第15章 联接件强度题解

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1、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=32mm，h=12mm，销钉杆的直径d=20mm，许用切应力[t]=120MPa，许用挤压应力[sbs]=300MPa，[s]=160MPa。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Fmax＝50.2kNFtdFF15-2图示螺栓联接，已知外力F=200kN，厚度t=20mm，板与螺栓的材料相同，其许用切应力[t]=80MPa，许用挤压应力[sbs]=200MPa。试设计

2、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=50mm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=150mm，承受轴向拉力F=60kN，木材的许用拉应力[s]=8MPa，许用切应力[t]=1MPa，许用挤压应力[sbs]=10MPa，。试求接头处所需的尺寸、l和h。141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30mmK750mmF15-4图示直径为30mm的心轴上安装着一个手摇柄，杆与轴之间有一

3、个键K，键长36mm，截面为正方形，边长8mm，材料的许用切应力[t]=56MPa，许用挤压应力[sbs]=200MPa。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]=323N。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=6mm，材料的极限切应力tº=370MPa。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N·m15-6图示斜杆安置在横梁上，作用在斜杆

4、上的力F=50kN，a=30°，H=200mm，b=150mm，材料为松木，许用拉应力[s]=8MPa，顺纹许用切应力[t]=1MPa，许用挤压应力[sbs]=8MPa，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。141解：（1）剪切强度条件横梁斜杆HFalhb（2）挤压强度条件NHFcos30◦H/2M(H-h)/2（3）校核横梁削弱处的抗拉强度MPaM=Fcos30◦◦H/2,W=b(H-h)2/6σM=M/W=3F◦Hcos30◦/b(H-h)2=6.44MPaσmax=σN+σM=8.2MPa抗拉强度仍属安全。FFtt15-

5、7图示两块钢板用直径d=20mm的铆钉搭接，钢板与铆钉材料相同。已知F=160kN，两板尺寸相同，厚度t=10mm，宽度b=120mm，许用拉应力[s]=160MPa，许用切应力[t]=140MPa，许用挤压应力[sbs]=320MPa。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1－1截面σmax=F/(b-2d)t=160×103/80×10=200MPa>[σ]141板的

6、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=26mm，主板厚度t=20mm，盖板厚度t1=10mm，主板与盖板宽度b=130mm，铆钉与钢板材料相同，许用切应力[t]=100MPa，许用挤压应力[sbs]=280MPa，许用拉应力[s]=160MPa，试求该铆接件的许可载荷[F]。FF··tt1t1FF25254040···5075755050b50（a）F2211F/3F/3F/32121F/6F/6F/64433F/6F/6F/6（e）FQQQQF/3（d

7、）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≤kN2．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141F≤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）所示，2-2，3-3为危险截面。抗拉强度条件为≤≤kN5.按照主板剪切强度条件确定F，如图（e）所示≤，得≤6×

8、50t[τ]=6×50×20×100＝600kN综上所述，该铆接件的许可载荷[F]=250kN。141