机械设计试验指导书

机械设计实验指导书

(机械类)

洪英 刘文吉编

________学院________专业____班

姓名___________

天津工业大学机电学院 机械基础实验中心

目 录

实验一 螺栓组联接实验 ................................................................................................................. 1 实验二 机械传动效率实验 ............................................................................................................. 3 实验三 液体动压径向滑动轴承实验 ........................................................................................... 14 实验四 轴系结构设计实验指导书 ............................................................................................... 18

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实验一 螺栓组联接实验

一、实验目的

1. 实测受翻转力矩作用下螺栓组联接中各螺栓受力情况; 2. 深化课程学习中对螺栓组联接螺栓实际受力的认识; 3. 进一步熟悉电阻应变片应变测量方法。

二、实验原理与方法

1. 结构简述

本实验采用II型多功能螺栓组联接实验台（参见图1.1a），配有数显式静态电阻应变仪。机座1与被联接件4用双排共10个螺栓2联接，连接面之间加有垫片8（橡胶或其它材料），6为杠杆加载系统，砝码7的重力通过杠杆系统 1:75 增力后作用于被联接件上，从而使被联接件受到翻转力矩的作用。每个螺栓上都贴有电阻应变片(参见图1.1b)，用以测量螺栓的受力大小。当10个螺栓把被联接件均匀预紧后，在翻转力矩作用下，被联接件有绕对称轴翻转的趋势，每个螺栓的受力将发生变化，通过电阻应变片用电阻应变仪进行测量，便可测得螺栓组的载荷分布（每个螺栓的受力情况）。

a b

1.机座 2.螺栓 3.测试梁 4.被联接件5.测试齿6.杠杆系统 7.砝码 8.垫片

图1.1 实验台结构示意图

2. 主要技术参数

1) 螺栓中段直径：d=6.5mm; 2) 螺栓材料的弹性模量：E=205Gpa; 3) 加载杠杆比： 1:75；

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4) 被联接件悬臂长：L=214m 5) 各相邻螺栓的垂直间距离=33mm

图1.2 实验螺栓安装及贴片图 图1.3 单片测量连线图

三、实验步骤与要求

1. 仪器连线

将每个螺栓上电阻应变片的联线接到电阻应变仪的接线箱上（采用半桥测量方法，参见图1.3）。 2. 螺栓初预紧

首先用手将螺栓组各螺栓左端螺帽I用手尽力拧紧，然后再用手将右端各螺帽II也尽力拧紧（初预紧前，应先抬起杠杆加载系统，不使加载系统的自重加到螺栓组连接件上）。 3. 应变测量点预调平衡

在各螺栓初预紧后，以此作为初始状态，进行各螺栓应变测量的调零（预调平衡），把各应变测量点尽可能调到“零”读数。 4. 螺栓加预紧力F＇

安装好杠杆加载系统后，给各螺栓加上尽可能相同的一定量的预紧力。为防止螺栓受扭矩影响，一定要用扳手拧右端的螺帽II来预紧（螺栓的右端有一段为矩形断面，用以防止螺栓产生扭转变形）。在预紧过程中，各螺栓的预紧力会相互影响，所以，应先后交叉并重复对螺栓进行预紧，使各螺栓都预紧到接近相同的设定预应变量（建议ε预=300~400με）。为此，可能要反复调整多次。 5. 进行加载实验

螺栓预紧完毕后，即可在杠杆加载系统上挂上砝码P进行测试。加载后从电阻应变仪上逐点读出各螺栓在翻转力矩M=P?L作用下的总应变值。

注意：为避免螺栓超载损坏，任意螺栓的总应变值（预紧应变+工作应变）不应超过容许的最大应变值（εmax<800με）。

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实验二 机械传动效率实验

效率是表征机械性能好坏一个重要经济指标，也说明该机械输入功率的利用程度。但效率值的大小用理论的方法来决定是很困难的。因为效率与功率的损耗有关，而理论上是不可能把全部影响功率损耗的因素都估计到，因此实践中都是通过实验的方法来求得效率的数据。在进行效率实验时，有时是以整个传动部件（如减速器）进行实验，也有时只进行一对传动元件（如一对齿轮或带传动）进行实验。但其计算效率的公式都是一样的，即： η = N2 / N1 其中 N2——输出功率

N1——输入功率

对单级传动来讲效率η表示一级传动的效率，对多级传动，效率η表示该部件的总效率。总效率为各级效率的连乘积。

η = η1 ? η2……ηn

本实验为综合性实验，包括带、齿轮、蜗杆减速器等传动零部件的传动性能和效率的测定，并对实验结果进行比较和评价。

实验目的：1. 学习带、齿轮、蜗杆减速器等传动零部件的传动性能和效率η的

测定方法。

2.了解并比较各种传动零部件传动性能和效率η的大小及其影响的因

素.

实验之一：带传动滑动率和效率测定 实验之二：齿轮传动效率测定 实验之三：蜗杆减速器传动效率测定 实验之四：_________传动效率测定 实验之五：_________传动效率测定

带传动的滑动和效率实验

一、实验台用途

本实验台是《机械设计》课程中带传动实验专用设备，其用途是：

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. 比较预紧力大小对带传动承栽能力的影响。 3. 比较分析平带、V带和圆带传动的承载能力。

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