实验指导书—机械设计(1)new

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1、机械设计实验指导书苏志部张雯娟编机械设计制造及其自动化三明学院物理与机电工程学院机械教研室2011年15实验一动静态螺栓联接实验一、实验目的（1）掌握静态螺栓的静态载荷与变形的测量分析方法。（2）掌握动态螺栓的静态载荷与变形的测量分析方法。（3）掌握螺栓和被联接件的受力和应变的测试分析和理论分析方法。二、实验原理本实验需配置LDJ-B螺栓联接综合实验台一台，LDJ-B静动态测量仪一台，计算机及专用软件等实验设备及仪器。图1螺栓联接实验台的结构螺栓联接实验台的结构如图1所示。联接部分包括M16空心螺栓、大螺母、垫片组成。空心螺栓贴有测拉力和扭矩的两组应变片，分别测量螺栓在

2、拧紧时，所受预拉力和扭矩。空心螺栓的内孔中装有M8螺栓，拧紧或松开其上的手柄杆，即可改变空心螺栓的实际受载截面积，以达到改变联接件刚度的目的。被联件部分由上板、下板和圆环组成，圆环上贴有应变片，测量被联接件受力的大小，中部有锥形孔，插入或拨出锥塞即可改变圆环的受力，以改变被联接件系统的刚度。15实验台采用双顶杆四导杆加载装置，加载平稳，避免过大偏载的产生，测试结果稳定可靠。加载部分由蜗杆、蜗轮、挺杆和弹簧组成，挺杆上贴有应变片，用以测量所加工作载荷的大小，蜗杆一端有一皮带轮与电机相联，另一端装有手轮，启动电机或转动手轮使挺杆上升或下降，以达到加载、卸载（改变工作载荷）的

3、目的。1.力与变形协调关系在螺栓联接中，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联结件受压力，产生压缩变形。根据螺栓和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如图3所示。当螺栓受轴向工作载荷F作用时，其拉力由预紧力增加到总拉力。被联接件的压紧力减少到剩余预紧力。这时，螺栓伸长变形的增量，等于被联接件压缩变形的恢复，即，也就是说变形的关系是协调的。因此图3又称变形协调图。 图3 螺栓联接变形协调图力与变形之比称为刚度。为螺栓刚度；为被联接件刚度。称为螺栓的性对刚度。在力—变形图上，刚度表现为图线的斜率。为了提高螺栓的疲劳强度，通常采用降低或增加的方法以降低载荷的变

4、化值。152.主要公式螺栓联接的受力和变形，可用贴在试件上的电阻应变片，配以电阻应变仪加以测量。通常应变仪测量的是微应变，应变片的接线按半桥接到应变仪上。材料在弹性限度内，应力与应变的关系为：故螺栓拉力为：被联接件（套筒）压力为：螺栓伸长变形为：套筒压缩变形为：轴向工作载荷由测力环中百分表读数测出：式中：——测力环刚度，百分表1格；     ——百分表读数，小格数。三、实验步骤（一）认真阅读实验指导书。（二）做好实验台及仪器预调与连接工作。（1）实验台.取出圆环上两锥塞，松开空心螺栓上的M8小螺杆，装上刚性垫片，转动手轮，使挺杆降下，处于卸载位置。将两块千分表分别安装在

5、表架上，使表头分别与上板面（靠外侧）和螺栓顶面接触，用以测量联接件(螺栓)与被联接件的变形量。手拧大螺母至恰好与垫片接触。(预紧初始值)螺栓不应有松动的感觉，分别将两千分表调零。（2）测量仪。配套的4根输出线的插头将各点插座连接好，分别与实验台相对应接口联接好。15（3）计算机。用配套的并口数据线接仪器背面的5芯插座．另一头连接计算机上的PCI-8310采集卡串口。启动计算机，按软件使用说明书要求的步骤操作进入实验台螺栓实验界面后。单击“开始实验”键后，对“应变测量值”框中数据清零，如串口数据线连接无误．则该输人框中，会有数据显示并跳动。（三）静态螺栓实验：1)标定后，

6、自动回复主界面，点击“实验选择”选择实验项目。2)点击“开始实验”，将各仪表复位。3)预紧螺杆为第二次预紧值。4)将千分表值填入“变形值输入”，点击“预紧采集”。5)将凸轮摇至最高点，将千分表读数填入“变形值输入”，点击“加载采集”。6)点击“实测图”得出实测曲线，点击“理论图”，得出理论曲线。7)点击“数据保存”，完成实验。（四）整理实验报告（附表1）测点项目螺栓（拉）螺栓（扭）双圆环（压）挺杆（压）标定系数应变值（）加载前加载后力（N）加载前QPQP加载后QF千分表读数（）F15实验二带传动实验一、实验目的1、观察带传动中的弹性滑动和打滑现象以及它们与带传递的载荷之

7、间的关系。2、测定弹性滑动率与所传递的载荷和带传效率之间的关系，绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。3、了解带传动实验台的设计原理与扭矩、转速的测量方法。二、实验原理由于弹性滑动率ε之值与打滑现象的出现，以及带传动的效率η都与带传递的载荷的大小有密切关系。电动机和发电机的外壳支承在支座的滚动轴承中，并可绕与转子相重合的轴线摆动，当电动机启动和发电机负载后，由于定子磁场和转子磁场的相互作用，电动机的外壳将向转子旋转的同向倾倒，发电机的外壳将向转子旋转的反向倾倒，它们的倾倒力矩可分别通过固定在定子外壳上的测力计所测得的力矩来平衡。即：主动轮上