銷軸強度校核

1、第三節(jié) 銷軸連接銷軸連接是起重機金屬結(jié)構(gòu)常用的連接形式，例如起重機臂架根部的連接圖 4-30a）以及拉桿或撐桿的連接等（圖 4-30b），通常都采用銷軸連接。圖 4-30 銷軸連接示例（a） 臂架根部； （b） 拉桿一、銷軸計算一）銷軸抗彎強度驗算4-43)式中 M銷軸承受的最大彎矩；d332銷軸抗彎截面模數(shù)；許用彎曲應(yīng)力，對于 45號鋼 W = 360MPa二）銷軸抗剪強度驗算maxQSIbd31216d464Q d24-44)式中 Q把銷軸當(dāng)作簡支梁分析求得的最大剪力； 銷軸許用剪應(yīng)力， 45 號鋼 =125MPa。 二、銷孔拉板的計算一）銷孔壁承壓應(yīng)力驗算4-45)d式中 P構(gòu)件的軸向拉

2、力，即銷孔拉板通過承壓傳給銷軸的力； 銷孔拉板的承壓厚度；d銷孔的直徑；c 銷孔拉板的承壓許用應(yīng)力， c 1.4 。圖 4-31 銷孔拉板計算簡圖1. 內(nèi)力計算拉板承受的拉力 P 是通過銷孔壁以沿孤長分布壓力 P 的形式傳給銷軸，假 定 P 沿弧長按正弦規(guī)律分布，即ppmax sin4-46)由圖 4-31a，根據(jù)拉板的平衡條件可得2 2 2P 2 2 p rd sin2pmax r 2sin d00rpmax2p 2Ppmaxr4-47)根據(jù)拉板結(jié)構(gòu)和受力的對稱性， 可知拉板上反對稱的內(nèi)力 （即剪力）等于零。（二）銷孔拉板的強度計算 首先根據(jù)銷孔拉板承受的最大拉力 P求出危險截面（圖 4-3

3、1a 中的水平截面 b-b 及垂直截面 a-a）上的內(nèi)力，然后用彈性曲梁公式求出相應(yīng)的應(yīng)力，并進行 強度校核。若沿銷孔中心線截開拉板，則截面上只有軸力 Nb及彎矩 Mb，如圖 4-31b 所示根據(jù)平衡條件 Y 0 ，得PN b P2（4-48）由于根據(jù)平衡方程解不出 Mb，故是一次超靜定問題， 須根據(jù)變形條件求 Mb 為此需列出與水平線成 角的任一截面的彎程方程：M M bNbR1cosp r d Rsin 0將Nb P及 pp max sin2Psin 代入上式，得2rM M b1PR 1cos2PR sin sind20Mb1 PR 12cos1PR sin cos（4-49）令 2，即得

4、 a-a截面的彎矩：4-50)11M a M bPR PRa應(yīng)等于零，即2因為拉板的結(jié)構(gòu)和受力是對稱的，故 a-a 截面的轉(zhuǎn)角a 2 M dS 2 M Rd 0 a 0 EI 0 EI將式（ 4-49）代入上式R2EI 0Mb1 PR 1 cos 1 PR sin2cosREIMb1 PR 2 PR 022Mb1 PR 0.095PR24-51)將式（ 4-51）代入式（ 4-50），得M a42 1 PR 0.087PR4-52)由圖 4-31b，根據(jù)平衡條件 X 0 ，得2 2 2Na 02 p rd cosP 02 sin cos0.32P4-53)2. 強度計算應(yīng)用彈性曲梁公式求危險截

5、面的應(yīng)力Ni M i M i y y A AR ARK R y4-54)式中 A計算截面積，對于矩形面積 A h ；K與計算截面形狀有關(guān)的系數(shù)，對于矩形截面R 2R hK ln 1h2R h4-55)b b 截面：NbAM bM bAR ARKyRy0.5Ph0.095P 0.095Py P 0.405 0.095 yR y h K R y4-56)4-57)y h2 代入得內(nèi)側(cè)應(yīng)力bn hP 0.405 0.0K95 2R hy h2 代入得外側(cè)應(yīng)力bP wh0.405 0.095 hK 2R h4-58)a a 截面：a NayAMaARARK R y0.32Ph0.087Ph0.087P

6、hKy P 0.407 0.087 yR y h K R y4-59)y h2 代入得內(nèi)側(cè)應(yīng)力naP 0.407h0.087Kh2R h4-60)y h2 代入得外側(cè)應(yīng)力a P 0.407 0.087K 2R h4-61)板材料為 16Mn解】R2Rh73.5273.563Kln1ln1 0.069h2Rh63273.563P0.405b n2000000.40563 25182.6MPabP wh0.40520000063 250.405P0.407 h20000063 250.4070.40720000063 25 0.407K2Rh0.095630.069273.563s263MPa1.

7、330.095hK2Rh0.095630.069273.5630.087hK 2Rh0.087630.069273.5630.087hK2Rh0.087630.069273.5630.095h1.02MPa68.4MPa99.7MPa 263MPa銷孔拉板危險截面上應(yīng)力的分布如圖 4-32 所示圖 4-32圖 4-33習(xí)題4-1 設(shè)計圖 4-33 所示桁架桿件與節(jié)點板的連接焊縫。已知桿件由等肢雙角鋼 2 100 100 8制成，節(jié)點板厚10mm ，材料均為 Q235，焊條型號 E43，焊縫許用應(yīng)力 h 100MPa 。軸心拉力 N 500KN 。圖 4-34 圖 4-354-2 計算圖 4-3

8、4 所示周邊焊縫的側(cè)焊縫長度a 。設(shè)焊腳尺寸 hf 16mm ，所受力矩M 14kN m ，材料 Q235，焊條型號 E43，焊縫許用應(yīng)力 h 100MPa 。4-3 支托與柱焊接（圖 4-35），材料 Q235，焊條型號 E43，焊縫許用應(yīng)力 h 100MPa ， h 140MPa ，支托承受載荷 F，偏心距 e 80mm ：（1）支托用貼角焊縫，焊腳尺寸 hf 6mm ；（2）支托開坡口焊透，并按焊腳尺寸 hf 6mm 的角焊縫封底。試求兩種情況的最大允許載荷 F4-4 試設(shè)計計算 L 型單梁龍門起重機主梁與支腿的連接螺栓（圖 -36）。已知：螺栓均布，螺栓數(shù) z=32，采用 45#鋼精制螺栓。連接面所受內(nèi)力： P=200KN，M x=400KN ·m，M y