剪切与挤压机械课件.ppt

* 再由 2-2 截面的拉伸强度 求得 综上所述，拉力F 的许可值为 * 正视图 俯视图a 俯视图b 哪种方案更合理？ 思考题 * 第一节 引 言 剪切与挤压 在工程结构或机械中，构件之间通常通过 铆钉 销轴 键 键 等连接件相连接 这类连接件的主要变 形破坏形式是剪切与 挤压 销轴 铆钉 本章主要解决连接件 的强度问题 F F 螺栓 * 剪切的受力特点—— 剪切的变形特点—— 构件在两侧面受到大小相等、方 向相反、作用线相距很近的外力 （外力合力）的作用 构件沿位于两侧外力之间的截面 发生相对错动 发生错动的截面称为剪切面 铆钉 剪切面 * 铆钉连接主要有三种方式： 3.双盖板对接（图c），铆钉受双剪。 1.搭接（图a），铆钉受单剪； 2.单盖板对接（图b），铆钉受单剪； * 连接件在受到剪切变形的同时， 往往还要受到挤压变形。 在外力作用下，连接件与被连接 件之间在侧面互相压紧、传递压 力。由于一般接触面较小而传递 的压力较大，就有可能在接触面 局部被压溃或发生塑性变形。这 种变形破坏形式就称为挤压。 传递压力的接触面称为挤压面 * 榫齿连接 在木结构中，常用榫齿连接，其中有平齿连接（图a）、单齿连接（图b）和双齿连接（图c）等。 （2）挤压破坏 铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使溃压连接松动，发生破坏. 总结：连接处破坏三种形式: (Three types of failure in connections) （1）剪切破坏 沿铆钉的剪切面剪断. （3）拉伸破坏 钢板在受铆钉孔削弱的截面处， 应力增大，易在连接处拉断. * 第二节 剪切的实用计算 一、剪切面上的内力 剪切面上的内力为一个切向力，称为剪力，记作 FS 铆钉 * 二、剪切面上的应力 FS 为剪切面上的剪力，用截面法由平衡方程确定 AS 为剪切面的面积 在剪切面上，只存在切应力 工程中假设剪切面上的切应力平均分布，即有 * 三、剪切强度条件 [ ? ] 为材料的许用切应力 * 第三节 挤压的实用计算 一、挤压应力的实用计算 在挤压面上，存在着法向 的挤压应力，记作 ?bs Fbs 为挤压面上的挤压力 Abs 为挤压面的计算面积， 取实际挤压面在垂直于挤 压力的平面上投影的面积 挤压应力的工程实用计算 公式为 * 二、挤压强度条件 [ ?bs ] 为材料的许用挤压应力 * [例1]图示连接件，已知 板和铆钉材料相同，许用应力 ,试校核该连接件强度。 结论：该连接件的强度符合要求。 解： * [例5] 图示带肩杆件，已知材料的许用切应力 [? ] = 100 MPa、许用挤压应力 [ ?bs ] = 320 MPa、许用拉应力 [ ? ] = 160 MPa，试确定许可载荷。 解： 1）根据杆件拉伸强度确定许可载荷 由拉伸强度条件 解得 挤压面 D d h F 挤压面 剪切面 d d * 2）根据凸肩的剪切强度确定许可载荷 杆件凸肩的剪切面为圆柱面，由剪切 强度条件 解得 * 3）根据凸肩的挤压强度确定许可载荷 杆件凸肩的挤压面为圆环形平面，由 挤压强度条件 解得 所以，许可载荷 * 3）根据凸肩的挤压强度确定许可载荷 杆件凸肩的挤压面为圆环形平面，由 挤压强度条件 解得 所以，许可载荷 [例1] 图示挂钩装置，已知拉力F = 20 kN，t1 = 8 mm，t2 = 5 mm，销钉材料的许用挤压应力 [? bs] = 190 MPa，许用切应力 [? ] = 60 MPa，试确定销钉直径 d 。 解： 销钉承受双剪，每个剪切面上的剪力 1）根据剪切强度条件确定销钉直径 * 根据剪切强度条件 得销钉直径 * 2）根据挤压强度条件确定销钉直径 得销钉直径 因此，可取销钉直径 * [例 2] 如图，皮带轮通过键与轴联接，已知皮带轮传递的力偶矩 M = 600 N·m ; 轴的直径 d = 40 mm；键的尺寸 b = 12 mm、h = 8 mm、l = 55 mm；键材料的许用切应力[? ] = 60 MPa、许用挤压应力[?bs ] = 180 MPa ，试校核键的强度。 解： 选取键和轴为研究对 象，作出受力图 ⑴ 计算键的受力 得键的受力 由平衡方程 * ⑵ 校核键的剪切强度 根据剪切强度条件 键满足剪切强度条件 由截面法， ⑶ 校核键的挤压强度 显然，键的挤压力 得剪力 * 根据挤压强度条件 键满足挤压强度条件 结论：键的强度满足要求 * [例3] 如图，已知钢板厚度 t = 5 mm，剪切强度极限 ?b = 160 MPa。欲用冲床将钢板冲出直径 d = 25 mm 的孔，问