机械设计实验指南.doc

机 械 设 计 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 目 录 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，如何计算和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和分析要求达到下述目的。 1、了解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 LZS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LZS螺栓联接综合实验台一台，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。 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，以达到改变联接件刚度的目的。组合垫片设计成刚性和弹性两用的结构，用以改变被联接件系统的刚度。 2）被联接件部分由上板、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八角环的受力，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。 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）主要技术参数 ①、螺栓材料为40Cr、弹性模量E=206000 N/mm2，螺栓杆外直径D1=16mm，螺栓杆内直径D2=8mm，变形计算长度L=160mm。 ②、八角环材料为40Cr，弹性模量E=206000 N/mm2。L=105mm。 ③、挺杆材料为40Cr、弹性模量E=206000 N/mm2，挺杆直径D=14mm，变形计算长度L=88mm。 2、LSD-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——应变片是用极细的金属电阻丝绕成或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ΔR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——电桥，测出电阻值的变化ΔR/R，就可换算出相应的应变ε，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