Реферат: Лабораторные работы по технической механике

Лабораторная работа №1.

Испытаниематериалов на растяжение

Цель работы:

1.<span Times New Roman""> 

Изучить поведение материала при растяжении до разрушения.

2.<span Times New Roman""> 

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

Оборудование:

1.<span Times New Roman""> 

Разрывная машина РМП – 100

2.<span Times New Roman""> 

Набор образцов

3.<span Times New Roman""> 

Штангель-циркуль

Порядок выполнения работы

1.<span Times New Roman"">    

Образец укрепить в захватах машины.

2.<span Times New Roman"">    

Штангель-циркулем измерить длину образца.

3.<span Times New Roman"">    

Включить машину.

4.<span Times New Roman"">    

В процессе испытания образца записывать показанияприборов,  измеряющих величину силынагружения и удлинения образца.

5.<span Times New Roman"">    

В момент разрыва образца выключить машину.

6.<span Times New Roman"">    

Измерить длину образца после разрыва и диаметр в местесужения.

7.<span Times New Roman"">    

Данные наблюдений и измерений записать в таблицу.

8.<span Times New Roman"">    

Построить диаграмму растяжения.

<img src="/cache/referats/23056/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">

Размеробразцов.

Материал

Начальный диаметр мм.

Начальная длина мм.

Площадь сечения мм.  А

Сталь

Алюминий

0,5

1,6

130

150

0,19

2,01 мм2

Расчетныеформулы:

1.<span Times New Roman"">    

Площадь поперечного сечения   А0 = Пd2 /4;

2.<span Times New Roman"">    

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

3.<span Times New Roman"">    

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

4.<span Times New Roman"">    

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

Таблицарезультатов.

№

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.<span Times New Roman"">    

Диаграмма растяжения:

<img src="/cache/referats/23056/image004.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">

Вывод с предельной работы.

Вывод:диаграмма растяжения (зависимость напряжения отабсолютного удлинения) показывает, что стальной образец прочнее чемалюминиевый.  Можно наблюдать вразрывной  машине пределы прочности итекучести для испытуемых материалов.

Лабораторнаяработа №2.

Тема:испытание материала на сжатие.

Цель: определить предел прочности дерева поперек и вдольволокон.

<img src="/cache/referats/23056/image006.jpg" v:shapes="_x0000_i1027">

Таблица измерения.

Размер образца.

Вдоль волокон.

Поперек волокон.

h

<st1:metricconverter ProductID=«12 мм» w:st=«on»>12 мм</st1:metricconverter>

<st1:metricconverter ProductID=«13 мм» w:st=«on»>13 мм</st1:metricconverter>

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

Расчетныеформулы:

1.<span Times New Roman"">    

Площадь сечения образца А=b*δ

2.<span Times New Roman"">    

Разрушающая сила Fmax=Р*Аn*10(Н)

3.<span Times New Roman"">    

Площадь поршняAn=πD2/4

4.<span Times New Roman"">    

Предел прочности  δb=Fmax/A

Вывод:Предел прочности для образца поперекволокон составляет 3,8МПа, а вдоль 20,8МПа. Вид дерева можно узнать потабличному значению 12,3МПа.

Лабораторная работа №3.

Тема:Испытание материала на срез.

Цель:Определить предел прочности на срез различныхматериалов.

1.<span Times New Roman"">    

Схемаприспособления для испытания на двойной срез.

<img src="/cache/referats/23056/image008.jpg" v:shapes="_x0000_i1028">

Данные об образцах

№1 Круглый образец

№2 Плоский образец

№3 Плоский образец

Примечание

Материал

Al

Al

Сталь

Диаметр

<st1:metricconverter ProductID=«1,5 мм» w:st=«on»>1,5 мм</st1:metricconverter>

−

−

Площадь среза

3,53 мм2

47,1 мм2

15,7 мм2

Толщина плоского образца

−

<st1:metricconverter ProductID=«1,5 мм» w:st=«on»>1,5 мм</st1:metricconverter>

<st1:metricconverter ProductID=«0,5 мм» w:st=«on»>0,5 мм</st1:metricconverter>

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.

<img src="/cache/referats/23056/image010.jpg" v:shapes="_x0000_i1029">

Вывод:  характеристикаматериала допускаемой касательного напряжения при срезе, по результатам двухопытов для Al= 77.4МПа,  Стали = 272МПа.

Лабораторная работа № 4.

Тема:Испытание материалов на кручение.

Цель:Определить модуль сдвига материалов образца опытнымпутем.

<img src="/cache/referats/23056/image012.jpg" v:shapes="_x0000_i1030">

d = <st1:metricconverter ProductID=«6 mm» w:st=«on»>6 mm</st1:metricconverter>

L = <st1:metricconverter ProductID=«1130 mm» w:st=«on»>1130 mm</st1:metricconverter>

R = <st1:metricconverter ProductID=«33 mm» w:st=«on»>33 mm</st1:metricconverter>

D = <st1:metricconverter ProductID=«100 mm» w:st=«on»>100 mm</st1:metricconverter>

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=8.885H/мм3

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

Лабораторная работа №5.

Тема:Испытание винтовой цилиндрической пружины.

<img src="/cache/referats/23056/image014.jpg" v:shapes="_x0000_i1031">

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=42мм

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.

<img src="/cache/referats/23056/image016.jpg" v:shapes="_x0000_i1032">

Вывод:Осадка пружины прямо пропорциональноприложенной нагрузке,  это небольшиенагрузки и для них соблюдается закон Гука.

Лабораторная работа № 6.

Тема:Испытание двухопорных балок на изгиб.

Цель:Опытное определение величины прогиба балки, сравнениес теоретическими значениями.

<img src="/cache/referats/23056/image018.jpg" v:shapes="_x0000_i1033">

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

<img src="/cache/referats/23056/image020.jpg" v:shapes="_x0000_i1034">

Вывод:Прогиб балки практически совпадает стеоретическими, в пределах небольших погружений он прямопропорционаленприложенной нагрузки.

Лабораторная работа № 7.

Тема:Цилиндрические редукторы.

Цель:Ознакомление с конструкцией редуктора и назначениемего 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

<st1:metricconverter ProductID=«9,5 мм» w:st=«on»>9,5 мм</st1:metricconverter>

Диаметр окружностей выступов 1 и 2 ступени

da1

da2

da3

da4

<st1:metricconverter ProductID=«40 мм» w:st=«on»>40 мм</st1:metricconverter>

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

<st1:metricconverter ProductID=«25 мм» w:st=«on»>25 мм</st1:metricconverter>

Межосевое расстояние

aω=d1+d2/2

<st1:metricconverter ProductID=«90 мм» w:st=«on»>90 мм</st1:metricconverter>

<img src="/cache/referats/23056/image022.jpg" v:shapes="_x0000_i1035">

Вывод:  Колесакасаются друг друга окружностью делительных диаметров они проставлены начертеже, 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.<span Times New Roman"">    

Червячный редуктор с верхним расположением червяк – 1комплект

2.<span Times New Roman"">    

Червячный редуктор с нижним расположением. – 2комплекта.

3.<span Times New Roman"">    

Штангель-циркуль с пределами от 0 до <st1:metricconverter ProductID=«125 мм» w:st=«on»>125 мм</st1:metricconverter> и от 0 до <st1:metricconverter ProductID=«320 мм» w:st=«on»>320 мм</st1:metricconverter>.

4.<span Times New Roman"">    

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

<img src="/cache/referats/23056/image024.jpg" v:shapes="_x0000_i1036">

Вывод:  Межосевоерасстояние отличается от замеренного на 10%, вычисленные размеры смотри начертеже.

Лабораторная работа № 9.

Тема:Расчет привода рабочей машины.

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

Схема привода:

<img src="/cache/referats/23056/image026.jpg" v:shapes="_x0000_i1037">

Порядок выполнения работы:

1.<span Times New Roman"">    

Передаточное число всех передач

2.<span Times New Roman"">    

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

3.<span Times New Roman"">    

Общее КПД η=ηрем*ηзуб*ηпод=0,848

4.<span Times New Roman"">    

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

5.<span Times New Roman"">    

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

6.<span Times New Roman"">    

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

7.<span Times New Roman"">    

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

8.<span Times New Roman"">    

Окружное усилие рабочей машины/сила натяжения каната.

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