(11.7)--第八章 连接件的剪切与挤压.pdf

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1、1、分析剪刀剪纸时被剪的纸发生了什么变、分析剪刀剪纸时被剪的纸发生了什么变形？并分析剪刀中销钉的受力与变形形？并分析剪刀中销钉的受力与变形4、用二个铆钉将等边角钢铆接在墙上、用二个铆钉将等边角钢铆接在墙上构成支托，分析铆钉的受力与变形。构成支托，分析铆钉的受力与变形。P分析讨论分析讨论2、分析生吃一整根黄瓜时，黄瓜的受力与变形。、分析生吃一整根黄瓜时，黄瓜的受力与变形。3、刀削土豆皮时、刀削土豆皮时,分析土豆的受力与变形。分析土豆的受力与变形。连接件：连接件：在构件连接处起连接作用的部件；在构件连接处起连接作用的部件；发生发生与轴向拉压不同的变形，与轴向拉压不同的变形，是杆件的基本变形之一；是

2、杆件的基本变形之一；工程中常见的连接件工程中常见的连接件(1)销钉连接销钉连接Q基本概念和实例基本概念和实例(2)铆钉连接铆钉连接PP可传递一般可传递一般 力，不可拆卸。力，不可拆卸。PP（3）螺栓连接）螺栓连接可传递一般可传递一般 力，可拆卸。力，可拆卸。（4）键连接）键连接传递力矩。传递力矩。剪板机剪板机工程实例工程实例实例实例2：两块钢板的铆钉连接：两块钢板的铆钉连接连接两块钢板的铆钉受力连接两块钢板的铆钉受力铆钉的变形铆钉的变形连接件受力分析连接件受力分析受力特点：受力特点：且且相距很近相距很近的平行力系的作用。的平行力系的作用。作用线作用线垂直于垂直于杆的轴线杆的轴线,并且相互并且相

3、互平行平行,FF变形特点：变形特点：沿两组平行力系的沿两组平行力系的交界面交界面剪切面：剪切面：单剪：单剪：发生错动的面；发生错动的面；双剪：双剪：nnFF与外力的作用线平行与外力的作用线平行危险面：危险面：发生发生相对错动相对错动。铆钉双剪铆钉双剪分析螺栓的剪切面分析螺栓的剪切面U形连接件中螺栓的受力与变形形连接件中螺栓的受力与变形冲压剪切冲压剪切分析分析B处螺栓的剪切面处螺栓的剪切面FF/2F/2联轴节联轴节分析键的剪切面分析键的剪切面键连接的传动系统键连接的传动系统平键受力平键受力剪切变形的内力剪切变形的内力FS=F与剪切面平行的内力。与剪切面平行的内力。剪力剪力FsSAF/s（1）实际

4、：）实际：切应力在剪切面上均匀分布；切应力在剪切面上均匀分布；（2）假设：）假设：剪切变形的实用计算剪切变形的实用计算切应力并非均匀分布，切应力并非均匀分布，且有正应力。且有正应力。（3）名义切应力）名义切应力AFs剪切强度条件：剪切强度条件：sAF名义许用切应力名义许用切应力2 2、选择截面尺寸、选择截面尺寸;3 3、确定许可载荷；、确定许可载荷；1 1、强度校核；、强度校核；可解决三类问题：可解决三类问题：试件的受力尽量与真实情况接近；试件的受力尽量与真实情况接近；由直接试验结果，测得破坏载荷由直接试验结果，测得破坏载荷，按照名义切应力计算公式，并考虑按照名义切应力计算公式，并考虑安全系数

5、安全系数MPa300b冲头冲头t钢板钢板冲模冲模例例1 图示冲床的最大冲压力为图示冲床的最大冲压力为400KN，冲头的直径，冲头的直径d=34mm，试求此冲床所能冲剪钢板的最大厚度，试求此冲床所能冲剪钢板的最大厚度 t。被冲剪钢板的剪切极限被冲剪钢板的剪切极限 应力为应力为FF/2剪切面剪切面dtAt冲孔所需要的条件：冲孔所需要的条件：bSFAb3dt10400MPa300MPat34103400mm4512t.F/2分析钢板的受力分析钢板的受力剪切面剪切面挤压概念及其实用计算挤压概念及其实用计算铆钉在铆钉在接触面接触面上产生变形上产生变形钢板的在接触面处的变形钢板的在接触面处的变形因相互压紧

6、而产生因相互压紧而产生塑性变形塑性变形;挤压变形挤压变形P挤压力：挤压力：（外力）（外力）挤压面上传递的力。挤压面上传递的力。在接触面上相互压紧。在接触面上相互压紧。挤压：挤压：局部接触面，用局部接触面，用 Abs 表示表示;挤压面积：挤压面积：平面平面；圆柱侧面圆柱侧面；PPdtdtAbs挤压面与外载荷垂直；挤压面与外载荷垂直；圆柱侧面在圆柱侧面在直径平面上的投影直径平面上的投影。铆钉的挤压应力分布铆钉的挤压应力分布板孔的挤压应力分布板孔的挤压应力分布在工程中采用在工程中采用实用计算实用计算挤压应力在挤压面上均匀分布挤压应力在挤压面上均匀分布;假设：假设：名义挤压应力。名义挤压应力。bs挤压

7、面上产生何种应力？挤压面上产生何种应力？bsAF铆钉的名义挤压应力铆钉的名义挤压应力3、挤压力挤压力 F是外力，不是内力。是外力，不是内力。1 由直接试验结果，按名义挤压应力计算，并由直接试验结果，按名义挤压应力计算，并考虑了安全系数后得到的。考虑了安全系数后得到的。bscbs)27.1(几点注意几点注意2、试验表明：、试验表明：bsbsbsAF挤压强度条件挤压强度条件 4、材料不同时，、材料不同时，对许用挤压应力较小者对许用挤压应力较小者进行挤压强度校核。进行挤压强度校核。键连接的传动系统键连接的传动系统分析键的剪切面与挤压面分析键的剪切面与挤压面受力分析受力分析MF02dFM键的剪切面与挤

8、压面键的剪切面与挤压面单独取键单独取键MF平键受力平键受力(1)、剪切面：、剪切面：blA SSsAF(3)挤压应力挤压应力(2)、挤压面：、挤压面：2hlAbsbsbsbsAF例例1 1 齿轮与轴由平键（齿轮与轴由平键（bhL=20 12 100）连接，它传递的）连接，它传递的扭矩扭矩m=2KNm，轴的直径，轴的直径d=70mm，键的许用剪应力为，键的许用剪应力为=60M Pa，许用挤压应力为，许用挤压应力为 jy=100M Pa，试校核键的强度。，试校核键的强度。2hmbhL分析键的受力分析键的受力2hmmF0m2dFF校核键的强度校核键的强度FFSbhLFblFSl2hFbsFFLL b

9、MPajy10MPaj1例例2 两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图示。已知拉杆的两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图示。已知拉杆的截面宽度截面宽度 b=25cm，沿顺纹方向承受拉力，沿顺纹方向承受拉力F=50KN，木材的木材的顺纹许用剪应力为顺纹许用剪应力为 ,顺纹许用挤压应力顺纹许用挤压应力为为 。试求接头处所需的尺寸。试求接头处所需的尺寸L和和 。FFLL bblASbF50bs.分析受力分析受力FF/2bAbsbl0.5F接头的强度计算接头的强度计算在铆钉钢板的接头中，有几种可能的破坏？在铆钉钢板的接头中，有几种可能的破坏？PPFF/nF/nF/nF/nFF1F21 铆钉的受力相等。铆钉的

10、受力相等。2 铆钉受力与横截面面积成正比。铆钉受力与横截面面积成正比。(2)若各铆钉的材料相同、直径若各铆钉的材料相同、直径不等，而外力作用线通过钉群截不等，而外力作用线通过钉群截面面 形心，形心，FF/nF/nF/nF/nFF1F2则每一铆钉的受力相等。则每一铆钉的受力相等。(1)、材料相同、直径相、材料相同、直径相等，且外力作用线通等，且外力作用线通过钉群截面形心，过钉群截面形心，则每一铆钉的受力与该铆钉的横则每一铆钉的受力与该铆钉的横截面面积成正比。截面面积成正比。例例1 一铆接头如图所示，受力一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为，已知钢板厚度为 t=1cm，宽度，宽度

11、b=8.5cm，许用应力为，许用应力为 =160M Pa；铆钉的直径；铆钉的直径d=1.6cm，许用剪应力为，许用剪应力为=140M Pa，许用挤压应力为，许用挤压应力为 jy=320M Pa，试校核铆接头的强度。，试校核铆接头的强度。bPPttdPP受力分析受力分析4PFsP/4P/44dA2Q强度计算强度计算 MPa8.136106.114.345.27A4/PAF72QQsjyjyjyjytdPAPMPa9.171106.11411047bPPttdPP钢板的拉伸强度计算钢板的拉伸强度计算 MPa7.15510)6.125.8(41103)2(4372dbtP MPa4.15910)6.

12、15.8(1110)(73dbtP综上，接头安全。综上，接头安全。PP/4bPPttdPPP/43P/4P例例2 2 厚度为厚度为 的主的主钢板用两块钢板用两块厚度为厚度为 的同样的同样材料的盖材料的盖板对接如图示。已知铆钉直径为板对接如图示。已知铆钉直径为d=2cm，钢板的许用拉应，钢板的许用拉应力力 ，钢板和铆钉许用剪应力和许用挤压应力相同，分，钢板和铆钉许用剪应力和许用挤压应力相同，分别为别为 ，。若。若F=250KN，试求，试求（1）每边所需的铆钉个数）每边所需的铆钉个数n；MPaj100MPajy280mmt121mm6t2MPa160（2 2）若铆钉按下图排列，所需主板宽）若铆钉按下图排列，所需主板宽b b为多少？为多少？FFFFb可能造成的破坏：可能造成的破坏：（1）铆钉被剪断；）铆钉被剪断；（2）挤压破坏；）挤压破坏；（3）板被拉断；）板被拉断；（1 1）铆钉剪切计算）铆钉剪切计算412/2sjdnFAF22jdFn98.3（2 2）铆钉的挤压计算）铆钉的挤压计算dtn/FAFjy1jybsjy1jydtFn72.3FFF/2nF/nF/2nsFF/2n因此取因此取 n=4.（3 3）主板拉断的校核。）主板拉断的校核。FF/nF/nF/nF/nII)2(1maxtdbFcm17b FF/25、写出相应强度计算的表达式、写出相应强度计算的表达式hDPd