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第七章 铆接、焊接、胶接和过盈连接
7—1 （3） ；7—2 对接焊缝 ；角焊缝 ；同一平面内 ；不同平面内 ； 7—3 剪切 ； 拉伸 ；7—4 （4） ； 7—5 （3） ； 7－6 答：
按铆缝性能的不同分为强固铆缝，强密铆缝和紧密铆缝。强固铆缝用于以铆接强度为基本要求的 铆缝；强密铆缝用于不但要求具有足够的强度，而且要求保证良好的紧密性的铆缝；紧密铆缝用于仅以 紧密性为基本要求的铆缝。
7－7 答：
铆钉连接的破坏形式为铆钉被剪断，被铆板挤压、剪切、拉伸等破坏。校核铆钉连接时，应校核
被铆件的拉伸强度条件，校核被铆件孔壁的挤压强度条件，以及校核铆钉的剪切强度条件，见教材中式
（7－1）、（7－2）、（7－3）。
7－8 答：
焊缝的强度与被焊件本身的强度之比，称为焊缝强度系数。对于对接焊缝，当焊缝与被焊件边线的
夹角 α ≤ 45 时，焊缝的强度将不低于母板的强度。
7－9 答：
当焊接结构中有角钢等构件时，因为角钢截面的形心在角钢宽度方向上是不对称的，应该采用不 对称侧面焊缝，两侧焊缝的长度按式（7－5）计算。
7－10（略） 7－11（略） 7－12 答：
过盈连接的装配方法有压入法和胀缩法，在过盈量相同的情况下，采用胀缩法装配的过盈连接， 可减少或避免损伤配合表面，因此紧固性好。
7－13 答：
过盈连接的承载能力是由连接的结构尺寸，过盈量、材料的强度以及摩擦系数、表面粗糙度、装配
方法等共同决定的。
7－14 答：
可主要采取以下几种措施来提高连接强度：①增大配合处的结构尺寸，从而可减小过盈量，降低连 接件中的应力；②增大包容件和被包容件的厚度，可提高连接强度；③改用高强度的材料；④提高配合
面的摩擦系数，从而减小过盈量。
7—15 解： 1．确定许用应力
被铆件的材料为 Q235，查表 7-1，取[σ ] = 210MPa ，[σp] = 420MPa 。铆钉的材料为 Q215，查表 7-1，取 [τ] = 180MPa 。
2．验算被铆件的强度
被铆件上的拉伸应力可由下式简化计算。其中 d = 2δ = 2×10 = 20mm 。
σ =
F d δ =
× 3 200 10 × = (180 ? 3× 20) 10
166.7MPa < [
σ
被铆件上的挤压应力
(b ?3 )
]
σ p =F=×
参考.资料
200 103
满
σ
142.9MPa < [ ] 足强度条件。 δ
=
d z .. .. .. ..
p 20 ×10
×
12
7
参考.资料
.. .. .. ..
1．验算铆钉的剪切强度
满足强度条件。
7—16 解：
× 3 τ π 2 = 4× 200 10 =
2 = d z π
× × 20 7
4F 90.9MPa < [
τ
]
1．确定许用应力
被焊件的材料为 Q235，采用普通方法检查焊缝质量，查表 7-3，取[σ ′] = 180MPa ， [τ ′] =
140MPa 。
2．校核焊缝强度
对接焊缝和搭接焊缝所能承受的载荷分别为
F1≤ bδ[σ ′] = 170×12×180 = 367200N F2≤ 0.7b1δ [τ ′] = 0.7× 80 ×12 ×140 = 94080N
焊缝所能承受的总载荷
FΣ=F+ F= 367200 + 94080 = 461280N ≈ 461kN
1
2
焊缝所受到的工作载荷 F = 400kN < FΣ
7—17 解：
1．计算最小过盈量 Δmin
，满足强度条件。
+0.046 +0.
169
过盈连接的配合为 H7/s6，查手册得孔公差为Φ 2500。轴公差为Φ 250+0.140 ，最小有效过盈量
δmin= 140 ? 46 = 94μm 。查表 7-6，表面粗糙度 Ra= 0.8μm 对应于 Rz= 3.2μm 。由公式（7-12），采用压 入法和胀缩法装配得到的最小过盈量分别为
δ μ δ
压入法：
Δ
minmin
=
胀缩法：
? = ? +
min
2 0.8(R1Rz2)
= 94 ? 0.8× (3.2 + 3.2) μ
88.9 =
zm
Δmin= δmin= 94μm
2．计算配合面间的最小径向压力 pmin
包容件的材料为铸锡磷青铜，查得 E2= 1.13×105MPa ， μ2= 0.35 。被包容件的材料为铸钢，查得
μ1= 0.3 。两者的刚度系数分别为 E1= 2
×105MPa ，
+ 2
= d d μ 250 210 c 1 ? = ? 0.3 = 5.49 1 2 2 2 1 ? 2 ? 250 210 d d1
+
+
c = d2d
2
2 2
2 2
2
2
+ 2
μ 280 250 + 0.35 = 9.21 + = 2 2
2
2
2
? d2d
? 280 250
由公式（7-11），采用两种方法装配，配合面间的最小径向压力分别为 压入法：
参考.资料
88.9 Δmin = = 3.26MPa pmin= 9.21 c1 c2 3 × 5.49+ × 3 d(
+ ×
E E ) 10 250 (
×
胀缩法：
.. .. .. ..
5 5 )× 10
1 2 1.13 10 2 10
94 = 3.45MPa pmin=
× 5.49 + 9.2×3
5
250 ( × 5
1 ) 10
2 10
× 1.13
10
3．计算允许传递的最大转矩 T
由公式（7-9），两种装配方法允许传递的最大转矩分别为
参考.资料
13
.. .. .. ..
2
压入法：
= ? T ≤ Pminπd lf =
3.26 × × 2502× 60×
1920N m 2
T ≤ 3.45× × 250× 60× = ?
2032N m 0.1
2
2
π 2 π 0.1 胀缩法：
7—18（略） 7—19 解：
1．计算切向键连接传递的转矩
根据轴径 d = 100mm ，查手册得普通切向键的尺寸为：t = 9mm ，取 c = 0.7mm ， f
= 150mm ，
= 0.15 ，l
由公式（6-4）普通切向键连接所允许传递的转矩
1 T ≤
1
(0.5 f +
1000 1000
0.45)dl(t ? c)[ ]
p
σ
= 1 × (0.5× 0.15 + 0.45)×100 ×150 × (9 ?
0.7)×100 =
?
6536N m
2．计算渐开线花键连接传递的转矩
渐开线花键的参数为： z = 19 ， h = m = 5mm， l = 150mm ， dm= mz = 5×19 = 95mm ，取ψ =
0.75。
由公式（6-5），渐开线花键连接所允许传递的转矩
T ≤
2
1
ψ
3．计算 Z2 型胀套连接传递的转矩 套串
2000
zhldmp
σ
[ ] =
1
× ?
0.75 ×19 × 5 ×150 × 95×100 = 50766N
m
2000
根据轴径 d = 100mm ，查手册得 Z2 型胀套的额定转矩 [T ] = 9.6kN ? m ，查表 6-4，两个 Z2 型胀联使用时的额定载荷系数 m = 1.8 ，总额定转矩
7—20 解：
1．计算螺栓连接传递的转矩 螺栓的性能等级为 8.8 级，查表 5-8，σs= 640MPa 。按螺栓连接受静载荷，不控制预紧力，查表 5-10，取 s = 5 ，则许用应力[σ ] = σs/ s = 640 / 5 = 128MPa 。查手册，M8 螺栓 d1= 6.647mm ，由公式（5-28），
螺栓连接的预紧力
πd σ
1[]=× 2
[Tn] = m[T ] = 1.8× 9.6 103?
× = 17280N m
π
2
×
3416.7N
F0≤×
1.3
z
6.647 128 = ×
4 1.3 4
取 f = 0.15， Ks= 1.2 ，由公式（5-10），螺栓连接所允许传递的转矩
∑
参考.资料