实验四    轴系结构设计实验报告

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成绩：                实验日期：                 教师签字：          

一 、实验目的

1．深入了解及认识轴系部件的结构形式，熟悉零件的结构形状、工艺、作用；

2．熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法；

3．对所设计的组成方案，进行组装与测绘等操作的动手技能的训练。

二 、实验手段与实验内容

1．组合式轴系结构设计分析实验箱

实验箱所提供的零件，能进行圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计，实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及连接件等8类100多个零件

2.测量及工具

300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板、活扳手、小橡胶锤等。

三 、实验结果

1．轴系组成结构图

2．轴系结构分析（组成零件功能表）

四 、回答问题

1.滚动轴承一般采用什么润滑方式进行润滑？

答：常用的方式有脂润滑和油润滑两类。常用的油润滑方法有油浴润滑﹑滴油润滑﹑飞溅润滑﹑喷油润滑﹑油雾润滑。

2.轴上的两个键槽或多个键槽为什么常常设计成加工在一条直线上。

答：为了加工方便

 

第二篇：第六届结构设计大赛实验报告

第六届结构创新设计大赛

实验报告

                  学    院：土木工程学院

                  专业班级：

组    别：第4组

组    长：

                  成    员：

目录

一、 实验目的及要求

二、 实验设备

三、 实验模型概述

四、 竞赛规则

五、 实验步骤

六、 实验结果与分析

一、 实验目的及要求

(一)结构模型设计要求：

设计制作一个建筑结构模型并进行振动试验。在满足下列要求的前提下，可以自由设计模型的形状及构造：

1. 模型必须至少有4个平面楼层，楼层是以纸张制作，支撑的方式可以自由设计。一个平顶可视为是一个楼层。木板底座可以当作是模型的基础。

2. 模型总楼板面积必须在1000至1800平方厘米的范围之内(不含底板面积)。模型总楼板面积包含内、外柱的截面积。每层楼板面积不得小于200平方厘米，楼层面积小于200平方厘米的不计入面积。为节省裁判量测计算楼层面积的时间，每一个组应完成一张草图，让裁判事先了解该楼层面积的计算方式。 模型楼板的中间不能有妨碍放置荷重块的柱子等结构。

3. 每一楼层净高(即该楼层顶部与其上楼层底部之间的距离)不得小于10厘米，第1层净高不少于15厘米，模型总高不超过80厘米。  

4. 在真正的建筑物中，每一层楼都会有窗户。在模型每一楼层的外围，每一侧必须留有开口，开口面积不小于外表面积的一半，在开口范围内不能安置任何材料，并且便于荷重块的放置与取出。

5. 模型中的每一楼层的每平方厘米必须能够承受 10 克的重量，模型必须能够同时承受每一层楼所应承受的总重量。

6. 模型的每一个楼层必须有放置荷重铁块的固定架，用于模拟载重的铁块必须固定在每一层楼层位置。模型在进行人造地震实验之前，必须先将铁块安置在固定架上。如果铁块从模型中脱落，该模型即丧失比赛资格。铁块与固定架之间必须留有一点空隙，以方便铁块的取出与安放。每一个铁块的尺寸大小会稍有不同。1个荷载铁块的尺寸约为100×150×10毫米。

（二） 材料 

1. 10根2米长的木条，其断面约为6×15毫米。

2. 乳胶1瓶。

3. 木质模型底板。木板厚度约0.6厘米，长与宽分别为25厘米乘25厘米。除了必要的钻孔之外，木板必须保持完整。底板的中心有一个直径为16毫米的孔，用于实验时与振动台连接。

4. 适量的废旧纸张（只能用于楼面），为了环保必须使用旧纸张。

二、 实验设备

（1）河北工程大学振动台
　　河北工程大学振动台设备采用从英国SERVOTEST公司引进的伺服液压式振动台。该振动台主要参数见下列所示。
　　（2）河北工程大学振动台主要参数：
　  1.台面尺寸：3m×3m
    2.最大载重量：10t
　  3.工作频率：0.2～50Hz

4.震动方向：水平方向单自由度振动

5.振动波形：各种地震波、随机、周期波

6.最大加速度：满载时最大加速度为1.2g

7.最大速度：1.0m/s（地震波速度指标1.0m/s持时20秒；连续速度指标0.5-0.6m/s。）

8.最大位移：±100mm

9.最大倾覆力拒：30tm

10.最大偏心力矩：100 kN·m 左右

三、 实验模型概述

（1）模型简述

1.模型采用四边形框架结构，共设有四个承重层。总高度650mm，单层面积324cm2,自重1.32kg。平面布置力求对称，竖向布置力求均匀。

2.在柱的单向惯性矩较较小的一侧设置柱间支撑，增强了柱的抗剪切能力，同时又有利于增强结构的整体空间刚度。

3.梁柱连接点采用卯榫结构连接，井字交叉，在保证强度和稳定性的同时，节省了材料。

4.基础采用条形基础形式，这种扩展基础有利于把柱的荷载侧向扩展到板上。

5.每层设置了铁块的维护结构，并与承重梁直接相连，保证了铁块在试验过程的相对稳定。

（2）预计可能的破坏顺序：

1．剪力撑随着振动台水平力的增加被剪坏

2．铁块维护结构散落

3．井字梁剪坏

4．柱脚弯矩过大，基础失稳

5．主体结构最终破坏。

另外，模型也可能由于共振和严重的扭转变形而破坏。

四、 试验及竞赛规则

（一）竞赛规则

1、每个小组应交设计计算书一份。

2、每个小组应按时间要求进行模型展示和实验。

3、模型实验前进行模型称重，并进行记录。

4、由组委会确定模型振动的方向。按振动方向将模型安装在振动台上。

5、按模型各层面积加载附加质量 ，数量为10g/cm2。

6、振动台施加人工地震，共7次，加速度最大峰值分别为0.2g,0.3g,0.4g, 0.5g,0.6g,0.7g,0.8g。

（二）试验成绩评价

1．在振动台实验中，模型发生以下现象，即判定模型破坏，激振强度按上一级加速度值计算。

（1）模型中的任何一个楼层发生坍塌现象。

（2）荷载块飞出模型。

（3）模型的结构与底板已分离且发生脱离底板的晃动。

（4）半数或半数以上的柱子已脱离底板。

（5）其它裁判认为结构已破坏的状况。

 2．模型效率评定

模型效率系数

a-模型实验的加速度峰值，如模型在0.6g时破坏，则a=0.5g。

W-模型等效附加荷载值，W=(W1 + W2)×1+ (W3 + W4)×1.5+W5×2+…

W1、W2…分别为第1、2层等的荷载值。

系数1、1.5、2等为加权值，第1、2层的加权值为1，第3、4层的为1.5，5层以上的为2。

M-为模型的总质量，包括模型的自重M1和因违反规定加罚的质量M2，加罚的质量由裁判决定。

（三）设计计算评价

各组提交的文件：

1 设计计算书；

2 展示用创意说明宣传单；

3 模型参数表；

4 用于说明个人工作的相关材料（笔记，图纸，照片等）。

五、 实验步骤

1、4月17日（第9周周2）下午在校园内展示所有模型作品

2、4月19日（第9周周4）比赛（第一批）

3、加载过程（主要）及模型响应：

第一次加载：

最大峰值加速度0.2g

模型状态稳定，未出现晃动。

第二次加载：

最大峰值加速度0.4g

模型状态稳定，未出现晃动。

第三次加载：

最大峰值加速度0.6g

模型状态稳定，未出现晃动。

第四次加载：

最大峰值加速度0.8g

模型状态稳定，未出现晃动。

第五次加载：

最大峰值加速度1.1g

模型状态稳定，未出现晃动。

第六次加载：

最大峰值加速度2.1g

模型状态稳定，未出现晃动。

第七次加载：

最大峰值加速度2.4g

模型抖动，结构状态稳定

第八次加载：

最大峰值加速度估计为2.8g，工作频率较高；

模型整体抖动加剧，20s后二层剪力撑松动，结构退出竞赛。

3、比赛过程图片

模型固定

低频率时振幅较大

六、 实验结果与分析

（1）实验中最大峰值加速度达到4.2g，模型未出现明显破坏，状态较为稳定，取得了良好效果；

（2）最后计算得模型效率系数为67.2，在同组模型中为第一；

（3）最后拆下模型时，可以发现：

1．四层销钉连接处胶水已开，成为铰结，这与预期符合的较好；

2.  所有销钉均未出现断裂现象，说明其强度完全满足要求，这与计算结果一致；

3．底板及柱脚未损坏，好于预期效果，可能是由于上部结构位移较大，耗能较多。

4.  底板固定未出现松动；

5．模型在整个振动过程中未出现较明显的扭转变形。

（4）模型在加载过程中表现出优异的抗震性能，完全体现出了最初的设计思路，最大的优点在于：

1．八边形平面结构，整体稳定；且由于模型对称性较高，在两个方向刚度几乎相同，没有弱向；

2．销钉连接，强度可靠，同时使模型节点在振动过程中由刚结变为铰结，改善受力性能；

3．柱的布置合理，铁块的固定完全不需要胶带绑扎（第五层的垫块在实验前已经去掉）；

4．结构整体性好，错层布置不会散架。