第10练 连接件的剪切与挤压 山东省（春季高考）《机械基础知识》（高教版·第3版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第10练，内容为：连接件的剪切与挤压。 山东省（春季高考）一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第10练 第3章 强度与刚度 第4节 连接件的剪切与挤压 一、单项选择题 1. 如图所示，在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高（ ） A. 螺栓的拉伸强度 B. 螺栓的挤压强度 C. 螺栓的剪切强度 D. 平板的挤压强度 【答案】D 【解析】垫圈能增大螺栓头部或螺母与平板的接触面积，使载荷在平板上的分布更加均匀，从而减小平板孔边的挤压应力，提高平板的挤压强度。垫圈不能明显提高螺栓本身的拉伸、剪切或挤压强度，因此选D。 2. 已知钢板厚δ= 2mm，其极限切应力τb=250MPa，若用冲床在钢板上冲出一个周长为100mm的圆孔，需要冲力（ ）KN。（ ） A. 50 B. 157 C. 100 D. 314 【答案】A 【解析】冲孔时，钢板沿孔的周边发生剪切。剪切面积为孔的周长与板厚的乘积：A=Lδ=100×2=200 mm²。所需冲力为F=τbA=250×200=50000 N=50 kN。因此选A。 3. 切削速度的增加会导致以下哪种情况：（ ） A. 切削力减小 B. 切削温度升高 C. 切削表面粗糙度增加 D. 切削过程稳定性提高 【答案】B 【解析】切削速度增加会导致刀具与工件之间的摩擦增加，进而提高切削温度。 4. 螺纹的危险截面应在_______上（ ） A. 大径 B. 小径 C. 中径 D. 直径 【答案】B 【解析】螺纹牙根处的截面尺寸最小，承载面积也最小，受力时最容易发生破坏。因此，螺纹连接的危险截面通常按小径截面确定，答案为B。 5. 工程中广泛应用的各种连接件，如销钉、铆钉、键等，主要发生______变形。（ ） A. 扭转 B. 压缩 C. 拉伸 D. 剪切 【答案】D 【解析】销钉、铆钉和键等连接件主要用于传递横向载荷或转矩，连接件与被连接件之间的接触面会产生相对错动趋势，使连接件截面承受剪切作用。因此它们主要发生剪切变形，答案为D。 二、填空题 6. 在生产实践中，剪切与挤压常用于金属的______和______。 【答案】① 成形 ② 连接 【解析】剪切与挤压在金属加工中用于成形，如剪切板材、挤压型材等；也用于金属连接，如焊接前的准备工序。 7. 剪切和挤压强度校核都采用了______计算方法，剪切应力______均匀分布的，采用平均切应力，挤压面积采用______计算。 【答案】① 实用 ② 不是 ③ 正投影面积 【解析】剪切和挤压强度校核都采用实用计算方法。由于实际剪切应力在剪切面上的分布通常不均匀，工程计算中采用平均切应力进行校核。挤压应力按挤压面上的平均应力计算，挤压面积通常取接触面的正投影面积。因此各空依次为“实用”“不是”“正投影面积”。 8. 受横向载荷的铰制孔用螺栓连接，螺栓受______和______作用。 【答案】① 剪切 ② 挤压 【解析】这种连接中，螺栓主要承受剪切和挤压载荷。 三、综合应用题 9. 一套双剪切销轴连接中，销轴直径为12 mm，中间板厚度为8 mm，两侧板厚度均为4 mm，连接所受载荷为24 kN。载荷由中间板传给两侧板，取π为3.14。求：（1）销轴的剪切应力；（2）中间板与销轴接触面的挤压应力；（3）说明销轴和连接板分别主要承受哪种应力。 【答案】（1）销轴的剪切应力约为106.2 MPa。（2）中间板与销轴接触面的挤压应力为250 MPa。（3）销轴主要承受剪切应力，中间板和两侧板主要承受挤压应力。 【解析】（1）销轴承受双剪切，两个剪切面的总面积为2×3.14×12²÷4，剪切应力为24000÷（2×3.14×12²÷4），结果约为106.2 MPa。（2）中间板承担全部载荷，挤压面积为销轴直径与中间板厚度的乘积，挤压应力为24000÷（12×8），结果为250 MPa。（3）销轴被两个剪切面截断，主要发生剪切变形；销轴与板孔相互接触并传递载荷，板孔处主要承受挤压作用。 10. 某双剪切销轴连接承受30 kN载荷，销轴材料的许用剪切应力为60 MPa，连接板厚度为6 mm，板孔处的许用挤压应力为200 MPa。现有直径为24 mm和28 mm的销轴可供选择，取π为3.14。求：（1）按剪切强度计算销轴所需的最小直径；（2）分别计算直径为24 mm和28 mm销轴的剪切应力及连接板的挤压应力；（3）选择合适的销轴直径，并说明理由。 【答案】（1）按剪切强度计算，销轴所需的最小直径约为17.8 mm。（2）直径为24 mm时，销轴的剪切应力约为33.2 MPa，连接板的挤压应力约为104.2 MPa；直径为28 mm时，销轴的剪切应力约为24.4 MPa，连接板的挤压应力约为89.3 MPa。（3）选择直径为24 mm的销轴。两种销轴的剪切应力均小于许用剪切应力，且两种情况下连接板的挤压应力均小于许用挤压应力。直径24 mm已满足强度要求，且比28 mm更经济。 【解析】（1）销轴承受双剪切，两个剪切面的总面积为Aτ=2×πd²/4。按剪切强度条件F/Aτ≤[τ]，所需最小直径为d≥√(2F/(π[τ]))=√(2×30000/(3.14×60))≈17.8 mm。（2）直径为24 mm时，销轴的剪切应力为τ=30000/[2×3.14×24²/4]≈33.2 MPa。两侧连接板共同承受载荷，每侧板承受15000 N，单侧板孔处的挤压面积为dt=24×6 mm²，因此挤压应力为σp=15000/(24×6)≈104.2 MPa。直径为28 mm时，销轴的剪切应力为τ=30000/[2×3.14×28²/4]≈24.4 MPa，连接板的挤压应力为σp=15000/(28×6)≈89.3 MPa。（3）24 mm和28 mm销轴的剪切应力均小于许用剪切应力60 MPa，连接板的挤压应力也均小于许用挤压应力200 MPa。由于直径24 mm已满足两项强度条件，且尺寸较小、材料和加工成本较低，所以应选择直径24 mm的销轴。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第10练，内容为：连接件的剪切与挤压。 山东省（春季高考）一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第10练 第3章 强度与刚度 第4节 连接件的剪切与挤压 一、单项选择题 1. 如图所示，在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高（ ） A. 螺栓的拉伸强度 B. 螺栓的挤压强度 C. 螺栓的剪切强度 D. 平板的挤压强度 2. 已知钢板厚δ= 2mm，其极限切应力τb=250MPa，若用冲床在钢板上冲出一个周长为100mm的圆孔，需要冲力（ ）KN。（ ） A. 50 B. 157 C. 100 D. 314 3. 切削速度的增加会导致以下哪种情况：（ ） A. 切削力减小 B. 切削温度升高 C. 切削表面粗糙度增加 D. 切削过程稳定性提高 4. 螺纹的危险截面应在_______上（ ） A. 大径 B. 小径 C. 中径 D. 直径 5. 工程中广泛应用的各种连接件，如销钉、铆钉、键等，主要发生______变形。（ ） A. 扭转 B. 压缩 C. 拉伸 D. 剪切 二、填空题 6. 在生产实践中，剪切与挤压常用于金属的______和______。 7. 剪切和挤压强度校核都采用了______计算方法，剪切应力______均匀分布的，采用平均切应力，挤压面积采用______计算。 8. 受横向载荷的铰制孔用螺栓连接，螺栓受______和______作用。 三、综合应用题 9. 一套双剪切销轴连接中，销轴直径为12 mm，中间板厚度为8 mm，两侧板厚度均为4 mm，连接所受载荷为24 kN。载荷由中间板传给两侧板，取π为3.14。求：（1）销轴的剪切应力；（2）中间板与销轴接触面的挤压应力；（3）说明销轴和连接板分别主要承受哪种应力。 10. 某双剪切销轴连接承受30 kN载荷，销轴材料的许用剪切应力为60 MPa，连接板厚度为6 mm，板孔处的许用挤压应力为200 MPa。现有直径为24 mm和28 mm的销轴可供选择，取π为3.14。求：（1）按剪切强度计算销轴所需的最小直径；（2）分别计算直径为24 mm和28 mm销轴的剪切应力及连接板的挤压应力；（3）选择合适的销轴直径，并说明理由。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $