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1、第15章联接件的强度习题解答15-1图示一销钉受拉力 F作用， d = 20mm，许用切应力 =120MPa, 钉可承受的最大拉力 FD = 32 mm, h = 12 mm，销钉杆的直径=160 MPa。试求销销钉头的直径许用挤压应力 bs =300 MPa,maxo解：由销钉剪切强度条件Fdh，得F dh201212090.5kN由销钉挤压强度条件bsAbsF2 2(D2 d2)/4bs，得bs 147 kN由销钉拉伸强度Fd2 /4d2T202160 50.2 kN销钉可承受的最大拉力F max = 50.2 kN15-2图示螺栓联接，已知外力F = 200 kN ,用切应力=80 MP
2、a，许用挤压应力bs = 200 MPa。试设计螺栓的直径。 解：（1）按剪切强度条件进行设计厚度t = 20 mm，板与螺栓的材料相同Q字，得dAj d2/42F2 200 103（2）按挤压强度条件进行设计bs治 dt bs，得 d综合考虑剪切和挤压强度，可选取Ft bs80 10639.9mm观竺50mm20 200d = 50 mm的销钉。15-3两矩形截面木杆，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=8 MPa ,许用切应力=1 MPa ,许用挤压应力bs =10MPa，。试求接头处所需的尺寸、I和h。l 1
3、I l Lhb-解：(1)剪切强度条件QF/2得 lF60 103200 mmAjbl得2b2 150 1(2)挤压强度条件bsF bsF/2bs得F60 10320 mmAbsb，2b bs2 150 10(3)拉伸强度条件NF,得hF2b60 103 220 90 mmAb(h2 )150 815-4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36mm，截面为正方形，边长8 mm，材料的许用切应力=56 MPa，许用挤压应力bs = 200MPa。试求手摇柄右端 F力的最大许可值。解：F 750 Q30,Q 50 F2由键剪切强度条件Q 50F，得Aj 8 36
4、30 mm8 36 56匚323 N50由键挤压强度条件bsFbs50Fbs,得 FAbs4 364 36 20050576 N手摇柄最大许可值F = 323 N。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o = 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Q Q262370410.5 kNAjd2/4Q最大力偶矩为Tmax Q D 10.5 20 210 N m15-6图示斜杆安置在横梁上，作用在斜杆上的力F = 50kN , = 30 , H =
5、 200 mm ,b = 150 mm，材料为松木，许用拉应力 =8 MPa，顺纹许用切应力 =1 MPa，许用挤 压应力bs = 8 MPa，试求横梁端头尺寸I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Q F cos30Ajbl3,F cos30 50 10 cos 30l289 mmb 150 1(2)挤压强度条件F cos30 bhbs斜杆F cos30b bs350 103 cos 30150 836 mmM(3)校核横梁削弱处的抗拉强度3NF cos3050 10 cos30N1.76MPaAb(H h)150 (200 36)M = F cos30?H/2, W
6、= b(H-h)2/60M = M/W =3 F?H cos30?/ b(H-h)2 = 6.44 MPacmax = cn + cm = 8.2 MPa抗拉强度仍属安全。15-7图示两块钢板用直径 d = 20 kN，两板尺寸相同，厚度 t = 10 mm, 应力=140 MPa，许用挤压应力 校核板的拉伸强度。解：设所需的铆钉数为 nmm的铆钉搭接，钢板与铆钉材料相同。已知 F = 160 宽度b = 120 mm，许用拉应力 =160 MPa，许用切 bs = 320 MPa。试求所需的铆钉数，并加以排列，然后I 丨 I丨Ji I 4：小 Il F(1)剪切强度条件QAjF /n d2/
7、4(2)挤压强度条件4F160 103202 1403.64bsFbsAbsF/n tdbs ,F10 20 3202.5td bs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W !E1 F?l!cax = F/(b-2d)t =160x 103/ 80x 10= 200 MPa (J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ti = 10 mm ,主板与盖板宽度 b = 130 mm，铆 钉与钢板材料
8、相同，许用切应力 =100 MPa，许用挤压应力bs =280 MPa，许用拉应 力=160 MPa，试求该铆接件的许可载荷 F 。Lt1t1NF尹F/6-Ei i1* F/6h-lF/3C7(b)F/2(d)2F/3F/6(c)解：1.按照铆钉的剪切强度条件确定 F按剪切强度条件-F/6w ,得d2/4AjF 3d23262 100 319 kN222.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Fbs，挤压面的计算3Fbs f面积Abs td，按照挤压强度条件 bs 竺 bs，得Abs3tdF 3td bs3 20 26 280 437 kN3.按照
9、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：1 1N1A1(b Fd)tw F w(bd)t(130 26)20 160 333 kN2F2-2截面：2 2N23w A2(b 2d)tF w -(b2d)t3-(1302 26) 20 160 374kN224 .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F 12(b 2d)t1250 kNF w 2 (b 2d)ti5.按照主板剪切强度条件确定2 (130 2 26) 10 160F,如图(e)所示QAjF /6t 50 W ，F w 6 X 50t t =6 X 50X 20 X 100= 600 kN 综上所述，该铆接件的许可载荷F = 250 kN 。