的外载荷为16kN，试求：
（1）作用在每个螺栓上的合成载荷； （2）螺栓的最大剪应力； （3）螺栓的最大挤压应力。 解：（1）应用力的平移原理，将力P向接缝面中心O简化，由题解图可见螺栓组接缝面受：
向下的滑移载荷 P=16kN
绕中心O旋转的扭矩 T=16×425=6800Nm 由于滑移载荷P的作用，各螺栓要承受的垂直剪切载荷为 V=P/4=16/4=4kN
因扭矩T的作用，各螺栓所受的剪切载荷R，而Rmax为
T?rmax R?maxz2?rii?1 由图可见，r1?r2?r3?r4?rmax? 故 Rmax?602?752?96.0mm,z?4。
T?rmaxT6800???17.7kN 24?rmax4?rmax4?96.0 按比例将剪力V与剪力R绘于题解图中，并应用平行四边形法则求得合力。求得最大合力的大小
为 Fmax = F1 = F2 = 21.0 kN
（2）螺栓1和2承受最大的剪切载荷，由国标中查得d1=17mm，螺栓杆剪切的危险截面面积是
22??d1???17?227mm2 A??44Fmax21.0?103 所以剪应力为 ????92.5Mpa
A?227 （3）由于钢板与螺栓的接触长度比较小，所以最大挤压应力将发生在螺栓杆与钢板的孔壁之间，其挤压
2面积是 Ap?d1?t?17?8?136mm
Fmax21.0?103 所以挤压应力是 ?p???154.4Mpa
Ap136
题16图
11
题解16图
17. 图示的底板螺栓组联接，受外力R的作用。外力R作用于包含X轴并垂直于底板接逢面内，
试分析底板螺栓组联接的受力情况，并判断哪一个螺栓受力最大？保证联接安全工作的必要条件有哪些？
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题17图
解：（1）联接的受力分析
将R力在作用面内分解为平行于X、Y轴的两个分力H与V，如图a。 H=Rcosθ V=Rsinθ
根据力的平移定理，将V力平移至接缝面中心O，并加上力矩MV，如图b所示，则得接缝面的载荷为 轴向力（使接缝面分离）V=Rsinθ 倾覆力矩（使接缝面绕ZZ轴旋转）MV=-Vl
同理，将H力平移到中心O，并加上力矩MH，如图c所示，则得载荷为 横向力（使接缝面滑移）H=Rcosθ
倾覆力矩（使接缝面绕ZZ轴旋转）MH=Hh 根据力、力矩的叠加原理，联接的受力情况为 倾覆力矩 M=MH+MV=Hh-Vl 横向力 V=Rsinθ 轴向力 H=Rcosθ （2）螺栓的受力情况
对于螺栓组来说，各个螺栓在拧紧后都受有预紧力F?的作用。在载荷R作用后，每个螺栓要受到V/8
的轴向力作用；横向力H则由接缝面间产生的摩擦力（8F-V）f来平衡。在倾覆力矩M的作用下，若M沿顺时针方向时，则ZZ轴左侧的螺栓受到轴向加载作用，而右侧螺栓所受载荷减小，并且距ZZ轴越远影响越大，因此可以判明ZZ轴左侧1-1行的螺栓受力最大（图d），应对它进行强度校核。 （3）此联接安全工作的必要条件
根据以上的分析，除螺栓必须具有足够的强度外，对联接来说，在R力的作用下接缝面的应力状态如
图d所示，由图可见，为保证联接的安全工作必须： 接缝面右端的最大挤压应力（∑σ
max
=σp-σv+σM）小于或等于接缝面的许用挤压应力[σ]P。式中，
σp—螺栓预紧力在接缝面产生的压应力；
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为了避免接缝面间产生间隙，接缝面左端的最小挤压应力（∑σ （8F-V）f>=H
min
=σp-σv-Σm）不得小于零 ；
在横向力H的作用下，接缝面不应产生相对滑动，即接缝面间的摩擦阻力应大于或等于H
18. 图示为一固定在砖墙上的托架。已知:载荷Q=4.8kN，底板高h=340mm，宽b=150mm，载荷
0
作用线与铅垂线的夹角α=50，砖墙许用挤压应力[σ]p=2Mpa，结合面摩擦系数fs=0.3，试设计此联接。
题18图 题20图
19. 在简答题20题中，凸缘联轴器传递的扭矩T=150Nm，载荷平稳，螺栓数z=6，螺栓均匀分
布在D=100mm的圆周上，结合面摩擦系数f=0.16，可靠系数kf=1.2，求螺栓直径。 20. 图示某机构上的拉杆端部采用粗牙普通螺纹联接。已知：拉杆所受最大载荷F=15KN，载荷
很少变动，拉杆材料为A3钢，?S=216Mpa，[S]=1.6，试确定拉杆螺纹的直径。
第7章 键、花键、销、成形联接
一、 填空或选择题
1. 平键的横剖面为 。
（1）椭圆 （2）圆 （3）半圆 （4）矩形 2. 平键联接的可能失效形式有 。
（1）疲劳点蚀 （2）弯曲疲劳破坏
（3）胶合 （4）压溃、磨损、剪切破坏等 3. 楔键联接与平键联接相比，前者对中性 。 （1）好 （2）差 （3）相同 （3）无法比较 4. 导键固定于 。
（1）轴槽 （2）轮毂 （3）轴上零件 （4）轴端 5. 半圆键联接具有 的特点。
（1）对轴的强度削弱小 （2）工艺性差、装配不方便
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（3）调心性好 （4）承载能力大 6. 销联接主要用于 。
（1）传递较大载荷 （2）定位
（3）承受静拉应力 （4）承受疲劳循环拉应力 7. 楔键联接中，楔键的工作面是 面。
8. 选择普通平键时，根据 从国家标准中查取键的 尺寸，然后按轮毂宽度
选择键长L。
9. 花键联接按其齿形不同，可分为 、 、 花键联接。 10. 渐开线花键的定心方式有 、 。 11. 常用的无键联接形式有 、 。
12. 花键联接的主要失效形式是 、 。 二、简答题
1. 花键联接与平键联接相比，有哪些特点？
2. 两零件间使用定位销为什么一般数目不少于两个？ 3. 矩形花键联接外径定心有何特点？应用于何场合？ 4. 渐开线花键与齿轮齿形相比，有何差别？
5. 圆头、方头普通平键各有何优缺点，分别用在什么场合？圆头、方头普通平键的轴上键槽
是怎样加工的？
6. 为何矩形花键和渐开线花键应用最广？三角形花键多用在什么场合？ 7. 若某轴与轮毂的平键联接强度不够，应采取什么措施？
0
8. 为何采用两个平键时，一般设置在同一轴段上相隔180的位置？
三、计算题
1. 某试验台的输出轴端装一卷筒，该处轴的直径d=14mm，选用A型平键联接，其中b=4mm，
h=4mm，L=18mm，键及轮毂材料均为45号钢，载荷平稳，[σp]=130Mpa，试求此键联接按
挤压强度所能传递的转矩。取h??h，h?为键与毂的接触高度。
22. 某齿轮与轴之间采用B型平键联接，已知：T=5000.Nm，轴径d=100mm，且b=28mm，h=16mm，
L=150mm，取h??h（h?为键与毂的接触高度），键及轮毂材料均为45号钢，[σp]=130Mpa，
2试校核该键联接的挤压强度。
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