第15章 联接件强度题解.doc

第 15 章 联接件的强度习题解答 FDhd15-1 图示一销钉受拉力F作用，销钉头的直径D = 32 mm，h = 12 mm，销钉杆的直径d = 20mm，许用切应力 t= 120MPa，许用挤压应力 sbs=300 MPa，s=160 MPa。试求销钉可承受的最大拉力Fmax。 解：由销钉剪切强度条件，得kN由销钉挤压强度条件，得 kN由销钉拉伸强度， 得 kN销钉可承受的最大拉力Fmax50.2 kNFtdFF15-2 图示螺栓联接，已知外力F = 200 kN，厚度t = 20 mm，板与螺栓的材料相同，其许用切应力 t = 80 MPa，许用挤压应力 sbs = 200 MPa。试设计螺栓的直径。解：（1）按剪切强度条件进行设计由，得 （2）按挤压强度条件进行设计由，得 综合考虑剪切和挤压强度，可选取d = 50 mm的销钉。FFllddhddb15-3 两矩形截面木杆，用两块钢板连接如图所示，设截面的宽度b = 150 mm，承受轴向拉力F = 60 kN，木材的许用拉应力 s = 8 MPa，许用切应力 t = 1 MPa，许用挤压应力 sbs =10MPa，。试求接头处所需的尺寸、l和h。解：（1）剪切强度条件 ， 得 （2）挤压强度条件 ， 得 （3）拉伸强度条件，得 30 mmK750 mmF15-4 图示直径为30 mm的心轴上安装着一个手摇柄，杆与轴之间有一个键K，键长36 mm，截面为正方形，边长8 mm，材料的许用切应力 t = 56 MPa，许用挤压应力 sbs = 200 MPa。试求手摇柄右端F力的最大许可值。 解：， 由键剪切强度条件，得N由键挤压强度条件， 得 N手摇柄最大许可值 F = 323 N。轴f20套筒TT安全销轴15-5 车床的传动光杆装有安全联轴器如图所示，当超过一定载荷时，安全销即被剪断。已知安全销的平均直径为d = 6 mm，材料的极限切应力 t = 370 MPa。试求安全联轴器所能传递的最大力偶矩T。解：设安全销剪切面所承受的剪力为Q，则 kN最大力偶矩为 Nm15-6 图示斜杆安置在横梁上，作用在斜杆上的力F = 50kN，a = 30，H = 200 mm，b = 150 mm，材料为松木，许用拉应力 s = 8 MPa，顺纹许用切应力 t = 1 MPa，许用挤压应力 sbs = 8 MPa，试求横梁端头尺寸l及h的值，并校核横梁削弱处的抗拉强度。解：（1）剪切强度条件横梁斜杆HFa lhb（2）挤压强度条件NHFcos30H/2M(H-h)/2 （3）校核横梁削弱处的抗拉强度MPaM = Fcos30H/2, W = b(H-h)2/6 M =M/W =3 FH cos30/ b(H-h)2 = 6.44 MPamax = N + M = 8.2 MPa 抗拉强度仍属安全。FFtt15-7 图示两块钢板用直径d = 20 mm的铆钉搭接，钢板与铆钉材料相同。已知F = 160 kN，两板尺寸相同，厚度t = 10 mm，宽度b = 120 mm，许用拉应力 s = 160 MPa，许用切应力 t = 140 MPa，许用挤压应力 sbs = 320 MPa。试求所需的铆钉数，并加以排列，然后校核板的拉伸强度。解：设所需的铆钉数为nF11F/4F/4F/4F/4（1）剪切强度条件 （2）挤压强度条件， 取n = 4。（3）校核板的拉伸强度 如图所示的铆钉排列，板的最大拉应力发生在11截面max = F/(b-2d)t =160103/ 8010 = 200 MPa 板的拉伸强度不够，应增大板厚，可取t =12.5mm 。 15-8 图示铆接件，是由中间钢板（主板）通过上、下两块钢盖板对接而成，铆钉直径d = 26 mm，主板厚度t = 20 mm，盖板厚度t1 = 10 mm，主板与盖板宽度b = 130 mm，铆钉与钢板材料相同，许用切应力t= 100 MPa，许用挤压应力 sbs =280 MPa，许用拉应力 s =160 MPa，试求该铆接件的许可载荷 F 。FFtt1t1FF252540405075755050b50（a）F2211F/3F/3F/32121F/6F/6F/64433F/6F/6F/6（e）FQQQQF/3（d）F/2F/6N（c）2F/3FN（b）F/6F/6F/3 解： 1按照铆钉的剪切强度条件确定F按剪切强度条件 ， 得 F kN 2按照铆钉的挤压强度条件确定F按铆钉与主板之间的挤压强度确定F，由图（b）可知，挤压力，挤压面的计算面积，按照挤压强度条件 ，得 F kN3按照主板的抗拉强度条件确定F左主板的受力图和轴力图如图（c）所示。1-1截面： kN2-2截面： kN4按照盖板的抗拉强度条件确定F盖板的受力图和轴力图如图（d