螺栓联接静动态特性实验报.(DOC)
螺栓联接静、动态特性实验报告
专业班级 ___________ 姓名 ___________ 日期 2012-10-25
指导教师 ___________ 成绩 ___________
一、实验条件：
1、试验台型号及主要技术参数
螺栓联接实验台型号：
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、测试仪器的型号及规格
①、应变仪型号：CQYDJ－4 ②、电阻应变片：R=120Ω，灵敏系数K=2.2
二、实验数据及计算结果
1、螺栓联接实验台试验项目：
空心螺杆
2、螺栓组静态特性实验
3、螺栓联接静、动特性应力分布曲线图 (空心螺杆)
三、实验结果分析
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）
螺栓联接标注
螺栓联接静、动态特性实验报告 专业班级 ___________ 姓名 ___________ 日期 2009-12-18 指导教师 ___________ 成绩 ___________ 一、实验条件： 1、试验台型号及主要技术参数 螺栓联接实验台型号： 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、测试仪器的型号及规格 ①、应变仪型号：CQYDJ－4 ②、电阻应变片：R=120Ω，灵敏系数K=2.2 二、实验数据及计算结果 1、螺栓联接实验台试验项目： 空心螺杆 2、螺栓组静态特性实验 实测值理论值 螺栓拉力螺栓扭矩八角环挺杆螺栓拉力螺栓扭矩八角环挺杆 预紧形变值(μm) 40 89 40 89 预紧应变值(με) 156 134 45 -3 250 预紧力(N) 4846 240.4 4893.6 -47.6 7766 406.5 7766 0 预紧刚度(N/mm) 121149.9 54449.4 194150.4 87258.6 预紧标定值(με/N) 0.0321915 0.1287796 0.0091957 0.0630252 0.01983 0.3271832 0.0057944 0 加载形变值(μm) 43 85 43 85 加载应变值(με) 169 140 42 49 268.75 加载力(N) 5249.8 246.3 4472.9 776.9 8348.5 424.7 7417 931.5 加载刚度(N/mm) 121150 54449.4 194150 87258.4 加载标定值(με/N) 0.0321917 0.1287666 0.0093899 0.0630712 0.0202431 0.3296444 0.0056626 0.0526033
螺栓连接
实验一螺栓连接实验 Ⅰ、单个螺栓连接实验 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一4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1-1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面积，以达到改变联接件刚度的目的。组合垫片设汁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，用以测最所加工作载荷的人小，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。 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一4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。 CQYDJ一4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，用粘接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△R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△R／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 1
机械设计作业第5答案
第五章螺纹联接和螺旋传动 一、选择题 5—1 螺纹升角ψ增大，则联接的自锁性C，传动的效率A；牙型角增大，则联接的自锁性A，传动的效率C。 A、提高 B、不变 C、降低 5—2在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是 D 。 A、三角形螺纹 B、梯形螺纹 C、锯齿形螺纹 D、矩形螺纹 5—3 当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且需要经常装拆时，往往采用A 。 A、双头螺柱联接 B、螺栓联接 C、螺钉联接 D、紧定螺钉联接 5—4螺纹联接防松的根本问题在于C。 A、增加螺纹联接的轴向力 B、增加螺纹联接的横向力 C、防止螺纹副的相对转动 D、增加螺纹联接的刚度 5—5对顶螺母为A防松，开口销为B防松，串联钢丝为B防松。 A、摩擦 B、机械 C、不可拆 5—6在铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与孔的配合为B。 A、间隙配合 B、过渡配合 C、过盈配合 5—7在承受横向工作载荷或旋转力矩的普通紧螺栓联接中，螺栓杆C作用。 A、受剪切应力 B、受拉应力 C、受扭转切应力和拉应力 D、既可能只受切应力又可能只受拉应力 5—8受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，依靠A来承载。 A、接合面间的摩擦力 B、螺栓的剪切和挤压 C、螺栓的剪切和被联接件的挤压 5—9受横向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所受的载荷为B；受横向工
作载荷的铰制孔螺栓联接中，螺栓所受的载荷为A；受轴向工作载荷的普通松螺 栓联接中，螺栓所受的载荷是A；受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接中，螺栓所 受的载荷是D。 A、工作载荷 B、预紧力 C、工作载荷+ 预紧力 D、工作载荷+残余预紧力 E、残余预紧力 5—10受轴向工作载荷的普通紧螺栓联接。假设螺栓的刚度C b与被联接件的刚度C 相等，联接的预紧力为F0，要求受载后接合面不分离，当工作载荷F等于预紧力F0 m 时，则D。 A、联接件分离，联接失效 B、被联接件即将分离，联接不 可靠 C、联接可靠，但不能再继续加载 D、联接可靠，只要螺栓强度足够，工作载荷F还可增加到接近预紧力的两 倍 5—11重要的螺栓联接直径不宜小于M12，这是因为C。 A、要求精度高 B、减少应力集中 C、防止拧紧时过载拧断 D、 便于装配 5—12紧螺栓联接强度计算时将螺栓所受的轴向拉力乘以，是由于D。 A、安全可靠 B、保证足够的预紧力 C、防止松脱 D、计入 扭转剪应力 5—13对于工作载荷是轴向变载荷的重要联接，螺栓所受总拉力在F0与F2之间变 化，则螺栓的应力变化规律按C。 A、r = 常数 B、 =常数C、min=常数 m 5—14对承受轴向变载荷的普通紧螺栓联接，在限定螺栓总拉力的情况下，提高 螺栓疲劳强度的有效措施是B。 A、增大螺栓的刚度C ，减小被联接件的刚度C m B、减小C b，增大C b m
机械设计_连接部分习题答案
机械设计-连接部分测试题 一、填空： 1、按照联接类型不同，常用的不可拆卸联接类型分为焊接、铆接、粘接和过盈量大的配合。 2、按照螺纹牙型不同，常见的螺纹分为三角螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。 其中三角螺纹主要用于联接，梯形螺纹主要用于传动。 3、根据螺纹联接防松原理的不同，它可分为摩擦防松和机械防松。螺纹联接的防松， 其根本问题在于防止螺纹副转动。 4、对于螺纹联接，当两被联接件中其一较厚不能使用螺栓时，则应用双头螺柱联接 或螺钉联接，其中经常拆卸时选用双头螺柱联接。 5、普通螺栓联接中螺栓所受的力为轴向（拉）力，而铰制孔螺栓联接中螺栓所受的 力为轴向和剪切力。 6、在振动、冲击或变载荷作用下的螺栓联接，应采用防松装置，以保证联接的可靠。 7、在螺纹中，单线螺纹主要用于联接，其原因是自锁，多线螺纹用于传动，其原因 是效率高。 8、在螺纹联接中，被联接上应加工出凸台或沉头座，这主要是为了避免螺纹产生附加弯 曲应力。 楔键的工作面是上下面，而半圆键的工作面是（两）侧面。平键的工作面是（两）侧面。 9、花键联接由内花键和外花键组成。 10、根据采用的标准制度不同，螺纹分为米制和英制，我国除管螺纹外，一般都采用米制螺纹。圆柱普通螺纹的公称直径是指大径，强度计算多用螺纹的（）径。圆柱普通螺纹的牙型角为60 度，管螺纹的牙型角为（）度。 二、判断： 1、销联接属可拆卸联接的一种。（√） 2、键联接用在轴和轴上支承零件相联接的场合。（√） 3、半圆键是平键中的一种。（×） 4、焊接是一种不可以拆卸的联接。（√） 5、铆接是一种可以拆卸的联接。（×）
一般联接多用细牙螺纹。（×） 6、圆柱普通螺纹的公称直径就是螺纹的最大直径。（√） 7、管螺纹是用于管件联接的一种螺纹。（√） 8、三角形螺纹主要用于传动。（×） 9、梯形螺纹主要用于联接。（×） 10、金属切削机床上丝杠的螺纹通常都是采用三角螺纹。（×） 11、双头螺柱联接适用于被联接件厚度不大的联接。（×） 12、平键联接可承受单方向轴向力。（×） 13、普通平键联接能够使轴上零件周向固定和轴向固定。（×） 14、键联接主要用来联接轴和轴上的传动零件，实现周向固定并传递转矩。（√） 15、紧键联接中键的两侧面是工作面。（×） 16、紧键联接定心较差。（√） 17、单圆头普通平键多用于轴的端部。（√） 18、半圆键联接，由于轴上的键槽较深，故对轴的强度削弱较大。（√） 19、键联接和花键联接是最常用的轴向固定方法。（×） 20、周向固定的目的是防止轴与轴上零件产生相对转动。（√） 三、选择： 1、在常用的螺旋传动中，传动效率最高的螺纹是( D )。 A 三角形螺纹； B 梯形螺纹； C 锯齿形螺纹； D 矩形螺纹 2、当两个被联接件之一太厚，不宜制成通孔，且联接不需要经常拆卸时，往往采用( B )。 A 螺栓联接； B 螺钉联接； C 双头螺柱联接； D 紧定螺钉联接 3、在常用的螺纹联接中，自锁性能最好的螺纹是( A )。 A 三角形螺纹； B 梯形螺纹； C 锯齿形螺纹； D 矩形螺纹
螺纹连接习题解答(讲解)
螺纹连接习题解答 11—1 一牵曳钩用2个M10的普通螺钉固定于机体上， 如图所示。已知接合面间的摩擦系数 f=0.15，螺栓材料为Q235、强度级别为4.6 级，装配时控制预紧力，试求螺栓组连接 允许的最大牵引力。 解题分析：本题是螺栓组受横向载荷作用的典型 例子．它是靠普通螺栓拧紧后在接合面间产生的摩擦力来传递横向外载荷F R。解题时，要先求出螺栓组所受的预紧力，然后，以连接的接合面不滑移作为计算准则，根据接合面的静力平衡条件反推出外载荷F R。 解题要点： （1）求预紧力F′： 由螺栓强度级别4.6级知σS =240MPa，查教材表11—5（a），取S=1.35，则许用拉应力： [σ]= σS/S =240/1.35 MPa=178 MPa ，查（GB196—86）M10螺纹小径d1=8.376mm 由教材式（11—13）： 1.3F′/（πd21/4）≤[σ] MPa 得： /（4×1.3）=178 ×π×8.3762/5.2 N F′=[σ]πd2 1 =7535 N （2）求牵引力F R： =7535×0.15×2×由式（11—25）得F R=F′fzm/K f
1/1.2N=1883.8 N （取K =1.2） f 11—2 一刚性凸缘联轴器用6个M10的铰制孔用螺栓（螺栓 GB27—88）连接，结构尺寸如图所示。两半联轴器材料为HT200，螺栓材料为Q235、性能等级5.6级。试求：（1）该螺栓组连接允许传递的最大转矩T max。（2）若传递的最大转矩T max不变，改用普通螺栓连接，试计算螺栓直径，并确定其公称长度，写出螺栓标记。（设两半联轴器间的摩擦系数f=0.16，可靠性系数K f=1.2）。 解题要点： （1）计算螺栓组连接允许传递的最大 转矩T max： 该铰制孔用精制螺栓连接所能传递 转矩大小受螺栓剪切强度和配合面 挤压强度的制约。因此，可先按螺栓剪 切强度来计算T max，然后较核配合面挤 压强度。也可按螺栓剪切强度和配合面挤压强度分别求出T max，取其值小者。本解按第一种方法计算 1）确定铰制孔用螺栓许用应力 由螺栓材料Q235、性能等级 5.6级知： σs300MPa 被连接件材料HT200 = σb500MPa、= = σb200MPa 。 （a）确定许用剪应力
磁芯材料的静动态特性测量方法
软磁材料测量measurement of soft magnetic material 反映软磁材料磁特性的各种磁学参量的测量，是磁学量测量的内容之一。软磁材料一般指矫顽力Hc≤1000A/m的磁性材料，主要有低碳钢、硅钢片、铁镍合金、一些铁氧体材料等。软磁材料的各种磁性能决定了由该材料制成的磁性器件或装置的技术特性，因此，软磁材料测量在磁学量测量中占有重要位置。 表征软磁材料的磁特性有各种曲线，可按工业应用要求来选择。这些曲线主要是：工作在直流磁场下的静态磁特性曲线和反映磁滞效应的静态磁特性回线；工作在变化磁场（包括周期性交变磁场，脉冲磁场和交、直流叠加磁场等）之下、包括涡流效应在内的动态磁特性曲线和动态磁特性回线等。这些磁特性曲线的横坐标是加在被测材料上的磁场强度H，纵坐标是材料中的磁通密度B。这种表示方式使这些曲线只反映材料的性质,与材料的形状、尺寸无关。此外，软磁材料的动态磁特性还包括复数磁导率和铁损。 (1)静态磁特性测量 测量材料的静态磁特性曲线和磁特性回线，主要测量方法有冲击法和积分法两种。 ①冲击法：用以测量静态磁特性曲线，测量线路见图1。材料试样制成镯环形，并绕以磁化线圈和测量线圈。前者通过换向开关、电流表和调节电流的可变电阻接到直流电源上；后者接到冲击检流计上（见检流计）。开始测量时，通过电流表将磁化线圈中的电流调到某一数值，由电流表的读数、磁化线圈的匝数，以及材料试样的磁路几何参数，可计算出磁场强度H值。然后，利用换向开关、快速改变磁化线圈中的电流方向，使材料试样中的磁通密度的方向突然改变，于是在测量线圈中感应出脉冲电动势e，e使脉冲电流流过冲击检流计。检流计的最大冲掷与此脉冲电流所含的电量Q，也就是磁通的变化（△φ）成比例。△φ在数值上等于材料试样中磁通的两倍。由冲击检流计的读数和冲击常数（韦伯/格），以及材料试样的等效截面，可计算出相应的磁通密度B值。改变磁化电流，可测出静态磁特性曲线所需的所有数据。此种方法的准确度约为1％。 此主题相关图片如下：
螺栓联接的静动态特性
实验一 受轴向载荷螺栓联接的静态特性 螺栓联接是广泛应用于各种机械设备中的一种重要联接形式，受预紧力和轴向工作载荷的螺栓联接中，最常见的应用实例是气缸盖与气缸体的联接，如图1-1所示。螺栓受到的总拉力F 0除了与预紧力F '和工作载荷F 有关外，还受到螺栓刚度C 1和C 2被联接件刚度等因素的影响。图6-2为一螺栓和被联接件的受力与变形示意图。 图1-1 气缸盖与气缸体的联接 图1-2 螺栓和被联接件受力、变形情况 (a)螺母未拧紧 (b)螺母已拧紧 (c)螺栓承受工作载荷 图1-2(a)所示为螺栓刚好拧好到与被联接件相接触的的状态，此时螺栓和被联接件均未受力，因此无变形发生。 图1-2(b)所示为螺母已拧紧，但联接未受工作载荷的状态，此时螺栓受预紧力F '的拉伸作用，其伸长量为1δ；而被联接件则在力F '的作用下被压缩，其压缩量为2δ。 图1-2(c)所示为联接承受工作载荷F 时的情况，此时螺栓所受的拉力由F '增大至F 0 （螺栓的总拉力），螺栓的伸长量由1δ增大至11δδ?+；与此同时，被联接件则因螺栓伸长而被 放松，其压缩变形减少了2δ?，减小到2δ''（222δδδ?-=''，2δ''为剩余变形量）；被联接 件的压力由F '减少至F ''（剩余预紧力）。根据联结的变形协调条件，压缩变形的减少量2δ?应等于螺栓拉伸变形的增加量1δ?，即21δδ?=?。 一、 实验目的 本实验通过计算和测量螺栓受力情况及静动态特性参数达到以下目的： 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连接的受力变形图； 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、 实验设备及工作原理 1. 单螺栓连接实验台（如图1-3所示）
螺栓材质检测 金相报告
金相实验 螺栓材料检测 专业：材料成型级控制工程 班级： k1233-1 姓名: 龙旭岑金星学号：20129330135 20129330103
一实验前准备： 样品名称：六角螺栓零件 2.材质： 强度( 500 N/mm2 以下或 60000 psi 以下 )的螺栓使用一般软钢材,一般使用 SAE 1008 或是 JIS SWRM 8( 或 SWRCH 8 ). 较低强度( 600 N/mm2 或74000 psi )的螺栓使用一般软钢材, 但限定含 碳量等级, 一般使用 SAE 1010 - 1015或是JIS SWRM 10 - 15( 或 SWRCH 10 –15 ). 较高强度( 800 N/mm2 或125000 psi )的螺栓中碳钢, 低碳硼钢加淬火及 回火, 一般使用 SAE 1035 - 1040或是SWRCH 35K – 40K. 高强度( 900 N/mm2以上或150000 psi以上)的螺栓使用中碳合金钢或是低碳硼钢, 在应用上, 公制Class 10.9 级使用低碳硼钢者, 其印记需在级数印 记下加上底线成为 10.9 , 英制8.2级其印记也和一般Grade 8螺栓使用印记不同, 以便于识别, 使用低碳硼钢制作之高强度螺栓不可用于高温状态下使用. 设计强度超过Class 12.9 或是ASTM A574 超高强度螺栓限用中碳合金钢加淬 火及回火. 根据上述，猜测我们所选择的螺栓主材是Q235 3.样品宏观照片：
4.加工工艺流程： 退火--酸洗--成型--辗牙--热处理--表面处理 5．热处理 （一）退火（珠光体型钢） 1、预热处理：正火 高温回火（马氏体型钢） （1）、正火目的是细化晶粒，减少组织中的带状程度，并调整好硬度，便于机械加工，正火后，钢材具有等轴状细晶粒。 2、淬火：将钢体加热到850℃左右进行淬火，淬火介质可根据钢件尺寸大小和该钢的淬透性加以选择，一般可选择水或油甚至空气淬火。处于淬火状态的钢，塑性低，内应力大。 3、回火： （1）、为使钢材具有高塑性、韧性和适当的强度，钢材在400-500℃左右进行高温回火，对回火脆性敏感性较大的钢，回火后必须迅速冷却，抑制回火脆性 的发生。
螺栓组联接实验指导
实验二螺栓组联接实验指导书 一、实验目的 1．测试螺栓组联接在翻转力矩作用下各螺栓所受的载荷； 2．深化课程学习中对螺栓组联接受力分析的认识； 3．初步掌握电阻应变仪的工作原理和使用方法。 二、实验设备及工具 1．CQL-B多功能螺栓组联接综合实验台； 2．CQYJ-12静态电阻应变仪一台； 3.其它仪器工具：螺丝刀、扳手。 三、实验台结构及工作原理 图1 多功能螺栓组联接实验台结构 1．机座 2．测试螺栓 3．测试梁 4．托架 5．测试齿块 6．杠杆系统 7．砝码 8．齿板接线柱 9．螺栓1—5接线柱 10．螺栓6—10接线柱 11.垫片 多功能螺栓组联接实验台结构如图l所示，被联接件机座1和托架4被双排共10个螺栓2联接，联接面间加入垫片11(硬橡胶板)，砝码7的重力通过双级杠杆加载系统6(1：75)增力作用到托架4上，托架受到翻转力矩的作用，螺栓组联接受横向载荷和倾覆力矩联合作用，各个螺栓所受轴向力不同，它们的轴向变形也就不同。在各个螺栓上贴有电阻应变片，可在螺栓中段测试部位的任一侧贴一片，或在对称的两侧各贴一片，如图2所示。各个螺栓的受力可通过贴在其上的电阻应变片的变形，用电阻应变仪测得。 实验台主要技术参数： 1.联接螺栓中段直径Φ6.5mm，两端螺纹M10，螺栓材料40Gr，其弹性模量E=206GPa； 2.加载杠杆比：1:75； 3.托架悬臂长L=214mm； 4.砝码：共3块（两块1Kg，一块0.5Kg）
静态电阻应变仪的工作原理如图3所示，主要由：测量桥、桥压、滤波器、 A ／D 转换器、MCU 、键盘、显示屏组成。测量方法：由DC2．5V 高精度稳定桥压供电，通过高精度放大器，把测量桥桥臂压差(μV 信号)放大，后经过数字滤波器，滤去杂波信号，通过24位A ／D 模数转换送入MCU(即CPU)处理，调零点方式采用计算机内部自动调零。送显示屏显示测量数据，同时配有RS232通讯口，可以与计算机通讯。 εK E U BD 4=? 式中： BD U ? ——工作片平衡电压差； E ——电阻应变系数； ε——应变值。 当工作电阻片由于螺栓受力变形，长度变化L ?时，其电阻也要变化 R ? ，并且R R ?正比于 L L ? , R ?使测量桥失去平衡。通过应变仪测 量出BD U ?的变化，测量出螺栓的应变量。电阻应变仪的工作原理如图3所示， 主要有测量桥、读数桥、毫安表等。工作电阻应变片和补偿电阻应变片分别接入电阻应变仪测量桥的一个臂，当工作电阻片由于螺栓受力变形，长度变化l ? 时，其电阻值也要变化R ? ，并且R R ? ，正比于l l ? ；R ?使测量桥失 去平衡，使毫安表恢复零点，读出读数桥的调节量，及为被测螺栓的应变量。
(完整版)螺纹联接练习试题与答案9
螺纹连接练习 第一节 螺纹基础知识 1、标记为螺栓GB5782-86 M16×80的六角头螺栓的螺纹是 形，牙形角等于 60 度，线数等于 1 ，16代表 公称直径 ， 80代表 螺栓长度 。 2、双头螺柱的两被联接件之一是 螺纹 孔，另一是 光 孔。 3、采用螺纹联接时，若被联接件之一厚度较大，且材料较软，强度 较低，需要经常装拆，则一般宜采用 B 。 A 、螺栓联接 B 、双头螺柱联接 C 、螺钉联接 4、螺纹副在摩擦系数一定时，螺纹的牙型角越大，则 D 。 A 、当量摩擦系数越小，自锁性能越好 B 、当量摩擦系数越小，自锁性能越差 C 、当量摩擦系数越大，自锁性能越差 D 、当量摩擦系数越大，自锁性能越好 5、螺纹的公称直径是指螺纹的 大 径，螺纹的升角是指螺纹 中 径处的升角。螺旋的自锁条件为 ?< ?v ，拧紧螺母时效率公式为) tan(tan v ???+。 6、三角形螺纹主要用于 连接 ，而矩形、梯形和锯齿形螺纹主 要用于 传动 。
（1）普通螺栓连接 1)螺栓安装方向不对，装不进去，应掉过头来安装；
2)普通螺栓连接的被联接件孔要大于螺栓大径，而下部被连接件孔与螺栓杆间无间隙； 3)被连接件表面没加工，应做出沉头座并刮平，以保证螺栓头及螺母支承面平整且垂直于螺栓轴线，避免拧紧螺母时螺栓产生附加弯曲应力； 4)一般连接；不应采用扁螺母； 5)弹簧垫圈尺寸不对，缺口方向也不对； 6)螺栓长度不标准，应取标准长z=60 mm； 7)螺栓中螺纹部分长度短了，应取长30 mm。 (2)螺钉连接 主要错误有： 1)采用螺钉连接时，被连接件之一应有大于螺栓大径的光孔，而另一被连接件上应有与螺钉相旋合的螺纹孔。而图中上边被连接件没有做成大于螺栓大径的光孔，下边被连接件的螺纹孔又过大，与螺钉尺寸不符，而且螺纹画法不对，小径不应为细实线； 2)若上边被连接件是铸件，则缺少沉头座孔，表面也没有加工。 (3)双头螺柱连接 主要错误有： 双头螺柱的光杆部分不能拧进被连接件的螺纹孔内，M12不能标注在光杆部分； 锥孔角度应为120。，而且应从螺纹孔的小径(粗实线)处画锥孔角的两边；
螺栓组连接实验报告
螺栓组联接实验报告 专业班级: 姓名: 日期: 指导教师: 成绩: 一、实验条件： ⑴、实验台型号及主要规格 ⑵、测试仪器的型号及规格 ①静态应变仪 CQYJ-12 ②应变片：R=120，灵敏系数=2.2 二、实验数据及计算结果 ⒈螺栓组静态特性实验 螺栓号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 零点应变0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 预紧应变267 229 280 253 263 240 246 281 244 244 第一组με300 241 278 241 227 278 258 278 227 205 第二组με0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 第三组με0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 平均值με300 241 278 241 227 278 258 278 227 205 负荷应变33 12 -2 -12 -36 38 12 -3 -17 -39 应力/1000 δ61800 49646 57268 49646 46762 57268 53148 57268 46762 42230 预紧拉力 F1[N] 1824 1565 1913 1729 1797 1640 1681 1920 1667 1667 实验拉力 F2[N] 2050 1647 1899 1647 1551 1899 1763 1899 1551 1401 负荷拉力△F[N] 225 82 -14 -82 -246 260 82 -20 -116 -266 理论拉力 PN[N] 486 243 0 -243 -486 486 243 0 -243 -486 ⒉应力分布图
第十二章 联接
第十二章联接 一、判断题： 1．滑动螺旋中螺杆的直径是根据螺杆的强度计算而确定的。 Ａ. 正确Ｂ. 错误 ２．铰制孔用螺栓联接中，螺栓杆与通孔的配合多为过渡配合。 Ａ. 正确Ｂ. 错误 ３．选取螺纹联接件时，若螺栓的性能等级为４、６，则选择性能等级为５的螺母与之相配合是可行的。 Ａ. 正确Ｂ. 错误 ４．在受轴向变载荷的紧螺栓联接中，已知预紧力F O＝8000Ｎ，轴向工作载荷 F min=0,F max=4000N,若螺栓和联接件刚度Ｃb＝Ｃm＝１。则在最大工作载荷 下，被联接件的残余预紧力F1＝4000Ｎ。 Ａ. 正确Ｂ. 错误 ５．设计悬置螺母的目的是使螺母和螺栓旋合部分的变形成为拉伸变形。 Ａ. 正确Ｂ. 错误 二、选择题： １．承受轴向拉伸工作载荷的紧螺栓联接，设预紧力为ＦＯ，工作载荷为Ｆ，则螺栓承受的总拉力Ｆ２（）。 Ａ.小于F O＋F Ｂ.等于F O＋F Ｃ.小于F O＋F ２．在螺纹联接常用的防松方法中，当承受冲击或震动载荷时，无效的方法是（）
Ａ.采用开口销与六角开槽螺母 Ｂ.采用胶接或焊接的方法 Ｃ.设计时使螺纹联接具有自锁性能 ３.当轴上安装的零件要承受轴向力时，采用（）来轴向定位，所能承受的轴向力较大。 Ａ.紧定螺钉Ｂ.圆螺母Ｃ.弹性挡圈 ４．被联接件是锻件或铸件时，应将安装螺栓处加工成凸台或沉头座，其目的是（）。 Ａ.避免偏心载荷Ｂ.易拧紧Ｃ.增大接触面积Ｄ.外观好 ５．紧联接螺栓按拉伸强度计算时。考虑到拉伸和扭转的联合作用，应将拉伸载荷增至（）。 Ａ.0.3倍Ｂ．1.3倍Ｃ．1.7倍 ６．一箱体与箱盖用螺纹联接，箱体被联接处厚度较大，且材料较软，强度较低，需要经常装拆箱盖进行修理，则一般宜采用（）联接。 Ａ.双头螺柱联接Ｂ.螺栓联接Ｃ.螺钉联接 ７．普通螺栓受横向载荷时，主要靠（）来承受横向载荷。 Ａ.螺栓杆的抗剪切能力
螺栓联接变形协实验
17 螺栓联接变形协调实验 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，验证预紧螺栓联接受轴向工作载荷作用时，在弹性限度内，螺栓与被联接件受力及变形协调规律，即：测量联接系统刚度等于联接件与被联接件刚度之和。 一、实验目的 1. 螺栓与被连接件的受力与变形协调规律 轴向工作载荷F 作用下，螺栓拉伸变形增量△1δ等于被联接件压缩变形恢复量△2δ。即∣△1δ∣=∣△2δ∣符合变形协调规律。 2. 螺栓的总拉力o F 等于被联接件的剩余紧力F ''与轴向工作载荷F 之和，即F F F o +''= 3. 系统刚度C 等于螺栓刚度1C 与被联接件刚度2C 之和，即21C C C += 二、设备和工具 1. 螺栓联接变形协调实验台LBX-84型。 LBX-84型实验台工作部分简图。 联接部分 包括螺栓5、被联接件套筒8和手轮形状的螺母4。 螺栓5与套筒8上均贴有应变片，用以测量各自的受力的变形值。 ②预拉机构 包括件号：1、2、3、4、8. 采用予拉机构的目的：清除螺栓扭转变形的影响，使螺栓受单向拉应力作用；操作省力、加载平稳。采用差动螺旋机构，均为左旋，顺时针旋转手轮1，螺栓受拉伸；反之，螺栓联接松开。 ③加载机构 螺栓预紧后加载，采用差动螺旋机构，均为左旋，顺时针旋轮手轮13，通过测力环9将工作载荷作用到螺栓上，载荷大小由测力环上百分表示出。 2. 实验仪器、电阻应变仪及其预调平衡箱。
图1 实验设备简图 三、应变片接线图： 螺栓与套筒的应变片引线接与实验台线板上。接线柱A 、B 、C 各点之预调平衡箱上对应的A 、B 、C 各点连接；A1、B 、C 及A2、B 、C 分别与予调平衡箱上的A 、B 、C 各点连接，即可进行测量。接线图如图示。 1—螺栓应变片 2—套筒应变片 3—温度补偿片 四、实验步骤 1. 检查各仪器连线及仪器上各旋钮位置是否正确；仪器与实验台各接线柱的连接是否正确。 2. 检查螺栓联接应处于放松状态。 手轮1、4、13应能灵活转动处于完全放松状态；否则应转动手轮使其卸载放松。 3. 将应变仪、预调平衡箱预先调整平衡。 4. 将测力环上百分表调零。 5. 预紧螺栓连接 将预调箱上的分线器旋在螺栓应变片接通的位置，并将应变仪上读数盘转到大约+450 位置，然后顺时针旋转手轮1，直到电表指针回零为止。再将螺母4旋紧。逆时针松开手轮1，以除去预拉机构的作用。此时螺栓既被顶紧。 调整读数盘使电表指针指向零位，记录螺栓在预紧时的微应变值。 将分线器转至套筒应变片接通位置，并调整读数盘位置使电表指针指零，记C 1 2 3
常用连接和轴的作业及答案
机械设计基础作业及答案 第7章常用连接 1、按螺纹牙型不同，常用的螺纹分哪几种？ 答：有四种：矩形螺纹、三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。 2、螺纹的旋向如何判定？ 答：螺纹的旋向可用右手法则来判别：手心对着自己，四指沿螺纹轴线方向伸直，螺纹的旋向与右手大拇指指向一致则为右旋螺纹；反之为左旋螺纹。 3、螺纹连接有那几种类型？各应用在什么场合？ 答：螺纹连接有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。 应用：螺纹连接结构简单，装拆方便，应用广泛； 双头螺柱联接用于被连接件之一太厚不便穿孔，结构要求紧凑或经常拆卸的场合； 螺钉联接用于被连接件之一较厚，不便加工通孔的场合； 紧定螺钉联接用于传递不大的的载荷的场合。 4、常用螺纹连接件有哪些？各个连接件有何应用？ 答：参见P10 5、为什么螺纹连接要采用防松措施？常用的防松方法有哪些？ 答：松动是螺纹连接中最常见的失效形式之一，一般的螺纹连接都有自锁性能，在受静载荷和工作温度变化不大时，不会自行脱落。但是在高温、变载荷、冲击或振动载荷作用下，连接可能发生松动或脱落现象，影响正常工作，甚至发生事故。为了保证螺纹连接安全可靠，必须采取有效的防松措施。 1.增大摩擦力放松， 2.利用机械方法放松， 3.破坏螺纹副关系的防松。 6、大多数螺纹连接为什么要预紧？是否拧紧力矩越大越好？ 答：预紧的目的在于增强连接的可靠性，紧密性和防松能力，提高螺栓的疲劳强度。 预紧力的数值应根据载荷的性质、连接刚度等具体工作条件而确定。 7、在螺纹连接的结构设计时，应注意哪些问题？ 答：1.结合面的几何形状为成轴对称的简单形状； 2.分布在同一圆周上的螺栓数目应取偶数； 3.螺栓的布置应使各螺栓的受力合理； 4.同一螺栓组紧固件的形状、尺寸、材料等均应相同，以便于加工和装配； 5.螺栓排列应有合理的间距、边距，以便在装配时能安放和转动扳手； 6.双头螺栓的装配，必须保证双头螺栓与机体螺纹的配合有足够的紧固性。 8、键连接有哪些类型？各有何特点？ 答：平键连接；半圆键连接；揳键连接；切向键连接。 平键连接靠侧面传递扭矩，对中良好，结构简单，轴上零件课沿轴向移动，装拆方便； 半圆键连接靠侧面传递扭矩，键在轴槽中能摆动，装配方便，但键槽较深，对轴的削弱较大；只适用于轻载联接。 揳键连接上下两个面是工作面，键的两侧为非工作面，传递转矩，能轴向固定零件和传递单向的轴向力。键的上表面有1:100的斜度，轮毂槽的底面也有1:100的斜度。定心精度不高。 切向键连接上下两个面是工作面，传递转矩。 9、键连接的主要失效形式是什么？若校核时发现强度不够，可采用什么措施加以解决？ 答：键的主要失效形式：压溃、磨损(动联接)、剪断。 若强度不时，可采用两个键按180布置。考虑到载荷分布的不均匀性，校核强度时按1.5个键计算。 10、花键连接有何特点？它有哪几种类型？ 答：结构特点：沿周向均布多个键齿。齿侧为工作面。优点：承载能力高、对轴的削弱程度小、定心好、导向性好。 类型：矩形花键、键开线花键、三角形花键。
螺栓连接性能测试实验ya-2静载
螺栓连接性能测试实验指导书 ——(2) 螺栓组连接受力与相对刚度实验 一、实验目的 1、验证螺栓组连接受力分析理论； 2、了解用电阻应变仪测定机器机构中应力的一般方法。 二、实验设备和工作原理 螺栓组连接实验台由螺栓连接、加载装置及测试仪器三部分组成。如图1所示螺栓组连接是由十个均布排列为二行的螺栓将支架11和机座12连接起来而构成。加载装置是由具有1：100放大比的两极杠杆13和14组成，砝码力G经过杠杆放大而作用在支架上的载荷为P，因此，连接接触面将受有横向载荷P和翻转力矩M。 M? = (N·㎜) P l = (N) P100 G 式中l—力臂（㎜） 由于P和M的作用，在螺栓中引起的受力是通过贴在每个螺栓上的电阻应变片15的变形并借助电阻应变仪而测得。电阻应变仪是通过载波电桥将机械量转换成电量实现测量的。如图2所示，将贴在螺栓上的电阻应变片1作为电桥一个桥臂，温度补偿应变片2为另一个桥臂。螺栓不受力时，使电桥呈现平衡状态。当螺栓受力发生变形后，应变片电阻值发生变化，电桥失去平衡，输出一个电压讯号，经放大、检波等环节，便可在应变仪上直接读出应变值来。经过适当的计算就可以得到各螺栓的受力大小。
图1 螺栓连接实验台结构简图 1，2，……10—实验螺栓；11—支架；12—机座；13—第一杠杆；14—第二杠杆；15— 电阻应变片；16—砝码(相关尺寸：l=200㎜;a=160㎜;b=105㎜;c=55㎜;G=22N) 图2 电桥工作原理图 本实验是针对不允许连接接合面分开的情况。螺栓预紧时，连接在预紧力作用下，接合面间产生挤压应力。当受载后，支架在翻转力矩M 作用下，有绕其对称轴线0-0翻转趋势，使连接右部挤压应力减小，左部挤压应力增加。为保证连接最右端处不出现间隙，应满足以下条件： 0≥- ?W M A Q Z p (1) 式中 Qp —单个螺栓预紧力（N ）； Z —螺栓个数 Z=10； A —接合面面积 A=a(b-c) (㎜2 ) M —翻转力矩 M=Pl
高弹性联轴器动态特性试验台结构设计汇总
第4章 高弹性联轴器动态特性试验台结构设计 结构设计包含电动机参数选择、带传动设计、曲柄摇杆激振机构设计、各支撑轴及轴承座设计、机架设计等部分。主要设计内容是根据激振机构优化设计的结果以及试验扭矩，分析各构件受力情况，进行强度、刚度设计计算，并用有限元的方法对初算结果加以优化，最后再进行疲劳强度校核计算，最终确定各零部件的具体结构尺寸。 4.1 电动机参数的选择 在方案设计环节中已经确定电动机的类型为具有优异低频调速性能的直流电动机，本环节主要对电动机的额定功率和转速两关键参数进行估算和选择，目标是保证试验台拖动系统运行的可靠性和经济性。 电动机功率选择的主要依据是负载功率。额定功率选择过大，则电动机欠载运行，导致系统效率低、经济性差；额定功率选择过小，则电动机过载运行，导致电动机过热，使用寿命短。因而必须准确估算负载功率并合理选择电机功率，使二者相匹配。 电动机转速的选择涉及工作机的转速及传动系统的传动比。对于额定功率相同的电动机，额定转速越高 ,则电机体积越小、重量越轻、价格越低；但过高的额定转速将增大传动系统的传动比，导致传动机构复杂，传动效率低，增加传动机构的制造及维护费用。因而需综合分析电动机和工作机两方面的特性来确定转速。 以摇杆承受的平均负载扭矩及平均摆动角速度估算负载功率。已知摇杆振幅为0.0343rad β=，试验频率0.510f Hz =，取最大试验频率计算一个周期内摇杆平均摆动角速度ω为： 20.686/f rad s ωβ== 已知最小试验扭矩16min T kNm =,最大试验扭矩47.5max T kNm =，计算平均试验扭矩T 为： 31.752 min max T T T kNm +== 以平均角速度ω及平均扭矩T 估算负载功率为： 21.78p T kw ω== 为了保证变动试验扭矩下试验频率的稳定，应选择电动机的功率大一些，使原动机提供的扭矩比维持机构运转的要求大。选择Z4-225-11（Z4-200-21）型直流电动机，额定功率为75kw ，额定转速为1500/r min 。 计算电动机额定转矩为： 9550759550477.51500/p kw T Nm n r min ?=== 额定转矩远远大于负载的最大转矩，电机可以启动。 4.2 带传动设计
螺栓实验报告内容及参考格式
螺栓联接的静态特性实验指导书 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，要求达到以下目的。 1．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。二、实验设备及仪器 1．联接实验台的结构与工作原理： a．联接部分包括M16空心螺栓、大螺母、垫片组组成。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双头螺栓，拧紧或松开其上的小螺母，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。垫片组由刚性和弹性两种垫片组成，刚性垫片为割分式。 b．被联接件部分由上板、下板、和八角环组成，八角环上贴有应变片组，测量被联接件受力的大小，中部有锥形孔，插入或拔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。 c．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。 2、电阻应变仪的工作原理及各测点应变片的组桥方式: 实验台各被测点的应变量用电阻应变仪测量，通过去时标定或计算即可换算出各部分大小。 静态应变仪采用了包含测量桥与读数桥的双桥结构。两组电桥通常都保持平衡状态，测量应变片组与仪器中两标准电阻组成测量桥（半桥测量法）如图2中的A、B、C。当电阻应变片由于被测件受力变形，其长度发生变化Δl时，其阻值相应地变化ΔR，并且ΔR/R 正比于Δl/l，ΔR使测量桥失去平衡，应变仪毫安表指针即发生偏转。调节读数桥使之产生与测量桥相应的不平衡，从而会使毫安表回到零点，即可从读数桥的调节量大小测知被测件的应变量。实验台各测点其阻值为120Ω，灵敏系数k=2.20，各测点均为两片应变片，按测量要求粘贴组成如图2所示半桥（即测量桥的两桥臂），图中A、B、C三点分别对应连接线中的红、黄、蓝三色细导线，黄色（即B点）为两应变片之公共点。 二、实验方法及步骤 1．螺栓联接的静态实验 （1）连线及仪器预调平衡 a．取出八角环上两锥塞，松开空心螺栓上的小螺母，转动手轮，使挺杆降下，处于卸载位置，将刚性垫片装上，手拧大螺母至恰好与垫片组接触。（预紧初始值）螺栓不应有松动的感觉。 b．将各测点应变电桥之输出线中的红、黄、蓝三色细导线分别接于应变仪1、2、3、4各点的A、B、C三接线端子。各测点布置为：电机侧八角环上方为螺栓拉力，下方为螺栓扭矩，手轮侧八角环上方为八角环压力，下方为挺杆力。 c．按规定调节电阻应变仪平衡，使读数显示为0。 （2）用测力扭矩扳手预紧被试螺栓，当扳手力矩为30~40N时，取下扳手，调节仪器
螺栓组联接中螺栓的受力和相对刚性系数
螺栓组联接中螺栓的受力和相对刚性系数 一、实验目的 1.了解在受倾覆力矩时螺栓组联接中各螺栓的受力情况； 2.了解螺栓相对刚度系数即被联接件间垫片材料对螺栓受力的影响； 3.了解单个螺栓预紧力的大小对螺栓组中其它各螺栓受力的影响; 3.根据实验结果计算出螺栓相对刚性系数，填入实验报告。 4.了解和部分掌握电阻应变片技术、计算机技术在力测量中的应用。从而验证螺栓组联接受力分析理论和现代测量技术在机械设计中的应用。 二.实验要求： 1.实验前预习实验指导书和教科书中有关本实验的相关内容； 2.实验中按指导教师要求和实验指导书中实验步骤进行实验，注意观察实验中各螺栓载荷变化情况，并能用螺栓组联接受力分析理论解释其现象； 3.根据实验结果计算出螺栓相对刚性系数，填入实验报告。 4.按指导教师要求完成指定思考题。 三、实验设备： 1. 螺栓组实验台一台 2. 计算机一台 3. 10通道A/D转换板（包括放大器）一块 4. 调零接线盒一个 5. 25线联接电缆一条 四、实验原理 1. 机械部分： 当将砝码加上后通过杠杆增力系统可作用在被联接件上一个力P，该力对被联接件上的作用效果可产生一个力矩，为平衡该力矩，已加上预紧力的螺栓组中各螺栓受力状况会发生变化，且受力情况会因垫片材料不同而不同；螺栓所处位置不同而不同。测出各螺栓受力变化(如图11-2)，即可检验螺栓组受力理论。 螺栓实验台(如图一)本体由①机座、②螺栓（10个）、③被联接件、④1 75的杠杆增力系统、⑤砝码（2—2kg，1—1kg）、⑥垫片六部分组成。 各螺栓的工作拉力F i可根据支架静力平衡条件和变形协调条件求出。设在M（PL）作用下接触面仍保持为平面，且被联接件④在M作用下有绕O－O线翻转的趋势(如图11-3)。为平衡该翻转力矩M，各螺栓将承受工作拉力F i；此时，O－O 线上侧的螺栓进一步受拉，螺栓拉力加大；O－O 线下侧的螺栓则被放松，螺栓拉力减小。