机械设计实验指导书.docx
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1、机械设计实验指导书实验指导书(机械设计及其自动化专业用)编写:梁华琪班级:学号:姓名:安徽建筑工业学院机电系机械实验室2007年9月实验一螺栓联接实验2实验二带传动实验6实验三机械传动性能综合实验9实验四蜗杆传动效率测试实验14实验五动压轴承实验18实验六摩擦磨损试验22实验七轴系结构分析与设计实验31实验八链与万向节传动系统实验35实验九减速器结构分析实验37实验一螺栓联接实验实验学时:2实验类型:验证性实验要求:必开一、实验目的现代各类机械中,广泛应用螺栓进行联接,如何计算与测量螺栓受力情况及静、动态特性参数,是工程技术人员的一个重要课题。本实验通过对螺栓的受力进行测试与分析要求达到下述目
2、的。1、熟悉螺栓联接在拧紧过程中各部分的受力情况。2、计算螺栓相对刚度,并绘制螺栓联接的受力变形图。3、验证受轴向工作载荷时,预紧螺栓联接的变形规律,及对螺栓总拉力的影响。4、通过螺栓的动载实验,改变螺栓联接的相对刚度,观察螺栓动应力幅值的变化,以验证提高螺栓联接强度的各项措施。二、实验项目1ZS螺栓联接综合实验台可进行下列实验项目:1、(空心)螺栓联接静、动态实验。(空心螺栓+刚性垫片+无锥塞)2、改变螺栓刚度的联接静、动态实验。(空心螺栓、实心螺栓)3、改变垫片刚度的静、动态实验。(刚性垫片、弹性垫片)4、改变被连接件刚度的静、动态实验。(有锥塞、无锥塞)三、实验设备及仪器该实验需1ZS螺
3、栓联接综合实验台一台,CQYDJ4静动态测量仪一台,计算机及专用软件等实验设备及仪器。1、螺栓联接实验台的结构与工作原理。如图1所示。1)螺栓部分包含M16空心螺栓、大螺母、组合垫片与M8小螺杆构成。空心螺栓贴有测拉力与扭矩的两组应变片,分别测量螺栓在拧紧时,所受预紧拉力与扭矩。空心螺栓的内孔中装有M8小螺杆,拧紧或者松开其上的手柄杆,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。组合垫片设计成刚性与弹性两用的结构,用以改变被联接件系统的刚度。2)被联接件部分由上板、下板与八角环、锥塞构成,八角环上贴有一组应变片,测量被联接件受力的大小,中部有锥形孔,插入或者拨出锥塞即可改变八
4、角环的受力,以改变被联接件系统的刚度。3)加载部分由蜗杆、蜗轮、挺杆与弹簧构成,挺杆上贴有应变片,用以测量所加工作载荷的大小,蜗杆端与电机相联,另一端装有手轮,启动电机或者转动手轮使挺杆上升或者下降,以达到加载、卸载(改变工作载荷)的目的。图1螺栓联接实验台的结构1、电动机2、蜗杆3、凸轮4、蜗轮5、下板6、扭力插座7、锥塞8、拉力插座9、弹簧10、空心螺杆11、千分表12、螺母13、组合垫片(一面刚性一面弹性)14、八角环压力插座15、八角环16、挺杆压力插座17、M8螺杆18、挺杆19、手轮20上板4)要紧技术参数、螺栓材料为40Cr、弹性模量E=206000Nmm2,螺栓杆外直径D1=I
5、6mm,螺栓杆内直径D2=8mm,变形计算长度1=I60mm。、八角环材料为40Cr,弹性模量E=206000Nmm201=Io5mm。、挺杆材料为40Cr、弹性模量E=206000Nmm2,挺杆直径D=14mm,变形计算长度1=88mm2、1SD-A型静动态测量仪的工作原理及各测点应变片的组桥方式。实验台各被测件的应变量用CQYDJ-4型静动态测量仪测量,通过标定或者计算即可换算出各部分的大小。该仪器的工作原理方框图请参看CQYDJ-4型静动态测量仪使用说明书。CQYDJ-4型静动态测量仪是利用金属材料的特性,将非电量的变化转换成电量变化的测量仪,应变测量的转换元件一一应变片是用极细的金属电
6、阻丝绕成或者用金属箔片印刷腐蚀而成,用粘剂将应变片牢固的贴在被测物件上,当被测件受到外力作用长度发生变化时,粘贴在被测件上的应变片也相应变化,应变片的电阻值也随着发生了AR的变化,这样就把机械量转换成电量(电阻值)的变化。用灵敏的电阻测量仪一一电桥,测出电阻值的变化RR,就可换算出相应的应变,并可直接在测量仪的液晶128X64点阵的大显示屏读出应变值。通过A/D板该仪器可向计算机发送被测点应变值,供计算机处理。1ZS螺栓联接综合实验台各测点均使用箔式电阻应变片,其阻值为120Q,灵敏系数k=2.20,各测点均为两片应变片,按半桥测量要求粘贴构成如图2所示半桥电路(即测量桥的两桥臂),图中A、B
7、、C三点分别应为连接线中的三色细导线,其黄色线(即B点)为两应变片之公共点。3、计算机专用多媒体软件及其他配套器具1)需要计算机的配置为带RS232口主板;2)实验台专用多媒体软件,该软件可进行螺栓静态联接实验与动态联接实验的数据结果处理、整理,并打印出所需的实测曲线与理论曲线图,待实验结束后进行分析。图2半桥电路3)专用扭力扳手0-200Nm一把,量程为O-Imm的千分表两个。四、实验方法及步骤以出厂设定(实验台八角环上未装两锥塞,松开空心螺栓上的M8小螺杆手柄,组合垫片换成刚性的。)的空心螺栓联接静动态实验为例说明实验方法与步骤()螺栓联接静态实验方法与步骤1)用静动态测量仪配套的4根信号
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