机械设计螺栓组联接实验报6

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280 281 283 284 280 284 286 285 285 282 第一组με336 317 283 266 229 337 321 306 277 223 第二组με365 319 280 225 184 355 313 285 250 192 第三组με365 319 280 225 184 358 315 285 247 188

平均值με355 318 281 239 199 350 316 292 258 201 负荷应变75 37 -2 -45 -81 66 30 7 -27 -81 应力/1000 δ73199 65577 57886 49165 40994 72100 65165 60152 53148 41406

预紧拉力 F1[N] 1913 1920 1934 1940 1913 1940 1954 1947 1947 1927 实验拉力 F2[N] 2428 2175 1920 1631 1360 2391 2161 1995 1763 1373 负荷拉力△F[N] 515 255 -14 -310 -553 451 207 48 -184 -553 理论拉力 PN[N] 1216 608 0 -608 -1216 1216 608 0 -608 -1216

⒉应力分布图

⒊思考题及心得体会

螺栓联接实验指导书机械设计实验指导书

《机械设计实验指导书》 徐双满洪建平编 王青温审 机械工程实验教学中心 2011年 2月

螺栓联接实验指导书 一．实验目的 1．掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线（即变形协调图）。 2．掌握求联接件（螺栓）刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C 1/C 1+C 2。 3．了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。 二．实验设备 图1—1为螺栓联接实验机结构组成示意图，手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联接件，拧紧手轮1就可将联接副预紧，并且联接件受拉力作用，被联接件受压力作用。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形量。测力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。 １．螺栓联接实验机的主要实验参数如下: 1)．螺栓材料为45号钢，弹性模量E 1=2.06×105N/mm 2，螺栓杆直径d=10mm ，有效变形计算长度L 1=130mm 。 2）．套筒材料为45号钢，弹性模量E 2=2.06×105N/mm 2，两件套筒外径分别为D=31和32，径为D 1=27.5mm ，有效变形计算长度L 2=130mm.。 2．仪器 1）YJ-26型数字电阻应变仪。 2）YJ-26型数字电阻应变仪。 3）PR10-26型预调平衡箱。

ΔF Dn λb λm λ λm ’ θn λ F θ0 D0 Q p F Q p Q 图4－３ 力－变形协调图 图4－２ LBX-84型实验机结构图 1-加载手轮 2-拉杆 3-测力计百分表 4-测力环 5-套筒 6- 电阻应变片 7-螺栓 8-背紧手轮 9-予紧手轮 三．实验原理 1．力与变形协调关系 在螺栓联接中，当联接副受轴向载荷后，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联接件受压力，产生压缩变形，根据螺栓（联接件）和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如4－3所示。当联接副受工作载荷后，螺栓因受轴 向工作载荷F 作用，其拉力由预紧力Ｑp 增加到总拉力Q ，被联接件的压紧力Q p 减少到剩余预紧力Q ˊp ，这时，螺栓伸长变形的增量Δλ1，等于被联接件压缩变形的恢复Δλ2，即Δλ1=Δλ2=λ，也就是说变形的关系是协调的。因此，又称为变形协调图。 知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小，即力与变形之比Q/λ称

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

螺栓联接静、动态特性实验报告

螺栓联接静、动态特性实验报告 专业班级 ___________ 姓名 ___________ 日期 2011-09-28 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) 33 109 33 109 预紧应变值(με) 136 235 154 7 206.25 预紧力(N) 4224.7 578 4113.7 111 6407 712.9 6407 0 预紧刚度(N/mm) 128021.6 38758.8 194150.4 58779.5 预紧标定值(με/N) 0.0321916 0.1287668 0.0374359 0.0630631 0.0212267 0.3282367 0.0240362 0 加载形变值(μm) 42 93 42 93 加载应变值(με) 158 272 119 54 262.5 加载力(N) 4908.1 668.1 4051.9 856.2 8154.4 825.1 5466.5 2687.9 加载刚度(N/mm) 128021.2 38758.7 194151.5 58779.8 加载标定值(με/N) 0.0321917 0.1287650 0.0293689 0.0630694 0.0192534 0.329657 0.0217689 0.02009

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。

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

实验一 螺栓联接实验

实验一 螺栓联接实验 一、实验目的 1. 测试轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形的关系曲线（变形协调图）； 2. 求螺栓刚度1C 、被联接件刚度2C 、相对刚度211 C C C ； 3. 试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。 二、实验设备和仪器 1. 实验机结构和工作原理 图1 LB-实验机结构简图 图1为型螺栓联接实验机结构图。手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联结件，拧紧手轮1就可将其预紧。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形。测力环4是用来测量轴向工作载荷的。拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。 图2为LB-型实验机结构图 本实验的实验参数如下：

1）螺栓材料为45号钢、弹性模量2 511006.2mm N E ?=，螺栓杆直径 mm D 10=，变形计算长度mm L 1301=。 2）套筒材料为45号钢，弹性模量2 511006.2mm N E ?=，外直径mm D 31=和mm 32各一件，内直径mm D 5.271=，变形计算长度mm L 1302=。 3）测力环刚度=K /N 百分表1格。 4）电阻应变片灵敏度系数 。 2. 仪器 1）16-YJ 型数字电阻应变仪 2）18-YJ 型数字电阻应变仪 3）1810-PR 型预调平衡箱 1. 背紧手轮 2. 螺栓 3. 套筒 4. 测力环 5. 拉杆 6. 加载手轮 7. 电阻应变片 8. 百分表 9. 预紧手轮 图2 型实验机结构简图 三、实验原理 1. 力与变形协调关系 在螺栓联接中，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联结件受压力，产生压缩变形。根据螺栓和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系

机械设计 螺栓计算题

dFˊ=20000N,预紧力M16普通螺栓，小径轴向工作=14.376mm, 1. 用于紧联接的一个1FCC=4×10N/mm,10N/mm,载荷被联接件刚度=10000N,螺栓刚度螺栓材料=1 ×66mb的许用应力[σ]=150N/mm。2F 1）计算螺栓所受的总拉力（（2）校核螺栓工作时的强度。 6101?C b??0.2） 1. 解（1610)?1?4C?C(mb C??b FF??FF???F 0C?C mb………………（5分）=20000+0.2×10000=22000N 1.3F1.3?22000?0?? (2)??ca??22376.?d14 ???………………（5=176.2N/mm>分）2 2.图c所示为一托架，20kN的载荷作用在托架144 宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃，试计算: F′该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力至少应大于多少？（接合面的1) 抗弯剖面模量W=12.71×10mm）（7分）36F′′要保证6956N，计算该螺栓所需预紧力2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F ′F。（3、所受的总拉力分）0

（1）、螺栓组联接受力分析：将托架受力情况分解成下图所示的受轴向载荷Q和受倾覆力矩M的两种基本螺栓组连接情况分别考虑。 1分）：（（2）计算受力最大螺栓的工作载荷F20000Q)(5000:使每个螺栓所受的轴向载荷均等，为Q NF???14Z使左侧两个螺栓工作拉力减小；使右侧两个螺栓工作拉力增加，值为：M倾覆力矩6Ml?227.5?610max?6593.?41(?FN)2 ?l i1?i 245.227?42

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

机械设计螺栓计算题

1. 用于紧联接的一个M16普通螺栓，小径d 1=14.376mm, 预紧力F ˊ=20000N,轴向工作载荷F =10000N,螺栓刚度C b =1 ×106N/mm,被联接件刚度C m =4×106N/mm,螺栓材料的许用应力[σ]=150N/mm 2; （1）计算螺栓所受的总拉力F （2）校核螺栓工作时的强度。 1. 解 （1） 2.010)41(1016 6 =?+?=+m b b C C C =20000+0.2×10000=22000N ………………（5分） (2) () 2210 376.144220003.143.1??==ππ σd F ca =176.2N/mm 2>[]σ ………………（5分） 2.图c 所示为一托架，20kN 的载荷作用在托架宽度方向的对称线上，用四个螺栓将托架连接在一钢制横梁上，螺栓的相对刚度为0.3，螺栓组连接采用普通螺栓连接形式，假设被连接件都不会被压溃，试计算: 1) 该螺栓组连接的接合面不出现间隙所需的螺栓预紧力F′ 至少应大于多少？（接合面的抗弯剖面模量W=12.71×106mm 3）（7分） 2）若受力最大螺栓处接合面间的残余预紧力F ′′ 要保证6956N ， 计算该螺栓所需预紧力F ′ 、所受的总拉力F 0。（3分） （1）、螺栓组联接受力分析：将托架受力 情况分解成下图所示的受轴向载荷Q 和受倾覆力矩M 的两种基本螺栓组连接情况分别考虑。 （2）计算受力最大螺栓的工作载荷F ：（1分） Q 使每个螺栓所受的轴向载荷均等，为:)(50004 200001N Z Q F === 倾覆力矩M 使左侧两个螺栓工作拉力减小；使右侧两个螺栓工作拉力增加，值为：)(41.65935.22745.22710626412 max 2N l Ml F i i =???==∑= 显然，轴线右侧两个螺栓所受轴向工作载荷最大，均为： (3)根据接合面间不出现间隙条件确定螺栓所需的预紧力F ’：

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

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。

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

螺栓联接作业答案(学生)

6、图示搭接板，用8个M20的普通螺栓联接，螺栓的材料的强度等级为4.6级，取安全系 数S ＝1.3，结合面间的摩擦系数f ＝0.15，防滑系数K s ＝1.2，求联接所能承受的外力F ∑。（参考答案：35833.09N ）解:(1)、求螺栓材料的许用应力 等级为4.6的螺栓查教材P83页表5－8，σs ＝240Mpa （2）、求单个螺栓所能承受的预紧力： 查课程设计指导书P88表11-1，取M20的普通粗牙螺栓。其小径d1＝17.294mm (3)求联接所能承受的外力F ∑ 8、图示气缸盖联接，已知气缸内径D 2＝250mm 。采用12个M18的普通螺栓。要求残余预 紧力F 1＝1.5F 。螺栓材料的强度等级为6.8级，取安全系数S ＝4，试确定该气缸能承 受的最大压力p 。（参考答案：1.658MP a ） (1)、求螺栓材料的许用应力 等级为6.8的螺栓查教材P83页表5－8，σs ＝480Mpa (2)查课程设计指导书P88表11-1，取M18的普通粗牙螺栓。其小径d1＝15.294mm (3)、计算单个螺栓承受的总拉力 F 2=F+F 1=F+1.5F=2.5F F= N F 127.67835 .2127.167835. 22==(3)、气缸盖承受的总压力F ∑：F ∑ =FZ=6783.12712＝81397.522N 10、图示为一螺栓组的3种联接方案，已知L ＝300mm ，a ＝60mm ，螺栓1，3，4，6，7， []a s MP s 615.1843 .1240 == =σσ[][]) 430.333583 .14615 .184294.173.14(3.14221001N d F F d =×××=×××≤?×≥πσπσπN K fzi F F fzi F K F s S 43.333582 .12 415.043.3335800=×××==?= ΣΣ题8 []a s MP s 120480 == =σσ[][]) 817.169573 .14120294.153.14(3.14221221N d F F d =×××=×××≤?×≥πσπσπa MP D F p D p F 658.1250522.813974442 2222=××=×=?=ΤΣπππ

静态螺栓组联接实验台

JLS-A静态螺栓组联接实验台 一、功能简介： 现代各类机械中均广泛采用螺栓进行联接，如何计算和测量螺栓及螺栓组在受力情况及静、动态参数，是工程技术人员的一个重要课题，本实验台通过对螺栓组的受力进行测试和分析，使学生更深入的了解这方面的知识，为以后在社会工程中奠定基础。 二、实验目的： 1、掌握螺栓组联接受外载后，螺栓和被联接体的受力及变形的变化规律。 2、绘制螺栓的载荷分布图及螺栓与被联接载荷——变形曲线。 3、了解机械参数电测的基本方法及应变仪的使用方法。 三、实验设备： 1、螺栓组联接实验台的机械结构及试验原理

1-底脚螺钉2-安装底板3-传感器支撑板4-荷重传感器5-加载螺杆6-螺杆套7-杠杆8-悬臂9-弹性块101-被连接件11-试验螺栓 （2）静态电阻应变仪工作原理 电阻应变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器，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地贴在试件上，当被测试件受到外力作用长度发生变化时，粘贴在试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——变形转换电量——电阻值的变化。用灵敏的电阻测量仪器——电桥，测出电阻值的变化ΔR/R，就可以换算出相应的应变ε，如果这电桥用应变来刻度，就可以直接读出应变，完成了非电量的电测。静态数字应变仪就是按照该原理进行数字表示的。电阻应变片的“应变效应”，是指上述机械量转换成电量的关系，用电阻应变的“灵敏系数”K来表征：可用式（1）表示之。 （3）加载力的测量 本实验台在加载杆下安装的荷重传感器，当加载螺杆拧紧时，荷重传感器将

机械设计实验指导书及报告--螺栓联接实验

螺栓联接实验指导书徐双满洪建平编 王青温审 机械工程实验教学中心 2012年9月

螺栓联接实验指导书 一．实验目的 1．掌握测试受轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形曲线（即变形协调图）。 2．掌握求联接件（螺栓）刚度C 1、被联接件刚度C 2、相对刚度C 1/C 1+C 2。 3．了解试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。 二．实验设备 图1—1为螺栓联接实验机结构组成示意图，手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联接件，拧紧手轮1就可将联接副预紧，并且联接件受拉力作用，被联接件受压力作用。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形量。测力环4是用来间接的指示轴向工作载荷的。拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。 １．螺栓联接实验机的主要实验参数如下: 1)．螺栓材料为45号钢，弹性模量E 1=2.06×105N/mm 2，螺栓杆直径d=10mm ，有效变形计算长度L 1=130mm 。 2）．套筒材料为45号钢，弹性模量E 2=2.06×105N/mm 2，两件套筒外径分别为D=31和32，内径为D 1=27.5mm ，有效变形计算长度L 2=130mm.。 2．仪器 1）YJ-26型数字电阻应变仪。 2）YJ-26型数字电阻应变仪。 3）PR10-26型预调平衡箱。

1．力与变形协调关系 在螺栓联接中，当联接副受轴向载荷后，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联接件受压力，产生压缩变形，根据螺栓（联接件）和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如4－3所示。当联接副受工作载荷后，螺栓因受轴 p p 剩余预紧力Qˊ p ，这时，螺栓伸长变形的增量Δλ 1 ，等于被联接件压缩变形的恢复Δ λ2，即Δλ1=Δλ2=λ，也就是说变形的关系是协调的。因此，又称为变形协调图。 知道了力和变形的大小便可计算出连接副的刚度的大小，即力与变形之比Q/λ称

螺栓组及单螺栓联接静、动态综合实验台

JLS-C螺栓组及单螺栓联接静、动态综合实验台 一、功能简介 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。JLS-C螺栓联接实验台是本公司根据《现代机械工程基础实验教程》指导书开发的实用性很强的教学设备。本实验台采用全新现代测试手段，利用传感器及计算机对螺栓联接静、动态参数进行采集、处理、仿真的实验设备，其设计紧密结合螺栓联接的教学内容，可完成螺栓应力与变形的测试与分析，测量数据稳定、重复性好，是当前理想的基础教学实验设备。 二、性能特点 1、该实验台为螺栓组及单螺栓的组合实验台，同时具有螺栓组静态实验及单螺栓静、动态实验组合功能。一台实验台可完成两种实验台的实验功能。 2、螺栓静动态受力、变形、刚度，轴向载荷，预紧拉力等实验。 3、通过计算机测试分析软件自动进行螺栓联接动静态实验，实现两种实验手

段，可作综合性实验； 三、实验项目及内容 1、螺栓组载荷分布及其测试； 2、静态测试相对刚度变化对螺栓总拉力的影响； 3、动态测试相对刚度变化对螺栓应力幅值与动载荷幅值的影响。 4、电阻应变仪的工作原理及各测量点应变片的组桥方式 本仪器由精密恒流源,多路切换开关,前置放大器,低通滤波器,A/D转换器,单片机,显示电路,电源等部分组成见方框图。 四、实验设备主要技术参数 1、单相交流异步电机：90W、N=1400r/min 2、电阻应变片电阻值：R=120Ω；灵敏度系数：K=2.08 3、螺栓组实验螺栓：M12（10个） 4、实验单螺栓：M12（1个） 5、工作载荷加载吊耳：1个 6、四路静动态测试仪：测量范围：0±30000με 1.零点不平衡：±10000με 2.基本误差：0.2﹪FS 3.分辨率：1με 4.零点漂移：±2με/4小时、±0.5με/℃ 5.测量方式：1/4桥、半桥、全桥 7、外型尺寸：800×350×600 五、JLS-C螺栓组及单螺栓联接静、动态综合实验台

机械设计螺纹计算题答案

1、一方形盖板用四个螺栓与箱体连接，其结构尺寸如图所示。盖板中心O 点的吊环受拉力F Q =20000N ，设剩余预紧力F ″=0.6F, F 为螺栓所受的轴向工作载荷。试求： （1）螺栓所受的总拉力F 。，并计算确定螺栓直径（螺栓材料为45号钢，性能等级为级）。（2）如因制造误差，吊环由O 点移到O ′点，且 OO ′=52mm,求受力最大螺栓所受的总拉力F 。，并校 核（1）中确定的螺栓的强度。 解题要点： （1）吊环中心在O 点时： 此螺栓的受力属于既受预紧力F ′作用又受轴向 工作载荷F 作用的情况。根据题给条件，可求出 螺栓的总拉力： F 0=F ″+F=0.6F+F=1.6F 而轴向工作载荷F 是由轴向载荷F Q 引起的，故有： 题15—7图 N N F F Q 50004 200004=== ∴N N F F 800050006.16.10=?== 螺栓材料45号钢、性能等级为级时，MPa s 480=σ ，查表11—5a 取S=3，则 σσ=][s /S=480/3MPa=160MPa ,故 []mm mm F d 097.9160 80003.143.140 1=???=?≥πσπ 查GB196-81，取M12（d 1=10.106mm ＞9.097mm ）。 （2）吊环中心移至O′点时： 首先将载荷F Q 向O 点简化，得一轴向载荷F Q 和一翻转力矩M 。M 使盖板有绕螺栓1和3中心连线翻转的趋势。 mm N mm N O O M F Q ?=??='?=4.1414212520000 显然螺栓4受力最大，其轴向工作载荷为 N N r M F F F F Q M Q 550010010024.14142142000024422=??? ? ??++=+=+= ∴ N N F F 880055006.16.10=?== ∴ []MPa MPa MPa d F e 1606.1424 /106.1088003.14/3.12210 =<=??==σππσ 故吊环中心偏移至O ′点后，螺栓强度仍足够。 分析与思考： （1）紧螺栓连接的工作拉力为脉动变化时，螺栓总拉力是如何变化的试画出其受力变形图，并加以说明。 答：总拉力F F F C C C F F +''=++'=2110，受力变形图见主教材图11-16。

实验一：螺栓连接综合测试

实验一：螺栓联接变形协调实验 一、实验目的 验证预紧螺栓联接受轴向工作载荷作用时，在弹性极限内，螺栓与被联接件受力及变形协调规律；测量联接系统刚度等于联接件与被联接件刚度之和，即：螺栓伸长变形的增量△λ1等于被联接件压缩变形的恢复量△λ2，即△λ1=△λ2，符合变形协调规律。(见图1-1) 螺栓总拉力为Q等于被联接件剩余预紧力Qˊp与工作拉力F之和。 即Q=Qˊp+F(见图1-1) 图1-1螺栓联接受力变形图图1-2螺栓联接系统刚度测量系统刚度C等于螺栓刚度C1与被联接件刚度C2之和，即C=C1+C2 联接系统刚度C定义为轴向工作载荷F与△λ1或△λ2之比，即C=（F/△λ1）。在Δdho2中，hg/ho2=eg/do2,在Δado2中，ab/ad=bf/do2, 因为hg/ho2=ab/ad,所以bf=eg 则：C=F/（△λ1）=bf/(hg)=eg/(hg)=do2/(ho2)=FK/λm 式中：Fk=tgd1*(λb+λm) 所以C=tgd1(λb+λm)/ λm =tgd1+Fˊ/λm = tgd1+tgd2 =C1+C2 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）

图1-3 单螺栓连接实验台结构 1-电机2-箱体3-螺栓扭矩测点4-八角环5-螺栓拉力6-上板7-千分表（被联接件）8-千分表（螺栓）9-螺栓、螺母、垫片10-八角环压力测点11-锥塞12-挺杆13-挺杆压力测点14-下板15-实心扳手16-手轮 1) 联接部分包括M16空心螺栓、大螺母和垫片组组成。空心螺栓贴有侧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柱，拧紧或松开其上的小螺母即可改变空心螺栓的实际受载界面积，以达到改变联接件刚度的目的。 2) 被联接件部分有上板、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。 3) 加载部分由蜗轮、蜗杆、凸轮、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和大小，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.静态电阻应变仪 实验台各被测件的应变量用电阻应变仪测量，通过标定或计算机可换算出各部分的大小。应变仪采用了包含测量桥和读数桥的双桥结构。各测点均采用箔式 电阻应变片，其阻值为120 ，灵敏系数k=2.20。 三、实验方法与步骤 1）转动手轮（单方向），使挺杆降下，处于卸载位置，手拧大螺母至刚好与垫片组接触，（预紧初始值）螺栓不能有松动的感觉。千分表调零，并保证千分表长

机械设计试验报告

机械设计实验报告 (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 螺栓组联接实验报告 (1) 带传动实验报告 (5) 齿轮（蜗杆）传动效率测试实验报告 (7) 液体动压滑动轴承实验报告（手工记录数据） (9) 轴系结构设计实验报告 (11)

螺栓组联接实验报告 一、实验参数 1.螺栓中段直径：d= mm; 2.各螺栓的垂直间距= mm 3.螺栓材料的弹性模量：E= 4.加载杠杆比： 5.被联接件悬臂长：L= mm； 二、实验纪录 见附表一 三、数据处理 1.根据实测结果，计算在翻转力矩作用下螺栓组联接的各螺栓的实测总拉力F0的大小以 及拉力增量?F的大小和受力图。 1)预紧力F i F i'=E ?ε预?S 各螺栓的总拉力F0i F0i=E ?εi ? S 式中：E—螺栓材料的弹性模量 [Gpa] S—螺栓测试段的截面积 [m2] εi—第i个螺栓在翻转力矩作用下的总拉应变量[με] 2)各螺栓的拉力增量?F ?Fi=E ??εi? S 式中：?εi—在翻转力矩作用下的第i个螺栓的拉应变增量。 [注] ?Fi也可以用?Fi= F0i-F i' 来计算，式中的F i'为第i个螺栓的预紧力。 3)绘制螺栓受力图 2.根据螺栓组联接的简单理论分析计算方法（作了简化和假设），计算出在翻转力矩作用 下，被联接件传给各螺栓的工作力F i的大小，并绘制出它们的分布图。 1)工作力F i的计算 F1=F6=Mr1 / ( r12 + r22 + ???????+ r102 ) F2=F7= F1 / 2 F3=F8=0 F4=F9= —F1 / 2