销轴强度校核

1第三节销轴连接销轴连接是起重机金属结构常用的连接形式，例如起重机臂架根部的连接（图4-30a）以及拉杆或撑杆的连接等（图4-30b），通常都采用销轴连接。图4-30销轴连接示例(a)臂架根部；(b)拉杆。一、销轴计算（一）销轴抗弯强度验算（4-43）式中M──销轴承受的最大弯矩；323dW──销轴抗弯截面模数；W──许用弯曲应力，对于45号钢W=360MPa。（二）销轴抗剪强度验算243max3166412dQdddQIbQS（4-44）式中Q──把销轴当作简支梁分析求得的最大剪力；──销轴许用剪应力，45号钢=125MPa。二、销孔拉板的计算（一）销孔壁承压应力验算2ccdP（4-45）式中P──构件的轴向拉力，即销孔拉板通过承压传给销轴的力；──销孔拉板的承压厚度；d──销孔的直径；c──销孔拉板的承压许用应力，4.1c。（二）销孔拉板的强度计算首先根据销孔拉板承受的最大拉力P求出危险截面（图4-31a中的水平截面b-b及垂直截面a-a）上的内力，然后用弹性曲梁公式求出相应的应力，并进行强度校核。图4-31销孔拉板计算简图1.内力计算拉板承受的拉力P是通过销孔壁以沿孤长分布压力P的形式传给销轴，假定P沿弧长按正弦规律分布，即sinmaxpp（4-46）由图4-31a，根据拉板的平衡条件可得2sin2sin2max202max20rpdrprdpP则rPp2max（4-47）根据拉板结构和受力的对称性，可知拉板上反对称的内力（即剪力）等于零。3若沿销孔中心线截开拉板，则截面上只有轴力Nb及弯矩Mb，如图4-31b所示。根据平衡条件0Y，得2PNb（4-48）由于根据平衡方程解不出Mb，故是一次超静定问题，须根据变形条件求Mb。为此需列出与水平线成角的任一截面的弯程方程：sincos10RdrpRNMMbb将2PNb及sin2sinmaxrPpp代入上式，得dPRPRMMbsinsin2cos1210cossin1cos121PRPRMb（4-49）令2，即得a-a截面的弯矩：PRPRMMba121（4-50）因为拉板的结构和受力是对称的，故a-a截面的转角a应等于零，即20200EIRdMEIdSMa将式（4-49）代入上式dcossin1cos12120PRPRMEIRb02221PRPRMEIRb则PRPRMb095.02142（4-51）将式（4-51）代入式（4-50），得PRPRMa087.0142（4-52）由图4-31b，根据平衡条件0X，得PPPrdpNa32.0dcossin2cos2020（4-53）42.强度计算应用弹性曲梁公式求危险截面的应力yRyARKMARMANiiiy（4-54）式中A──计算截面积，对于矩形面积hA；K──与计算截面形状有关的系数，对于矩形截面122lnhRhRhRK（4-55）b—b截面：yRyARKMARMANbbbbyyRyKhPyRyKhPhPhP095.0405.0095.0095.05.0（4-56）2hy代入得内侧应力hRhKhPbn2095.0405.0（4-57）2hy代入得外侧应力hRhKhPbw2095.0405.0（4-58）a—a截面：yRyARKMARMANaaaayyRyKhPyRyKhPhPhP087.0407.0087.0087.032.0（4-59）2hy代入得内侧应力hRhKhPan2087.0407.0（4-60）2hy代入得外侧应力hRhKhPaw2087.0407.0（4-61）5例题已知73.5mm25mm,mm,63kN,200RhP，试求危险截面的应力。拉板材料为16Mn。【解】069.01635.732635.732ln635.73122lnhRhRhRKhRhKhPbn2095.0405.0MPa26333.1MPa6.182635.73263069.0095.0405.02563200000shRhKhPbw2095.0405.0MPa02.1635.73263069.0095.0405.02563200000hRhKhPan2087.0407.0MPa4.68635.73263069.0087.0407.02563200000hRhKhPaw2087.0407.0263MPaMPa7.99635.73263069.0087.0407.02563200000销孔拉板危险截面上应力的分布如图4-32所示。图4-32图4-336习题4-1设计图4-33所示桁架杆件与节点板的连接焊缝。已知杆件由等肢双角钢81001002制成，节点板厚mm10，材料均为Q235，焊条型号E43，焊缝许用应力MPa100][h。轴心拉力KN500N。图4-34图4-354-2计算图4-34所示周边焊缝的侧焊缝长度a。设焊脚尺寸mm16fh，所受力矩mkN14M，材料Q235，焊条型号E43，焊缝许用应力MPa100][h。4-3支托与柱焊接（图4-35），材料Q235，焊条型号E43，焊缝许用应力MPa100][h，MPa140][h，支托承受载荷F，偏心距mm80e：（1）支托用贴角焊缝，焊脚尺寸mm6fh；（2）支托开坡口焊透，并按焊脚尺寸mm6fh的角焊缝封底。试求两种情况的最大允许载荷F。图4-36图4-374-4试设计计算L型单梁龙门起重机主梁与支腿的连接螺栓（图-36）。已知：螺栓均布，螺7栓数z=32，采用45#钢精制螺栓。连接面所受内力：P=200KN，Mx=400KN·m，My=600KN·m。4-5如图4-37所示工字钢梁在某截面处拼接，该截面内力Mx=170KN·m，剪力F=140KN，采用45#钢M20摩擦型高强度螺栓连接，接触面喷砂处理，试设计翼缘板螺栓数，并验算腹板螺栓强度。