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: δ_пл = F_пл. /A₀. Где F_пл. – нагрузка, соответствующая пределу прочности.

3.Предел текучести:δ_T= F_т/A₀. Где F_т - 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=PA_порш d

A_порш = 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 F_max= Р*А_n*10 (Н)

3.Площадь поршня A_n=πD²/4

4.Предел прочности δ_b=F_max /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

М_а=F*d

D_δ=100мм

J_p=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

λ_т=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	aω	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=u_зуб*u_рем*u_цеп =1,972

3.Общее КПД η=η_рем*η_зуб*η_под =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.