机械设计基础-螺栓联接实验要点
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。
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。
螺栓连接实验原理
螺栓连接实验原理
螺栓连接实验原理是通过使用螺栓将两个或多个零件紧密连接在一起的一种方法。
这种连接方式通常用于承受静态或动态负荷的结构中，以确保连接的强度和稳定性。
螺栓连接实验的目的是评估连接的可靠性和性能。
在实验中，通常会使用一对通过螺栓连接的零件，并施加一定的拉伸或剪切负荷来测试连接的强度。
重要的是保证实验的准确性和可重复性，以确保结果的可靠性。
在实验过程中，会测量应变、位移、力等参数来评估连接的性能。
这些数据将用于计算连接的应力、载荷能力和疲劳寿命等关键指标。
通过实验结果，可以判断螺栓连接的适用性和承载能力，并优化设计和使用。
螺栓连接实验需要注意以下几点：
1. 选择合适的螺栓材料和规格，以满足连接所需的强度和刚度要求。
2. 确保螺栓和螺纹孔的质量和几何形状符合标准要求，以确保连接的可靠性。
3. 在实验中使用适当的加载设备和测量仪器，以准确施加负荷并记录数据。
4. 进行多次实验，并对结果进行统计和分析，以获得可靠的结
论。
总之，螺栓连接实验是评估连接性能的重要方法，通过测量和分析螺栓连接的性能指标，可以优化设计和选择适当的连接方式，从而确保结构的安全和可靠性。
螺栓连接实验-2015.11.20
被联接件刚度： C2 F2 / 2
相对刚度： C1 /(C1 C2 )
系统刚度：
C C1 C2 O1
B
AD
F
F＇ E
α
Fβ F ＇＇
G Δδ
O2
δ
Δδ
δ
δ
螺栓联接实验│二.实验原理
螺栓联接实验结构图 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.刚性垫片 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
6 生成并保存测量数据文件 7 螺栓卸载并完成其余3个项目 8 整理实验设备及附件等 9 整理实验数据，请指导老师签字 10 实验结束
螺栓联接实验│五.实验守则
⑴请严格按照实验要求操作实验设备。 ⑵请严格按照要求关闭实验设备。 ⑶请同学们注意安全。
螺栓联接实验│六.反馈建议
学无止境 教学 欢迎大家对实验室建设与
螺栓联接实验│二.实验原理
螺栓联接实验│二.实验原理
惠斯通电桥 之半桥测量
1
4
R4
R1
工作电阻 标准电阻 贴于试件
ΔR
2
上的应变片
R3
R2 ΔR
3
～
螺栓联接实验│三.实验要求
测试试件四种状态数据 生成四个DOC文件，用移
动存储设备备份。
螺栓联接实验│四.实验步骤
1 确认测试螺栓联接件状态 2 开启计算机并打开测试软件 3 仪器设备调零 4 螺栓预紧 5 螺栓加载
四.实验步骤（4）
之后弹出预紧信息 确认对话框，点击 【是（Y）】按钮。
机械设计基础-螺栓联接实验
螺栓联接静、动态特性实验报告专业班级 ___________ 姓名 ___________ 日期 2006-08-15 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预紧形变值(μm) 预紧应变值(με) 预紧力(N) 预紧刚度(N/mm) 预紧标定值(με/N)加载形变值(μm) 加载应变值(με) 加载力(N) 加载刚度(N/mm) 加载标定值(με/N)螺栓拉力 40 167 5187.7 129692.5螺栓扭矩 113 177.1八角环 126 0 5219.4 41172.2挺杆 -2 -31.7螺栓拉力 40 250 7766 194150.4螺栓扭矩 342.8八角环 126 7766 61635.1挺杆 0 0 1463.9-0.0184430.0321915 0.1287509 0.0000000 0.0630915 0.0215039 0.3296382 0 45 182 5653.7 129692.5120 185.2118 0 6129.3 41172.2-30 -475.745 281.25 8736.8 194150364118 7272.9 61634.90.0321913 0.1287314 0.0000000 0.0630650 0.0209458 0.3296703 03、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。
机械设计基础第第10章螺纹连接
特点：结构简单、连接可靠、装拆方便，且多
数螺纹连接件已标准化，生产率高，因而应用广泛。
聊城大学汽车学院 汽车工程系
10.2.1 螺纹
一.螺纹的主要参数 螺旋线---螺纹---螺纹
d2
聊城大学汽车学院 汽车工程系
(1) 大径d
(2) 小径 d1 (3) 中径d2 (4) 螺距P
d d d1 2
P/2 P/2
按螺旋的作用分
按母体形状分
聊城大学汽车学院 汽车工程系
螺 纹 的 分 类
矩形螺纹 三角形螺纹 按螺纹的牙型分 梯形螺纹 锯齿形螺纹 右旋螺纹 按螺纹的旋向分 左旋螺纹 单线螺纹 按螺旋线的根数分 多线螺纹 外螺纹 按回转体的内外表面分 内螺纹
螺纹副
按螺旋的作用分
按母体形状分
聊城大学汽车学院 汽车工程系
a. 利用附加摩擦力防松
弹簧垫圈
对顶螺母
尼龙圈锁紧螺母
聊城大学汽车学院 汽车工程系
b. 机械防松
潘存云教授研制
开口销与六 角开槽螺母
圆螺母用止动垫圈
止动垫圈
串联钢丝
聊城大学汽车学院 汽车工程系
c. 破坏螺旋副防松 用冲头冲2~3点 1~1.5P
涂粘合剂
冲点防松法
粘合法防松
聊城大学汽车学院 汽车工程系
紧定螺钉
5)其它特殊结构的螺纹连接
起吊螺钉
T 型螺栓
聊城大学汽车学院 汽车工程系
二.标准螺纹连接件 螺 纹 连 接 件 螺栓
L L0
螺栓的结构形式
d
六角头 L L0 d 小六角头
聊城大学汽车学院 汽车工程系
螺 纹 连 接 件
螺栓 双头螺柱
L L1 L0 d L1 -----座端长度 L0 -----螺母端长度
【机械基础实验-项目一】LSC-II螺栓组及单螺栓联接综合实验台实验指导书
LSC-II螺栓组及单螺栓联接综合实验台一、工程应用实例螺纹联接是机器中广泛采用的联接形式，常为可拆联接。
在机械设计中大量使用螺纹联接，例如流体传动中液压缸的法兰盘联接、汽车发动机中汽缸盖与缸体的联接等。
在日常生活中，螺栓组联接也有广泛应用，例如空调的室外机的托架等等。
二、实验问题的提出在螺栓承受变动外载荷时，粗螺栓的疲劳寿命比细长螺栓的寿命短，这是为什么呢？另一方面，在机器设计中可以通过哪些措施来提高螺栓的疲劳寿命，机械设计中介绍了三种措施：（1）提高被联接件的刚度；（2）减小螺栓的刚度；（3）提高螺栓联接的预紧力。
也可以同时采用上述三种措施。
第（1）（2）种措施将导致螺栓联接残余预紧力的减小，这对有密封要求的联接是必须考虑的；第（3）种措施会导致螺栓静强度的减弱。
上述结论正确吗？我们通过本实验来观察、分析螺栓的联接特性。
螺栓联接常成组使用。
在外界转矩或倾翻力矩载荷作用下，每只螺栓上承受的载荷一样吗？各螺栓上承受载荷间有什么关系呢？让我们用实验来研究这一问题。
三、实验目的现代各类机械工程中广泛应用螺栓组机构进行联接。
如何计算和测量螺栓受力情况及静、动态性能参数是工程技术人员面临的一个重要课题。
本实验通过对一螺栓组及单个螺栓的受力分析，要求达到下述目的：（一）螺栓组试验（1）了解托架螺栓组受翻转力矩引起的载荷对各螺栓拉力的分布情况。
（2）根据拉力分布情况确定托架底板旋转轴线的位置。
（3）将实验结果与螺栓组受力分布的理论计算结果相比较。
（二）单个螺栓静载试验了解受预紧轴向载荷螺栓联接中，零件相对刚度的变化对螺栓所受总拉力的影响。
（三）单个螺栓动载荷试验通过改变螺栓联接中零件的相对刚度，观察螺栓中动态应力幅值的变化。
2四、螺栓试验台结构及工作原理(一)螺栓组试验台结构与工作原理螺栓组试验台的结构如：图1所示。
图中1为托架，在实际使用中多为水平放置，为了避免由于自重产生力矩的影响，在本试验台上设计为垂直放置。
机械设计基础-5.6螺栓组联接的设计
第六节螺栓组联接的设计第五节讲的是单个螺栓联接中，螺栓的强度问题，主要是螺栓杆的强度。
其中载荷是单个螺栓受到的轴向力或横向力。
实际中，螺栓联接往往是成组使用，而成组使用的螺栓联接（螺栓组）中，各个螺栓的受力往往是不一样的。
这就需要进行受力分析。
主要任务是：分析找出其中受力最大的螺栓及其所受的工作载荷。
（即F），（最终按此最大载荷计算螺栓强度）。
螺纹联接设计包括结构设计和参数设计。
一、螺栓组联接的结构设计1、联接接合面的几何形状应与机器的结构形状相适应。
一般都设计成轴对称的简单几何形状(图所示)，便于加工制造，且使联接的接合面受力比较均匀。
2、螺栓的数目应取为易于分度的数目(如3、4、6、8、12等)，以利于划线钻孔。
同一组螺栓的材料直径和长度应尽量相同，以简化结构和便于装配。
3、应有合理的钉距、边距和足够的板手空间。
4、被联接件上的支承面应做成凸台或沉头座，以免引起偏心载荷而削弱螺栓的强度。
二、螺栓组联接的受力分析 注意：螺栓组设计中：⎪⎩⎪⎨⎧。
的个数应便于等分圆周例如：圆周上均布螺栓③各螺栓应均匀布置。
一样）。
样（②各螺栓的预紧力均一性能等级应均取一致。
①各螺栓的尺寸规格、‘F 分析中假设：⎪⎩⎪⎨⎧围之内③螺栓的变形在弹性范②各螺栓的刚度相同变形①被联接件是刚体，不 1、 受横向力的螺栓组当采用普通螺栓联接时（图a ），靠联接预紧后在接合面间产生的摩擦力来抵抗横向载荷；当采用铰制孔用螺栓联接（图b ），靠螺杆受剪切和挤压来抵抗横向载荷。
普通螺栓（受拉）按预紧后接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷假设：各螺栓联接接合面的摩擦力相等并集中在螺栓中心处，则根据板的平衡条件得： ∑⋅≥⋅⋅⋅F k Z i F f s 0 ⇒所需预紧力 Zi f F k F s ⋅⋅⋅≥∑式中：f ——接合面的摩擦系数，见教材。
i —－接合面的数目 Z —－螺栓数s k —－可靠性系数，考虑摩擦力不稳定性铰制孔用螺栓（受剪）靠螺栓受剪切和螺栓与孔壁相互挤压传递载荷。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
螺栓联接静、动态特性实验报告
专业班级 ___________ 姓名 ___________ 日期 2006-08-15 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
预紧形变值(μm) 预紧应变值(με) 预紧力(N) 预紧刚度(N/mm) 预紧标定值(με/N)加载形变值(μm) 加载应变值(με) 加载力(N) 加载刚度(N/mm) 加载标定值(με/N)螺栓拉力 40 167 5187.7 129692.5
螺栓扭矩 113 177.1
八角环 126 0 5219.4 41172.2
挺杆 -2 -31.7
螺栓拉力 40 250 7766 194150.4
螺栓扭矩 342.8
八角环 126 7766 61635.1
挺杆 0 0 1463.9
-0.018443
0.0321915 0.1287509 0.0000000 0.0630915 0.0215039 0.3296382 0 45 182 5653.7 129692.5
120 185.2
118 0 6129.3 41172.2
-30 -475.7
45 281.25 8736.8 194150
364
118 7272.9 61634.9
0.0321913 0.1287314 0.0000000 0.0630650 0.0209458 0.3296703 0 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。