連接件的實用計算

1、材 料 力 學(xué) 電 子 教 案材料力學(xué)連接件的實用計算連接件的實用計算材 料 力 學(xué) 電 子 教 案連接件的實用計算連接件的實用計算材 料 力 學(xué) 電 子 教 案一、連接件的概念一、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 1、工程實例、工程實例 FF螺栓螺栓FF鉚釘鉚釘FF材 料 力 學(xué) 電 子 教 案m軸軸鍵鍵齒輪齒輪(3) 鍵塊連接鍵塊連接(4)(4)木榫連接木榫連接材 料 力 學(xué) 電 子 教 案nn（合力）（合力）（合力）（合力）FF2 2、受力特點、受力特點以鉚釘為例以鉚釘為例 構(gòu)件受兩組大小相等、方向相構(gòu)件受兩組大小相等、方向相反、作用線相互

2、很近的平行力系反、作用線相互很近的平行力系作用。作用。3 3、變形特點、變形特點 構(gòu)件沿兩組平行力系的交界面發(fā)生相構(gòu)件沿兩組平行力系的交界面發(fā)生相對錯動。對錯動。材 料 力 學(xué) 電 子 教 案4 4、連接處破壞四種形式、連接處破壞四種形式: : (1)剪切破壞剪切破壞 沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯?，如沿鉚釘?shù)募羟忻婕魯啵?沿沿n n面剪斷面剪斷 。 (2)擠壓破壞擠壓破壞 鉚釘與鋼板在相互接觸面鉚釘與鋼板在相互接觸面 上因擠壓而使?jié)哼B接松動，上因擠壓而使?jié)哼B接松動， 發(fā)生破壞。發(fā)生破壞。 剪切面剪切面nn（合力）（合力）（合力）（合力）FF材 料 力 學(xué) 電 子 教 案（4）剪豁）剪豁(3-3截面

3、），截面），邊距大于孔徑邊距大于孔徑2倍可避免倍可避免Fb2233 （3）拉伸破壞）拉伸破壞 鋼板在受鉚釘孔削弱的截面處，應(yīng)力增大，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。易在連接處拉斷。 材 料 力 學(xué) 電 子 教 案mmF剪切面剪切面FS1 1、內(nèi)力計算、內(nèi)力計算 FS - 剪力剪力FFmm0 00 0 FFFSxFFS 2 2、切應(yīng)力、切應(yīng)力AFS 式中，式中， FS - 剪力剪力A-剪切面的面積剪切面的面積二、剪切的應(yīng)力分析二、剪切的應(yīng)力分析材 料 力 學(xué) 電 子 教 案3 3、強度條件、強度條件 為材料的許用切應(yīng)力為材料的許用切應(yīng)力mmF剪切面剪切面FFmm AFSnu

4、 n - 安全系數(shù)安全系數(shù)- 剪切極限剪切極限應(yīng)力應(yīng)力u 材 料 力 學(xué) 電 子 教 案三、擠壓的應(yīng)力分析三、擠壓的應(yīng)力分析1 1、受力特點、受力特點 在外力的作用下，連接件和被在外力的作用下，連接件和被連接件在接觸面上將相互壓緊，這連接件在接觸面上將相互壓緊，這種局部受壓的情況稱為種局部受壓的情況稱為擠壓擠壓。2 2、變形特點、變形特點 在接觸處的局部區(qū)域產(chǎn)生塑性在接觸處的局部區(qū)域產(chǎn)生塑性變形或壓潰。變形或壓潰。材 料 力 學(xué) 電 子 教 案（1 1）螺栓壓扁）螺栓壓扁（2 2）鋼板在孔緣壓成橢圓）鋼板在孔緣壓成橢圓3 3、擠壓破壞的兩種形式、擠壓破壞的兩種形式FF4 4、擠壓應(yīng)力、擠壓應(yīng)力

5、AFbsbs FbS -擠壓力擠壓力AbS -擠壓面的面積擠壓面的面積材 料 力 學(xué) 電 子 教 案擠壓現(xiàn)象的實際受力如圖擠壓現(xiàn)象的實際受力如圖 所示所示.面積面積 h5、擠壓面的面積計算、擠壓面的面積計算hdAbs 接觸面接觸面材 料 力 學(xué) 電 子 教 案四、強度條件的應(yīng)用四、強度條件的應(yīng)用 bsbs FA bsbs AFS 1 1、校核強度、校核強度2 2、設(shè)計截面、設(shè)計截面 AFbsbs SFA 3 3、求許可載荷、求許可載荷4 4、破壞條件、破壞條件u 材 料 力 學(xué) 電 子 教 案解：解：(1) 鍵的受力分析如圖鍵的受力分析如圖例題例題1 齒輪與軸由平鍵連接齒輪與軸由平鍵連接,已知

6、軸的直徑已知軸的直徑d=70mm， 鍵的尺鍵的尺寸為寸為bhL=20 12 100mm，傳遞的扭轉(zhuǎn)力偶矩，傳遞的扭轉(zhuǎn)力偶矩Me=2kN.m，鍵的許用切應(yīng)力為鍵的許用切應(yīng)力為 = 60MPa ，許用擠壓應(yīng)力為，許用擠壓應(yīng)力為 bs = 100MPa.試校核鍵的強度。試校核鍵的強度。bhlMeFMeeMdF 2 2kNe57571010707010102 22 22 23 33 3 dMF材 料 力 學(xué) 電 子 教 案綜上，綜上，鍵滿足強度要求。鍵滿足強度要求。(2)校核剪切強度校核剪切強度(3)校核校核擠壓強度擠壓強度 MPa.6 6282810101001002020101057576 63

7、3blFAFSFFS bsbsbsMPa. 3 3959510106 6100100101057572 26 63 3hlFAFMeFbhl材 料 力 學(xué) 電 子 教 案例題例題2 一銷釘連接如圖一銷釘連接如圖所示，所示，已知外力已知外力 F=18kN,被連接的構(gòu)件被連接的構(gòu)件A 和和 B 的厚度分別為的厚度分別為 t=8mm 和和t t1 1=5mm ,銷釘直徑銷釘直徑 d=15mm ,銷釘材料的許用切應(yīng)力為銷釘材料的許用切應(yīng)力為 = 60MPa , ,許用擠壓應(yīng)力為許用擠壓應(yīng)力為 bSbS = 200MPa。試校核銷釘?shù)膹姸取Ｔ囆：虽N釘?shù)膹姸?。t1FFAtt1Bd材 料 力 學(xué) 電 子 教

8、 案t1FFAtt1Bd解解: (1)銷釘受力如圖銷釘受力如圖b所所d2F2FF剪切面剪切面材 料 力 學(xué) 電 子 教 案d2F2FFF(2)校核剪切強度校核剪切強度2 2FFS 由截面法得兩個面上的由截面法得兩個面上的剪力剪力剪切面積剪切面積4 42 2dA MPa5151AFS(3)擠壓強度校核擠壓強度校核這兩部分的擠壓力相等，故應(yīng)取長度這兩部分的擠壓力相等，故應(yīng)取長度為為t的中間段進行擠壓強度校核的中間段進行擠壓強度校核.1 12 2tt bsbsbsMPa 150150tdFAF故銷釘是安全的。故銷釘是安全的。剪切面剪切面材 料 力 學(xué) 電 子 教 案DdhF(1)銷釘?shù)募羟忻婷娣e銷釘

9、的剪切面面積 A(2)銷釘?shù)臄D壓面面積銷釘?shù)臄D壓面面積 AbS材 料 力 學(xué) 電 子 教 案DdhF4 42 22 2)(bsdDA hddhA 材 料 力 學(xué) 電 子 教 案FFFFabh 木榫接頭如圖所示，木榫接頭如圖所示，試分析剪切面和擠壓面試分析剪切面和擠壓面 。剪切面剪切面擠壓面擠壓面剪切面面積：剪切面面積：解：解：Aab 擠壓面面積：擠壓面面積：bhAbs材 料 力 學(xué) 電 子 教 案 例題例題3 沖床的最大沖壓力沖床的最大沖壓力F=400kN，沖頭材料的許用壓應(yīng)力，沖頭材料的許用壓應(yīng)力 =440MPa，鋼板的，鋼板的剪切強度極限剪切強度極限 u=360MPa，試求，試求沖頭能沖剪

10、沖頭能沖剪的最小孔徑的最小孔徑d和最大的鋼板厚度和最大的鋼板厚度 . d材 料 力 學(xué) 電 子 教 案F解解 (1)沖頭為軸向壓縮變形沖頭為軸向壓縮變形d=34mm dF 4 42 2dFAF材 料 力 學(xué) 電 子 教 案F解解 (2)由鋼板的剪切破壞條件由鋼板的剪切破壞條件=10.4mm dFus dFAF材 料 力 學(xué) 電 子 教 案例題例題4 一鉚釘接頭用四個鉚釘連接兩塊鋼板一鉚釘接頭用四個鉚釘連接兩塊鋼板. 鋼板與鉚釘材料鋼板與鉚釘材料相同相同. 鉚釘直徑鉚釘直徑 d =16mm，鋼板的尺寸為，鋼板的尺寸為 b =100mm，t =10mm，F(xiàn) = 90kN，鉚釘?shù)脑S用應(yīng)力是，鉚釘?shù)脑S用應(yīng)力是 =120MPa， bS =120MPa，鋼板的許用拉應(yīng)力鋼板的許用拉應(yīng)力 =160MPa. 試校核鉚釘試校核鉚釘接頭的強度接頭的強度.FFtt材 料 力 學(xué) 電 子 教 案FFbFFtt材 料 力 學(xué) 電 子 教 案(1) 校核鉚釘?shù)募羟袕姸刃：算T釘?shù)募羟袕姸让總€鉚釘受力為每個鉚釘受力為 F/4每個鉚釘受剪面上的剪力為每個鉚釘受剪面上的剪力為 FFbkN.5 522224 4 FFS MPaSS1121124 42 2dFAF材 料