机械设计实验指导书答案.doc

机 械 设 计 实 验 指 导 书 滨州学院机电工程系 实验一 螺栓连接静、动态实验 一、实验目的 1. 了解螺栓连接在拧紧过程中各部分的受力情况。 2. 验证受轴向工作载荷时，预紧螺栓连接的变形规律及对螺栓总拉力的影响。 3. 通过螺栓的动载实验，改变螺栓连接的相对刚度，观察螺栓动应力幅值的变化，以验证提高螺栓连接强度的各项措施。 二、实验设备及仪器 CQL-A螺栓连接综合实验台一台，CQYDJ－4静动态测量仪一台，计算机及专用软件等实验设备及仪器。 三、实验原理 螺栓连接实验台的结构与工作原理。如图1所示。 1．螺栓部分包括M16空心螺栓、大螺母、组合垫片和M8小螺杆组成。空心螺栓贴有测拉力和扭矩的两组应变片，分别测量螺栓在拧紧时，所受预紧拉力和扭矩。空心螺栓的内孔中装有M8小螺杆，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，以达到改变连接件刚度的目的。组合垫片设计成刚性和弹性两用的结构，用以改变被连接件系统的刚度。 2．被连接件部分由上板、下板和八角环、锥塞组成，八角环上贴有一组应变片，测量被连接件受力的大小，中部有锥形孔，插入或拨出锥塞即可改变八角环的受力，以改变被连接件系统的刚度。 3．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）的目的。 四、实验方法及步骤 1. 螺栓连接静态实验方法与步骤 1）用静动态测量仪配套的4根信号数据线的插头端将实验台各测点插座连接好，各测点的布置为：电机侧八角环的上方为螺栓拉力，下方为螺栓扭力。手轮侧八角环的上方为八角环压力，下方为挺杆压力。 2）打开测量仪电源开关，启动计算机，进入软件封面，单击“静态螺栓实验”，进入静态螺栓实验主界面。 3）进入静态螺栓主界面，单击“实验项目选择”菜单，选 “空心螺杆”项，（默认值）。 4）转动实验台手轮，挺杆下降，使弹簧下座接触下板面，卸掉弹簧施加给空心螺栓的轴向载荷。将用以测量被连接件与连接件（螺栓）变形量的两块千分表，分别安装在表架上，使表的测杆触头分别与上板面和螺栓顶端面少许（0.5mm）接触。 5）手拧大螺母至恰好与垫片接触。螺栓不应有松动的感觉，分别将两千分表调零。单击“校零”键，软件对上一步骤采集的数据进行清零处理。 6）用扭力矩扳手预紧被试螺栓，当扳手力矩为30～40Nm时，取下扳手，完成螺栓预紧。 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 图1 螺栓连接实验台结构图 7）将千分表测量的螺栓拉变形值和八角环压变形值输入到相应的“千分表值输入”框中。 a)单击“预紧”键进行螺栓预紧后，预紧工况的数据采集和处理。同时生成预紧时的理论曲线。 b)如果预紧正确，单击标定键进行参数标定，此时标定系数被自动修正。 c)用手将实验台上手轮逆时钟（面对手轮）旋转，使挺杆上升至一定高度（≤15mm），压缩弹簧对空心螺栓轴向加载，力的大小可通过上升高度控制，塞入φ15mm的测量棒确定，然后将千分表测到的变形值再次输入到相应的“千分表值输入”框中。 d)单击“加载”键进行轴向加载工况的数据采集和处理，同时生成理论曲线与实际测量的曲线图。 e)如果加载正确，单击标定键进行参数标定，此时标定系数被自动修正。 2. 螺栓连接动态实验 1）螺栓连接的静态实验结束返回封面，单击“动态螺栓”进入动态螺栓实验界面。 2）重复静态实验方法与步骤。如果你已经做了静态实验，则此处不必重做 3）取下实验台右侧手轮，开启实验台电动机开关，单击“动态”键，使电动机运转。进行动态工况的采集和处理。同时生成理论曲线与实际测量的曲线图。 五、注意事项 1. 电机的接线必须正确，电机的旋转方向为逆时针（面向手轮正面） 2. 进行动态实验，开启电机电源开关时必须注意把手轮卸下来，避免电机转动时发生安全事故，并可减少实验台振动和噪声。 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，以及它们与带传递载荷之间的关系。 2. 测定并绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线，了解带传动所传递载荷与弹性滑差率及传动效率之间的关系。 二、实验仪器及工作原理 1. 电动机移动底板 2. 砝码及砝码架 3. 力传感器 4. 转矩力测杆 5. 电动机 6. 试验