剪切擠壓經(jīng)典練習(xí)題

剪切擠壓經(jīng)典練習(xí)題例3-1圖3-4中，已知鋼板厚度t10mm，其剪切極限應(yīng)力τ300MPa。若用b沖床將鋼板沖出直徑d25mm的孔，問(wèn)需要多大的沖剪力F?圖3-4解剪切面就是鋼板內(nèi)被沖頭沖出的圓柱體的側(cè)面，如圖3-4b所示。其面積為Adt2510mm2785mm2沖孔所需的沖力應(yīng)為FAb785106300106N236kN例3-2圖3-5a表示齒輪用平鍵與軸聯(lián)接(圖中只畫出了軸與鍵，沒(méi)有畫齒輪)。已知軸的直徑d70mm，鍵的尺寸為bhl2012100mm，傳達(dá)的扭轉(zhuǎn)力偶矩Te2kNm，鍵的許用應(yīng)力60MPa，bs100MPa。試校核鍵的強(qiáng)度。圖3-5解第一校核鍵的剪切強(qiáng)度。將鍵沿nn截面設(shè)想地分紅兩部分，并把nn截面以下部分和軸作為一個(gè)整體來(lái)考慮(圖3-5b)。因?yàn)榧俣ㄔ趎n截面上的切應(yīng)力平均分布，故nn截面上剪力FQ為FQAbl對(duì)軸心取矩，由均衡條件Mo0，得FQdbldTe22故2Te22103，bld2010090109Pa28.6MPa可見(jiàn)該鍵知足剪切強(qiáng)度條件。其次校核鍵的擠壓強(qiáng)度?？紤]鍵在nn截面以上部分的均衡(圖3-5c)，在nn截面上的剪力為FQbl，右邊面上的擠壓力為FbshlbsAbsbs2由水平方向的均衡條件得FQFbs或blhlbs2由此求得2b22028.6bs12MPa95.3MPabsh故平鍵也切合擠壓強(qiáng)度要求。例3-3電瓶車掛鉤用插銷聯(lián)接，如圖3-6a所示。已知t8mm，插銷資料的許用切應(yīng)力30MPa，許用擠壓應(yīng)力bs100MPa，牽引力F15kN。試選定插銷的直徑d。圖3-6解插銷的受力狀況如圖3—6b，能夠求得FQF157.5kN2kN2先按抗剪強(qiáng)度條件進(jìn)行設(shè)計(jì)AFQ7500m22.5104m263010即d22.5104m24d0.0178m17.8mm再用擠壓強(qiáng)度條件進(jìn)行校核bsFbsF151036Pa52.7MPabsAbs2td2817.810因此擠壓強(qiáng)度條件也是足夠的。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，最后采納d20mm的標(biāo)準(zhǔn)圓柱銷釘。例3-4圖3-7a所示拉桿，用四個(gè)直徑同樣的鉚釘固定在另一個(gè)板上，拉桿和鉚釘?shù)馁Y料同樣，試校核鉚釘和拉桿的強(qiáng)度。已知F80kN，b80mm，t10mm，d16mm，100MPa，bs300MPa，150MPa。圖3-7解依據(jù)受力剖析，此構(gòu)造有三種損壞可能，即鉚釘被剪斷或產(chǎn)生擠壓損壞，或拉桿被拉斷。鉚釘?shù)目辜魪?qiáng)度計(jì)算當(dāng)各鉚釘?shù)馁Y料和直徑均同樣，且外力作用線經(jīng)過(guò)鉚釘組剪切面的形心時(shí)，能夠假定各鉚釘剪切面上的剪力同樣。因此，關(guān)于圖3-7a所示鉚釘組，各鉚釘剪切面上的剪力均為FQF80kN20kN44相應(yīng)的切應(yīng)力為FQ20103Pa99.5MPa1621064(2)鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度計(jì)算四個(gè)鉚釘受擠壓力為F，每個(gè)鉚釘所遇到的擠壓力Fbs為FbsF20kN4因?yàn)閿D壓面為半圓柱面，則擠壓面積應(yīng)為其投影面積，即Abstd故擠壓應(yīng)力為Fbs20103Pa125MPabsbs1016106Abs拉桿的強(qiáng)度計(jì)算其危險(xiǎn)面為1-1截面，所遇到的拉力為F，危險(xiǎn)截面面積為A1bdt，故最大拉應(yīng)力為F80103106Pa125MPaA1801610依據(jù)以上強(qiáng)度計(jì)算，鉚釘和拉桿均知足強(qiáng)度要求。習(xí)題3-1

試校核圖示聯(lián)接銷釘?shù)目辜魪?qiáng)度。

已知

F

100kN

，銷釘直徑

d

30mm，材料的許用切應(yīng)力

60MPa

。若強(qiáng)度不夠，應(yīng)改用多大直徑的銷釘？題3-1圖3-2在厚度t5mm的鋼板上，沖出一個(gè)形狀如下圖的孔，鋼板剪切極限應(yīng)力0300MPa，求沖床所需的沖力F。題3-2圖題3-3圖3-3沖床的最大沖力為400kN，被剪鋼板的剪切極限應(yīng)力0360MPa，沖頭材料的440MPa，試求在最大沖力下所能沖剪的圓孔的最小直徑dmin和板的最大厚度tmax。3-4銷釘式安全聯(lián)軸器所傳達(dá)的扭矩需小于300Nm，不然銷釘應(yīng)被剪斷，使軸停止工作，試設(shè)計(jì)銷釘直徑d。已知軸的直徑D30mm，銷釘?shù)募羟袠O限應(yīng)力0360MPa。題3-4圖3-5圖示軸的直徑d80mm，鍵的尺寸b24mm，h14mm。鍵的許用切應(yīng)力40MPa，許用擠壓應(yīng)力bs90MPa。若由軸經(jīng)過(guò)鍵所傳達(dá)的扭轉(zhuǎn)力偶矩Te

3.2kNm，試求所需鍵的長(zhǎng)度

l。題3-5圖

題3-6

圖3-6

木榫接頭如下圖。

ab

120mm，h

350mm，c

45mmF

40kN

。試求接頭的剪切和擠壓應(yīng)力。3-7圖示凸緣聯(lián)軸節(jié)傳達(dá)的扭矩Te3kNm。四個(gè)直徑d12mm的螺栓平均地散布在D150mm的圓周上。資料的許用切應(yīng)力90MPa，試校核螺栓的抗剪強(qiáng)度。題3-73-8厚度各為10mm的兩塊鋼板，用直徑板聯(lián)接起來(lái)，如下圖。已知F＝280kN，的鉚釘數(shù)量n。

圖d20mm的鉚釘和厚度為100MPa，280MPabs

8mm的三塊鋼，試求所需要3-9的關(guān)系為

題3-8圖圖示螺釘受拉力F作用。已知資料的剪切許用應(yīng)力和拉伸許用應(yīng)力0.6。試求螺釘直徑d與釘頭高度h的合理比值。

之間3-10鉚釘直徑

題3-9圖兩塊鋼板用7個(gè)鉚釘聯(lián)接如下圖。已知鋼板厚度t6mm，寬度d18mm。資料的許用應(yīng)力160MPa，100MPa，bs

b200mm，