Лабораторные работы по технической механике

Загрузить архив:
Файл: ref-23056.zip (196kb [zip], Скачиваний: 255) скачать

Лабораторная работа №1.

Испытание материалов на растяжение

Цель работы:

1.Изучить поведение материала при растяжении до разрушения.

2.Получить диаграмму растяжения, установить механические характеристики материала образца, предел прочности, предел текучести, остаточное относительное удлинение приразрыве.

Оборудование:

1.Разрывная машина РМП – 100

2.Набор образцов

3.Штангель-циркуль

Порядок выполнения работы

1.Образец укрепить в захватах машины.

2.Штангель-циркулем измерить длину образца.

3.Включить машину.

4.В процессе испытания образца записывать показания приборов, измеряющих величину силы нагружения и удлинения образца.

5.В момент разрыва образца выключить машину.

6.Измерить длину образца после разрыва и диаметр в месте сужения.

7.Данные наблюдений и измерений записать в таблицу.

8.Построить диаграмму растяжения.

Размер образцов.

Материал

Начальный диаметр мм.

Начальная длина мм.

Площадь сечения мм.А

Сталь

Алюминий

0,5

1,6

130

150

0,19

2,01 мм2

Расчетные формулы:

1.Площадь поперечного сечения   А0 = Пd2 /4;

2.Предел прочности: δпл = Fпл. /A0. Где Fпл. – нагрузка, соответствующая пределу прочности.

3.Предел текучести:δT= Fт/A0. Где Fт - нагрузка, соответствующая пределу текучести.

4.Относительное удлинение:ξ= (L-L0 /L)*100%

Таблица результатов.

Материал образца

Нагрузка при текучести

Нагрузка при разрыве.

Абсолютное удлинение.

Предел текучести.

Предел прочности

Относительное удлинение.

1

2

Сталь

Алюминий

180

360

200

380

8

9

947

179

1052

189

6,2

6

5.Диаграмма растяжения:

Вывод с предельной работы.

Вывод: диаграмма растяжения (зависимость напряжения от абсолютного удлинения) показывает, что стальной образец прочнее чем алюминиевый.Можно наблюдать в разрывноймашине пределы прочности и текучести для испытуемых материалов.

Лабораторная работа №2.

Тема: испытание материала на сжатие.

Цель: определить предел прочности дерева поперек и вдоль волокон.

Таблица измерения.

Размер образца.

Вдоль волокон.

Поперек волокон.

h

12 мм

13 мм

b

11

15

δ

11

11

A

121 мм2

165 мм2

Пусть:

Р=20 кг/см2

F=PAпорш d

Aпорш = π Dn2/4=3.14*402 /4=12.56см2

F=20*12.56*10=2512H

Для Р=5кг/см2

δ = F/A =

2512/121

628/165

Таблица испытаний.

Вид испытаний

Давление по манометру

Разрушающая сила

Предел прочности

Вдоль волокон

20

2512Н

20,8МПа

Поперек волокон

5

628Н

3,8МПа

Расчетные формулы:

1.Площадь сечения образца А=b*δ

2.Разрушающая сила Fmax= Р*Аn*10 (Н)

3.Площадь поршня An=πD2/4

4.Предел прочности δb=Fmax /A

Вывод: Предел прочности для образца поперек волокон составляет 3,8МПа, а вдоль 20,8МПа. Вид дерева можно узнать по табличному значению 12,3МПа.

Лабораторная работа №3.

Тема: Испытание материала на срез.

Цель: Определить предел прочности на срез различных материалов.

1. Схема приспособления для испытания на двойной  срез.

Данные об образцах

№1 Круглый образец

№2 Плоский образец

№3 Плоский образец

Примечание

Материал

Al

Al

Сталь

Диаметр

1,5 мм

Площадь среза

3,53 мм2

47,1 мм2

15,7 мм2

Толщина плоского образца

1,5 мм

0,5 мм

Таблица испытаний.

№ образца материала

Р манометра

Срывающая сила

Предел прочности

№1

3

377

106,9МПа

№2

18

2261

48 МПа

№3

34

4270

272 МПа

Схема гидравлического пресса.

Вывод:характеристика материала допускаемой касательного напряжения при срезе, по результатам двух опытов для Al = 77.4МПа,Стали = 272МПа.

Лабораторная работа № 4.

Тема: Испытание материалов на кручение.

Цель: Определить модуль сдвига материалов образца опытным путем.

d = 6 mm

L = 1130 mm

R = 33 mm

D = 100 mm

Таблица наблюдений и вычислений.

Нагрузка

Крутящий момент

Дуга поворота

Угол закручивания

Модуль сдвига

1

1

100

0,4

0,012

740*104 МПа

2

2

200

0,75

0,022

8,08*104 МПа

3

3

300

1,1

0,033

8,08*104 МПа

Ма=F*d

Dδ=100мм

Jp=127.17 мм4

G=8.885 H/мм3

Вывод: Материал стержня – легированная сталь с модулем сдвига 7,85*104 МПа

Лабораторная работа № 5.

Тема: Испытание винтовой цилиндрической пружины.

Схема, эскиз, размеры пружины.

D=DH –d,

D – средний диаметр пружины

DH– наружный диаметр

d – диаметр проволоки

F=kx

δ=εF

ε=ΔL/L

ε – относительное удлинение

E – модуль продольной упругости материала

λт=9FD3n/Gd4      средний диаметр пружины

D=42 мм

G=8*104МПа

N=7

Нагрузка

Практическая осадка

Теоретическая осадка

Отклонение

1

4,5

0,9

0,909

0,9%

2

9

1,8

1,818

0,9%

3

13,5

2,7

2,727

0,9%

График осадки.

Вывод: Осадка пружины прямо пропорционально приложенной нагрузке,это небольшие нагрузки и для них соблюдается закон Гука.

Лабораторная работа № 6.

Тема: Испытание двухопорных балок на изгиб.

Цель: Опытное определение величины прогиба балки, сравнение с теоретическими значениями.

Схема установки.

Нагрузка

Действительный прогиб

Теоретический прогиб

Изгибающий момент

Напряж. изгиба

ΔF

1

9

2.3

2.46

2318

13.9

6,5

2

18

4.9

4.91

4635

27.8

0,2

3

27

7.3

7.37

6959

41.7

0,9

Вывод: Прогиб балки практически совпадает с теоретическими, в пределах небольших погружений он прямопропорционален приложенной нагрузки.

Лабораторная работа № 7.

Тема: Цилиндрические редукторы.

Цель: Ознакомление с конструкцией редуктора и назначением его деталей.

Наименование параметров и единиц измерения

Обозначения и способ определения

Результаты измерения

Число зубьев

Z1

Z2

Z3

Z4

14

58

20

54

Передаточное число

u1= Z2/ Z1

u2= Z4/ Z3

4,14

2,7

Межосевое расстояние

9,5 мм

Диаметр окружностей выступов 1 и 2 ступени

da1

da2

da3

da4

40 мм

150

55

135

1)

2)

3)

Модуль зацепления 1 и 2 ступени

m1= da1

m2= da2/ Z2+2

Для ведомого колеса

Ширина венцов колеса

b1

b2

25 мм

Межосевое расстояние

aω=d1+d2/2

90 мм

Вывод:Колеса касаются друг друга окружностью делительных диаметров они проставлены на чертеже, модуль зацепления для такого редуктора 2,5.

Лабораторная работа № 8.

Тема: Червячные редукторы.

Цель: Ознакомление с конструкцией и его назначением, составление кинематической схемы.

Оборудование и принадлежности.

1.Червячный редуктор с верхним расположением червяк – 1 комплект

2.Червячный редуктор с нижним расположением. – 2 комплекта.

3.Штангель-циркуль с пределами от 0 до 125 мм и от 0 до 320 мм.

4.Разводной ключ, гаечный ключ, отвертка, молоток.

Наименование параметра и его размеры

Обозначение

Способ определения

Численное значение величин.

1

2

3

4

5

1

Число заходов витков

z1

сосчитать

1

2

Число зубьев

z2

сосчитать

40

3

Передаточное число

u

u=z2/2

40

4

Диаметр окружности и впадин

da1

замерить

47

5

Диаметр окружности выступов колес

da2

замерить

138

6

Осевой модуль зацепления

m

m= da2/ z2+2

округлить по ГОСТу

7

Диаметр делительной окружности

d1,d2

d1=q+m

d2=z2+m

40,62

5130

8

Число модулей червяка

q

q= (da1/m)-2

12,5

9

Диаметр окружности впадин

df1,df2

df=m*(q*2.4)

32,825

122,2

10

Осевой шаг червяка

p

p=m*π

10,205

11

Угол подъема винтовой линии

γ

tyγ= m*π

0,08

12

Межосевое расстояние

-делительное

-расчетное

       d

a

замерить

77,2

85,3125

13

Длина нарезанной

b1

замерить

98

14

Ширина венца колеса

b2

замерить

35

Вывод:Межосевое расстояние отличается от замеренного на 10%, вычисленные размеры смотри на чертеже.

Лабораторная работа № 9.

Тема: Расчет привода рабочей машины.

Цель: Определение передаточных чисел всех передач общего передаточного числа, общего КПД, а также линейной скорости всех валов вращающегося момента вала рабочей машины.

Схема привода:

Порядок выполнения работы:

1.Передаточное число всех передач

2.общее передаточное число u=uзуб*uрем*uцеп =1,972

3.Общее КПД η=ηремзубпод =0,848

4.Мощность валов. Р1 = 50 Вт; Р2 =47 Вт; Р3 =45,12 Вт;Р4 = 42,41 Вт.

5.Угловые скорости. ω1 =62,8 рад/с;ω2 =82,2 рад/с; ω3 =49,34 рад/с;ω4 =31,832.

6.Угловая и линейная скорость рабочей машины. ω=31,845 рад/с;  ν=0,398 м/с

7.Вращающий момент на валу эл. двигателя и вала рабочей машины. М4=1,332Нм;М1=0,795Нм

8.Окружное усилие рабочей машины/сила натяжения каната.

Вывод: Изучены кинематические характеристики привода рабочей машины, выигрыш во вращающем моменте на валу рабочей машины. Подъемный механизм способен поднимать груз до 106,5 Н со скоростью 0,398Н/с.