 |
Оборудование и принадлежности.
|
|
|
|
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 при разрыве. |
| 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 разрывной машине 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=9 FD 3 n / Gd 4 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=uзуб*uрем*uцеп =1,972
3. Общее КПД η=ηрем*ηзуб*ηпод =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.
|
|
|
