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430a)以及拉杆或撑杆的连接等(图430b),通常都采用销轴连接。
图430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
W
MW
W
式中M──销轴承受的最大弯矩;
(443)
Wd3──销轴抗弯截面模数;
32
W──许用弯曲应力,对于45号钢W360MPa。
(二)销轴抗剪强度验算
max
QSIb
Q
d312
d464
d
16Q3d2
(444)
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
1
fc
Pd
c
(445)
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,c14。(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431a中的水平截面
bb及垂直截面aa)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431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
ppmaxsi
由图431a,根据拉板的平衡条件可得
(446)
P
2
20
prdsi
2pmaxr
2si
2d
0
rpmax2
则
pmax
2Pr
(447)
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。
2
f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431b所示。根据平衡条件Y0,得
Nb
P2
(448)
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:
M
Mb
NbR1cos
0
prdRsi
将
Nb
P2
及
p
pmax
si
2Pr
si
代入上式,得
M
Mb
12
PR1cos2
PR0si
si
d
M
b
12
PR1
cos
1
PRsi
cos
(449)
令,即得aa截面的弯矩:
2
Ma
Mb
12
PR
1
PR
(450)
因为拉板的结构和受力是对称的,故aa截面的转角a应等于零,即
a
2
M
dS
0EI
2
M
Rd
0
0EI
将式(449)代入上式
REI
20
Mb
12
PR1
cos
1
PRsi
cos
d
REI
Mb
12
PR2
2
PR
0
则
Mb
42
1PR2
0095PR
将式(451)代入式(450),得
(451)
Ma
4
2
1
PR
0087PR
由图431b,根据平衡条件X0,得
(452)
Na
2
prdcos
2P
2si
cosd
P
032P
0
0
(453)
3
r