第三节销轴连接.docx
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第三节销轴连接
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;
d3
32
销轴抗弯截面模数;
许用弯曲应力，对于45号钢w=360MPa
（二）销轴抗剪强度验算
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
（4-45）
d
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，c1.4。
（二）销孔拉板的强度计算
图4-31销孔拉板计算简图
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。
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
PPmaxsin
由图4-31a，根据拉板的平衡条件可得
~2~22
P22prdsin2pmaxr2sind
00
2P
pmax
r
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。
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yo，得
P
Nbp（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：
MMb
NbR1
cos
prdRsin
0
将Nb-及p
Pmaxsin
2P
sin代入上式，得
2
r
MMb
1
PR1
cos
2
PRsinsin
d
2
0
Mb
!
pr1
2
cos
1E.
PRsincos
（4-49）
令-，即得a-a截面的弯矩:
（4-50）
11
MaMb—PRPR
2
a应等于零，即
因为拉板的结构和受力是对称的，故a-a截面的转角
a2M^S2巴竺0
0EI0EI
将式（4-49）代入上式
将式（4-51）代入式（4-50），得
（4-52）
Ma各丄PR0.087PR
由图4-31b，根据平衡条件Xo，得
222
Na0Prdcos-P0sincos
式中A——计算截面积，对于矩形面积Ah；
K与计算截面形状有关的系数，对于矩形截面
b—b截面:
y2代入得内侧应力
y2代入得外侧应力
a—a截面:
y2代入得内侧应力
y2代入得外侧应力
aP0.087
「厂°407P2Rh
例题已知P200kN,h63mm,25mm,R73.5mm，试求危险截面的应力。
拉
板材料为16Mn
【解】
，/R
2R
h,
73.5
2
73.5
63,门—
K一
ln
1
ln-
10.069
h
2R
h
63
2
73.5
63
P
bn
0.405
200000
0.405
6325
182.6MPa
0.405
200000
6325
0.405
P
0.407h
200000
6325
0.407
0.407
200000
63250407
K
2R
h
0.095
63
0.069
2
73.5
63
s
263MPa
1.33
0.095
h
K
2R
h
0.095
63
0.069
2
73.5
63
0.087
h
K2R
h
0.087
63
0.069
2
73.5
63
0.087
h
K
2R
h
0.087
63
0.069
2
73.5
63
0.095
h
1.02MPa
68.4MPa
99.7MPa263MPa
销孔拉板危险截面上应力的分布如图4-32所示
图4-32
图4-33
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21001008制成，节点板厚10mm，材料均为Q235,焊条型号E43,焊缝许用应力[h]100MPa。
轴
心拉力N500KN。
图4-34图4-35
4-2计算图4-34所示周边焊缝的侧焊缝长度a。
设焊脚尺寸hf16mm，所受力矩
M14kNm，材料Q235，焊条型号E43，焊缝许用应力[h]100MPa。
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[h]100MPa，
[h]140MPa，支托承受载荷F，偏心距e80mm:
（1）支托用贴角焊缝，焊脚尺寸hf6mm；
（2）支托开坡口焊透，并按焊脚尺寸hf6mm的角焊缝封底。
试求两种情况的最大允许载荷F。
图4-37
图4-36
4-4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
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。
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