МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСТЕТ

Кафедра теоретической и прикладной механики

ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА

Методические указания к выполнению лабораторных работ

Факультеты: Экономики, менеджмента и автомобильного транспорта; Энергетический; Технологии веществ и материалов; Машиностроительный; Информатики и систем управления; Радиоэлектроники

Направления и специальности подготовки дипломированных специалистов:

060800	– Экономика и управление;
650800	– Теплоэнергетика (100500 – Тепловые электрические станции, 100700 – Промышленная теп-
	лоэнергетика)
650900	– Электроэнергетика (100400 – Электроснабжение);
651300	– Металлургия (110400 – Литейное производство черных и цветных металлов);
653700	– Приборостроение (190100 – Приборостроение);
653900	– Биомедицинская техника (190600 – Инженерное дело в медико-биологической практике);
654300	– Проектирование и технология электронных средств	(200800 – Проектирование и техно-
	логия радиоэлектронных средств);
654500	– Электротехника, электромеханика и электротехнология		(180100 – Электромеханика,
	180200 – Электрические и электронные аппараты);

654900 – Химическая технология неорганических веществ и материалов (250200Химическая технология неорганических веществ);

655000 – Химическая технология органических веществ и топлива (250100 -Химическая технология органических веществ);

656600 – Защита окружающей среды (330200 - Инженерная защита окружающей среды)

Направления подготовки бакалавров:

521500 – Менеджмент; 550900Теплоэнергетика; 551700 – Электроэнергетика; 550500 – Металлургия; 551500 - Приборостроение; 553400 – Биомедицинская инженерия; 551100 – Проектирование и технология электронных средств; 551300 – Электротехника, электромеханика и электротехнология;

550800 – Химическая технология и биотехнология; 553500 – Защита окружающей среды.

Санкт-Петербург

2001г.

1

Утверждено редакционно-издательским советом университета

УДК 621.396 (0758)

Прикладная механика. Методические указания к лабораторным работам. - СПб:

СЗТУ, 2001. 62 с.

В методических указаниях к лабораторным работам приведены описания лабораторных установок и последовательности выполнения работ, даны рекомендации

по методике их выполнения, приведены основные расчетные зависимости и требо-

вания к содержанию отчета. Методические указания составлены в соответствии с

рабочей программой дисциплины «Прикладная механика» на основании Государст-

венных образовательных стандартов высшего профессионального образования по

направлениям и специальностям полготовки дипломированных специали-

стов:060800, 650800 (спец. 100500, 100700), 650900 (спец. 100400), 651300 (спец.

110400), 653700 (спец. 190100), 653900 (спец. 190600), 654300 (спец. 200800),

654500 (спец.: 180100, 180200), 654900 (спец. 250200), 655000 (спец. 250100), 656600 (спец. 330200).

Направления подготовки бакалавров: 521500, 550900, 551700, 550500, 551500, 553400, 5551100, 551300, 550800, 553500.

Рассмотрено на заседании кафедры теоретической и прикладной механики 16.10.2000, одобрено методической комиссией машиностроительного факультета

11.12.2000.

Рецензенты: кафедра теоретической и прикладной механики СЗТУ (зам.зав. кафедрой И.А. Гидаспов д-р техн. наук проф.);

Ю.А.Семенов канд. техн. наук. доц. кафедра ТММ СПбГТУ

Составители: В.М.Исаков, канд. техн. наук, доц; А.И.Иванов, канд. техн. наук, доц;

К.У. Кутыев, канд. техн. наук, доц О.А.Румянцев, канд. техн. наук, доц.

Северо–Западный государственный заочный технический

университет 2001г.

2

Содержание

Общие указания

Обработка результатов измерений

Литература

Работа 1. Составление кинематических схем и структурный анализ плоских

рычажных механизмов

Работа 2. Кинематический анализ кулачковых механизмов

Работа 4. Определение коэффициента полезного действия планетарного

зубчатого редуктора

Работа 5. Динамическая балансировка жесткого ротора

Работа 6. Исследование свободных затухающих колебаний механической системы

Работа 7. Определение основных механических характеристик материалов Работа 8. Определение модуля упругости и коэффициента пуассона стали при

растяжении Работа 9. Определение напряжений и перемещений при плоском поперечном

изгибе Работа 10. Определение ударной вязкости

Работа 11. Исследование затянутого болтового соединения

Работа 12. Анализ конструкции зубчатого цилиндрического редуктора

Работа 13. Анализ конструкции червячного редуктора Работа 14. Исследование трения в опорах валов

Работа 15. Исследование работоспособности упругих пальцевых муфт

3

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

В процессе выполнения лабораторных работ студенты знакомятся с методикой

их проведения, соответствующим оборудованием и аппаратурой, углубляют и за-

крепляют теоретические знания, приобретают определенные навыки экспериментирования.

Тематика лабораторных работ охватывает основные разделы курса «Прикладная механика»: анализ структуры, кинематики и динамики различных типов механизмов, определение механических свойств материалов, напряжений и деформаций

в различных конструктивных элементах, изучение конструкций и условий работы

наиболее распространенных элементов механизмов и машин.

При подготовке к лабораторным работам студенты должны проработать разде-

лы данных методических указаний и рекомендуемой литературы. Выполненные ла-

бораторные работы оформляются в виде отчетов и предъявляются преподавателю,

ведущему лабораторные занятия, перед сдачей зачета.

Перечень выполняемых студентами лабораторных работ, зависит от специаль-

ности и от количества планируемых часов на выполнение работ (см. таблицу 1 ).

Работы 1,2,4,6,14 составлены К.У. Кутыевым; работы 3 и 5 -А.И.Ивановым; ра-

боты 7 и 9 - В.М. Исаковым; работы 8, 10, 11, 12, 13, 15 -О.А. Румянцевым. Общее редактирование осуществлялось О.А. Румянцевым.

Примерный перечень лабораторных работ, рекомендуемый для выполнения студентами, в зависимости от специальности.

Специальности	Номера лабораторных ра-
1801, 1802	1, 7, 9, 12, 15
1004	1, 3, 7, 11,12
1005, 1007	1, 3, 7, 11,12
1104	1, 2, 3, 7, 9, 10, 15
2501, 2502, 3302	1, 2, 3, 7, 8, 10, 13
2401,0608	1, 2, 3, 7, 12
1901,2008,1906	1, 2, 4, 7, 8, 14

Перед лабораторными работами студенты должны изучить инструкцию по технике безопасности при работе с макетами и на установках в лаборатории и распи-

саться в журнале инструктажа по технике безопасности.

Студенты спец. 2401 при выполнении лабораторных работ могут использовать

данные методические указания по лабораторным работам.

Обработка результатов измерений.

В качестве средства измерений в работах 4, 5, 8, 9 используется индикатор ча-

сового типа ИЧ-10.

Основные метрологические характеристики индикатора ИЧ—10:

пределы измерении, мм ......................……………….0…10

цена делений, мм ..............................…………………0,01

класс точности .................................………………….1

4

основная погрешность :

впределах 1 мм на любом участке шкалы, мкм .. .…10

впределах измерений, мкм ............................………..12 размах показаний, мкм ..................................…………3

В работах 7 и 8 в качестве средства измерений используется измеритель де-

формации цифровой ИДЦ-1.

Технические данные измерителя ИДЦ-1

Диапазон измеряемых деформаций при коэффициенте тензочувствительности k=2, еод (1еод=10-6 относительной деформации)..........………………… от 0 до 19990

Цена одной единицы дискретности показаний прибора, еод .....…10

Класс точности ................................................................. ……………1

Основная погрешность измерения, еод.................................……….20

Число каналов измерения ................................................…………. . 10

Во всех лабораторных работах проводится однократное измерение, однако, во избежание грубых погрешностей рекомендуется проводить три-пять наблюдений без

последующей обработки результатов.

В соответствии с ГОСТ 8.011-72 точность измерения должна выражаться ин-

тервалом, в котором с установленной вероятностью находиться суммарная погрешность измерения. Однако погрешность измерения в лабораторных работах с однократным наблюдением может определяться основной погрешностью используемого средства измерения, выраженной своими границами. Границы погрешности резуль-

тата в соответствии с ГОСТ 8.011-72 указываются в виде

Q±∆,

где Q – результат измерения; ∆ – предел допускаемой погрешности средств измерения.

В отчете студенты должны представить метрологические характеристики используемых средств измерений (диапазон измерения, класс точности, характер

шкалы, цена деления), цифровые значения результатов измерений должны иметь показатели их точности.

ЛИТЕРАТУРА

1.Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Маслов Г.С. Прикладная механика. – М:

Высш. школа, 1989 г.

2.Ковалев Н.А. Прикладная механика. – М: Высш. школа, 1982 г.

5

Работа 1. СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ И СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ПЛОСКИХ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ

I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомление с некоторыми видами рычажных механизмов, приобретение на-

выков составления кинематических схем и анализа структуры механизма.

II. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Создание конструкции механизма начинается с выбора и разработки его кине-

матической схемы, т.е. графического изображения соединенных звеньев кинемати-

ческими парами, обеспечивающими необходимый вид относительного движения звеньев. Расположение и направление осей кинематических пар на схеме должно соответствовать их расположению в реальном механизме, а условное изображение

кинематических пар -конструкциям соединений, реализующих данный вид относительного движения звеньев. В кинематических схемах применяют условные изобра-

жения в соответствии с ГОСТ 2770-76 «Условные обозначения кинематических схем

механизмов».

При анализе структуры механизмов по кинематическим схемам выявляется

общее количество звеньев, пассивные звенья, количество кинематических пар, их

расположение, вид и класс, определяется степень подвижности механизмов. Степень подвижности плоских механизмов определяется по формуле Чебышева

n = 3k −2P5 −P4 ,

( 1 )

где k - число подвижных звеньев;

P5 и P4 – число кинематических пар соответственно 5-го и 4-го классов.

Изображение кинематических схем выполняется по сборочным чертежам и моделям механизмов, которые выдаются студентам. Измерения размеров звеньев, координат осей кинематических пар производятся с точностью, допускаемой простейшими измерительными инструментами-линейками, штангенциркулями, угломе-

рами и т.п.

III.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Уяснить назначение, принцип работы механизма, характер абсолютного движения звеньев.

2.Определить вид относительного движения звеньев механизма.

3.Изобразить кинематическую схему механизма, для чего следует:

а) установить ведущее звено модели механизма в определенном положении; б) измерить расстояния между неподвижными центрами вращательных пар; в) изобразить в отчете неподвижные центры вращательных пар, отложив рас-

стояние между ними в определенном масштабе;г) наметить на схеме линии движе-

ния (траектории) ползунов с их ориентацией относительно нанесенных неподвижных

центров вращательных пар;

д) измерить расстояния между подвижными центрами вращательных пар меха-

низма;

е) методом засечек нанести на схему неподвижные центры вращательных пар

изавершить изображение кинематической схемы.

4.Пронумеровать звенья последовательно, начиная с ведущего; обозначить

6

заглавными буквами кинематические пары.

5.Перечислить звенья с указанием их наименований.

6.Определить степень подвижности механизма.

IV. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.Наименование работы.

2.Кинематические схемы и структурный анализ.

3.Перечень наименований звеньев, кинематических пар и определение степени подвижности механизма.

Литература: [1], с. 15...29.

7