積：思考題2

例題3沖床的最大沖壓力F=400kN，沖頭材料的許用壓應(yīng)力[]=440MPa，鋼板的剪切強(qiáng)度極限u=360MPa，試求沖頭能沖剪的最小孔徑d和最大的鋼板厚度.沖頭d鋼板沖模FF解(1)沖頭為軸向壓縮變形d=34mm沖頭d鋼板沖模F剪切面FF解(2)由鋼板的剪切破壞條件δ=10.4mm沖頭d鋼板沖模F剪切面F例題4一鉚釘接頭用四個鉚釘連接兩塊鋼板.鋼板與鉚釘材料相同.鉚釘直徑d=16mm，鋼板的尺寸為b=100mm，t=10mm，F(xiàn)=90kN，鉚釘?shù)脑S用應(yīng)力是[]=120MPa，[bS]=120MPa，鋼板的許用拉應(yīng)力[]=160MPa.試校核鉚釘接頭的強(qiáng)度.FFttFFbFFtt(1)校核鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度每個鉚釘受力為F/4每個鉚釘受剪面上的剪力為FFbF/4F/4剪切面(2)校核鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度每個