零件的变形

（三）强度条件

为了保证零件有足够的强度，就必须使其最大工作应力σ力[σ]即可。即

max

不超过材料的许用应

?maxFN?????

A上式称为拉（压）强度条件式，是拉（压）零件强度计算的依据。式中，FN是危险截面上的轴力；A是危险截面面积。 根据强度条件式，可以解决三类问题：

强度校核：已知零件的尺寸、所承受的载荷以及材料的许用应力。 设计截面：已知零件所承受的载荷和材料的许用应力。 确定许用载荷：已知零件的尺寸及材料的许用应力。

例2.某车间自制一台简易吊车（图a）。已知在铰接点B处吊起重物最大为FP=20kN,杆AB与BC均用圆钢制作，且dBC=20mm，材料的许用应力[σ]=58MPa。试校核BC杆的强度，并确定AB杆的直径dAB

解：由受力分析可知，

AB杆和BC杆分别为轴向受拉和轴向受压的二力杆，受力图如图b所示。

（1）确定AB、BC两杆的轴力

用截面法在图a上按m-n截面取研究对象，其受力图如图c所示，可得

FN2?FBC,FN1?FAB

列平衡方程求解：

?Fy?0FN1sin60?-FP?0?20*103?FP?FN1???N?23.09kN??sin60??0.866??Fx?0 -FN2-FN1cos60??0FN2?-FN1cos60??-23.09kN*0.5??11.55kN

(2)校核BC杆强度

FN2FN24*11.55*103?BC???Pa2?32ABC?dBC?*(20*10)4

?36.76*106Pa?36.76MPa????故BC杆满足强度要求。 （3）确定AB杆直径

A????FN其中 AAB??d2AB/44*23.09*103-3??m?22.5*10m?22.5mm6 ?????*58*104FN1所以 dAB取dAB?23mm

第二节 零件的剪切与挤压

工程实际中常用的一些连接件，例如螺栓、螺钉、铆钉、销钉、键、剪板机中的板材、木榫接头、焊接接头等，在外力作用下将主要产生剪切变形和挤压变形。

实例一

用铆钉链接两块钢板如图所示，铆钉受到钢板传递来的两个横向力F（垂直于零件轴线方向作用的力）的作用如图b所示。

实例二

用键连接轴和轴上的传动件（如齿轮、皮带轮等）如图a所示，使轴和传动件不发生相对转动，以传递扭矩。键的受力如图b

如图b所示，在外力Fp的作用下，截面发生相对错动的变形称为剪切变形。产生相对错动的截面m-m称为剪切面，剪切变形是零件的一种基本变形。剪切变形的受力特点是作用在零件两侧面的外力大小相等、方向相反、作用线相距很近。 螺栓除受剪切作用外，还在螺栓圆柱形表面和钢板圆孔表面相互压紧（图d），