濮良贵机械设计第10十版复习笔记和课后习题答案详解 第7章.docxVIP

濮良贵《机械设计》（第10版）笔记和课后习题（含考研真题）详解 第7章　铆接、焊接、胶接和过盈连接 7.1　复习笔记 【知识框架】 【通关提要】 本章介绍了键、花键、无键连接和销连接。学习时需要重点掌握键连接的类型、应用及布置和键连接的强度计算。本章多以选择题、填空题和判断题的形式出现，解答题和计算题出现概率较小。复习时需把握其具体内容，重点记忆。 【重点难点归纳】 一、铆接（见表7-1-1） 表7-1-1　铆接的主要内容 二、焊接 1．焊接的基本内容（见表7-1-2） 表7-1-2　焊接的基本内容 2．焊缝的强度计算 （1）常用焊缝的强度计算 常用的焊缝受拉（压）或弯曲时，其强度计算公式见表7-1-3，其中[σ′]、[τ′]分别为焊缝的许用正应力及许用切应力。 表7-1-3　常用各式焊缝的承载情况及其强度条件式 焊缝的强度系数：焊缝的强度与被焊件本身的强度之比，称为焊缝强度系数。 （2）不对称侧面角焊缝及混合角焊缝的强度计算 ①不对称侧面角焊缝 两侧焊缝受力不等时，设两侧焊缝分别承担的载荷为F1及F2，则F1＝Fa/（a＋b），F2＝Fb/（a＋b），两侧所需的焊缝长度分别为 ②混合角焊缝 当混合角焊缝受弯矩时，强度校核公式为 式中，符号意义如教材图7-11（c）所示。 当焊接件承受变载荷时，焊缝及被焊件的许用应力均应乘上降低系数γ为 式中，Fmin、Fmax为按绝对值计算的最小及最大载荷，在代入上式时必须带有本身的正（拉力）、负（压力）号；a、b为系数。 当计算出的γ值大于1时，应取为1。 三、胶接（见表7-1-4） 表7-1-4　胶接的要点及主要内容 四、过盈连接 1．过盈连接的基本内容（见表7-1-5） 表7-1-5　过盈连接的基本内容 2．过盈连接的设计计算（见表7-1-6） 表7-1-6　过盈连接的设计计算 注：，。式中，d1、d2为被包容件的内径和包容件的外径；μ1、μ2为被包容件与包容件材料的泊松比。 7.2　课后习题详解 7-1　现有图7-2-1所示的焊接接头，被焊件材料均为Q235，b＝170mm，b1＝80mm，δ＝12mm，承受静载荷F＝0.4MN，设采用E4303号焊条手工焊接，试校核该接头的强度。 图7-2-1　单盖板对接焊接接头 解：根据被焊接件的材料为Q235，查教材表7-3得焊缝的静载许用拉应力[σ′]＝180MPa，许用切应力[τ′]＝140MPa。 根据强度条件可得对接焊缝能承受的静载荷为F1≤bδ[σ′]＝170×12×180N＝367.2kN 搭接焊缝能承受的静载荷为F2≤2×0.7×b1δ[τ′]＝2×0.7×80×12×140N＝188.16kN 焊缝能承受的最大静载荷为FΣ＝F1＋F2＝367.2＋188.16＝555.36kN＞F＝400kN 故该接头满足强度要求。 7-2　上题的接头如承受变载荷Fmax＝0.4MN，Fmin＝0.2MN，其他条件不变，接头强度能否满足要求？ 解：对于承受变载荷的焊接件，焊缝及被焊件的许用应力应乘上降低系数γ，且 如果计算得到的γ≥1，取γ＝1。 对于对接焊缝，查教材表7-4取a＝1，b＝0.5，得 对于搭接焊缝，查教材表7-4取a＝1.5，b＝1，得 综上可知，许用应力并无变化，该接头强度仍满足要求。 7-3　试设计图7-2-2所示的不对称侧面角焊缝，已知被焊件材料均为Q235，角钢尺寸为100mm×100mm×10mm，截面形心c到两边外侧的距离z0＝a＝28.4mm，用E4303号焊条手工焊接，焊缝腰长k＝δ＝10mm，静载荷F＝0.35MN。 图7-2-2　不对称侧面角焊缝承受拉力 解：根据题意可得，两侧焊缝承担的载荷分别为 F1＝Fa/（a＋b）＝（0.35×106×28.4）/100N＝99.4kN F2＝Fb/（a＋b）＝[0.35×106×（100－28.4）]/100N＝250.6kN 根据被焊件材料，查教材表7-3，取许用切应力[τ′]＝140MPa，又k＝10mm，故可得两侧所需的焊缝长度 l1＝F1/（0.7k[τ′]）＝99.4×103/（0.74×10×140）≈101mm l2＝F2/（0.7k[τ′]）＝250.6×103/（0.74×10×140）≈256mm 7-4　现有45钢制的实心轴与套筒采用过盈连接，轴径d＝80mm，套筒外径d2＝120mm，配合长度l＝80mm，材料的屈服极限σS＝360MPa，配合面上的摩擦系数f＝0.085，轴与孔配合表面的粗糙度分别为Ra 1.6μm及Ra 3.2μm，传递的转矩T＝1600N·m，试设计此过盈连接。 解：（1）确定压力p （2）确定最小有效过盈量，选定配合种类 已知轴材料为45钢，则μ＝0.3，E1＝E2＝2.3×105MPa，且d1＝0，故有 C1＝（d2＋