Методические указания к лабораторной работе № 7 - Упругие элементы (1065761), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Тарировку производить в такойпоследовательности:а) поворотом шкалы индикатора 14 установить его нулевое показание;б) установить груз массой 1 кг (1 кг = 10 Н) на нижней планке 6 рамки 11, фиксируя его нанаправляющих выступах 5, и отметить показание индикатора;в) выполнить операции по п.
б) с грузами 2,3,4 кг (20,30,40 Н);г) определить цену деления С индикатора как отношение нагрузки к числу деления шкалыиндикатора для каждого тарировочного груза, а также среднеарифметическое значение ценыC + C 2 + C3 + C 4Ccp = 1;деления:4д) данные вычислений по п.
г) внести в таблицу 1.4. Снять с помощью установки упругие характеристики двух пружин растяжения – каждой вотдельности и их последовательного соединения (вариант задания указывается преподавателем).Для этого проделать следующие операции:а) подвесить испытуемую пружину №1 зацепами к крючку 10 верхней планки рамки 11 икрючку кронштейна 19; вращением маховичка 2 переместить втулку 20 с кронштейном 19 вниз,слегка натягивая пружину, чтобы выбрать зазоры между зацепами пружины и крючками;б) установить нулевое показание индикатора 14 поворотом его шкалы и отметить нулевоепоказание измерителя деформации λ0 по шкалам 7 и 8;в) вращая маховичок 2, деформировать испытуемую пружину, фиксируя нагрузку P’ поиндикатору 14 (число делений) и показания измерителя деформации λ’; при выполнении этогопункта, а также при испытании пружин сжатия (пункт 6) следить за тем, чтобы измерительнаяпружина 16 не садилась на упор 17; каждая пружина и соединения пружин здесь и далееиспытываются не менее чем при 5 различных нагрузках;г) результаты опытов по п.в) занести в табл.2;д) снять пружину № 1 и повторить операции по пп.
а)…г) с пружиной растяжения №2;е) подвесить в установку пружины № 1 и 2, соединенные зацепами последовательно ипроделать операции по п. а) ... г).5. Снять с помощью установки упругие характеристики двух пружин сжатия – каждой вотдельности и их параллельного соединения. Этот пункт выполняется в той жепоследовательности, что и п.5, при этом пружины располагаются между кронштейном 19 и5МУ к л/р №7, «Упругие элементы»нижней планкой 6 рамки 11 и фиксируются выступами 5 (при параллельном соединении пружинывставляют одна в другую). Результаты опытов по п.6 занесите в таблицу 3.6.
Проделайте необходимые вычисления для заполнения таблиц 2 и 3. Определитетеоретические значения жесткостей Ктеор всех испытанных пружин и их соединений , используяформулы (1),(2),(3),(4), а также очевидную связьD=Dнар-d, где Dнар – наружный диаметр пружины(размеры пружин d и D необходимо измерить предварительно с помощью штангенциркуля).7. По данным табл. 2 и 3 построить упругие характеристики λ= λ(P) испытанных пружин и ихсоединений. На одном рисунке разместить характеристики пружин растяжения и ихпоследовательного соединения, на другом – характеристики пружин сжатия и их параллельногосоединения. Найти значения жесткостей пружин Кэкспер из графиков и занести результаты втаблицы.
Сравнить значения теоретических Ктеор и экспериментальных Кэкспер жесткостей иобъяснить полученные результаты.4. Содержание отчета1.2.3.4.5.Наименование и цель работы.Кинематическая схема установки (см. рис. 3).Основные теоретические формулы, которые использовались при выполнении работы.Таблицы с результатами опытов (таблицы 1, 2, 3).Графики упругих характеристик пружин и их соединений (на миллиметровой бумагеили бумаге в клеточку) в масштабе.6. Ответы на контрольные вопросы карты Б.5. Контрольные вопросы1. Как изменится жесткость винтовой пружины, если диаметр проволоки увеличить в 2 разапри сохранении прочих размеров и характеристик пружины неизменными?2. Как изменится жесткость винтовой пружины, если диаметр D увеличить в 2 раза присохранении прочих размеров и характеристик неизменными?3.
Как изменится жесткость винтовой пружины, если диаметр проволоки d и диаметрпружины D увеличить в 2 раза при сохранении прочих размеров и характеристик неизменными?4. В результате неправильной термообработки жесткость пружины оказалась равной0,4Н/мм и меньше расчетной на 20%. Характеристики пружины таковы: D=20 мм, d=1 мм, числовитков 25. Сколько витков должна иметь такая пружина при том же режиме термообработки ,чтобы получить расчетное значение жесткости?5. Чему равна относительная погрешность осевого усилия, развиваемого винтовой пружинойпри сжатии, если отклонение диаметра проволоки от расчетного оценивается величиной 10%, апогрешность диаметра навивки, получающаяся при изготовлении равна 5% (остальные размеры ихарактеристики пружины выдерживаются точно)?6.
Чему равна относительная погрешность деформации винтовой пружины при растяжении,если отклонение диаметра проволоки пружины от расчетного значения оценивается величиной5%, а погрешность диаметра навивки, получающаяся при изготовлении пружины равна 3%(остальные размеры и характеристики пружины выдерживаются точно)?7. Определить жесткость соединения пружин, изображенных на рисунках.6МУ к л/р №7, «Упругие элементы»8. Какую физическую величину непосредственно измеряет индикатор 14 в лабораторнойустановке (см. рис.
2, 3)?9. Как отразится на результатах испытаний пружины растяжения подсоединение ее верхнимзацепом не к крючку 10 рамки 11, а непосредственно к измерительной пружине 16 (см. рис.2 и 3),если бы такая возможность существовала?10. Как повлияет на результаты испытаний подсоединение пружины растяжения верхнимзацепом не к крючку 10 рамки 11, а к упору 17, если бы такая возможность существовала?11. Для чего служит упор 17 в установке?12. Какие значения с, полученные при тарировке, лучше всего подходят для конкретнойточки на снятой экспериментально упругой характеристике?13.
Чем объясняется отличие значений теоретических и экспериментальных жесткостейпружин?14. Как пойдет упругая характеристика, если в начале испытаний зазоры между зацепамипружины и крючками установки выбраны не полностью?15. Укажите основные источники погрешностей результатов испытаний.16. Перечислите возможные погрешности в расчете значений жесткости.17. Как зависят результаты испытаний от скорости вращения маховичка 2?18.Как изменятся результаты испытаний, если при их проведении установка развернутана 90˚ (т.е. испытуемая пружина заняла горизонтальное положение)?7№ замеров12345ммλ’ЧислоделенийиндикатораP’Показанияизмерителейd1=D1=с1 =i1=Ктеор1=Кэкспер1=P=CсрP’ННагрузкаλ=λ’-λ0ммДеформацияПружина растяжения № 1P’Числоделенийиндикатораλ’ммПоказанияизмерителейd2=D2=с2 =i2=Ктеор2=Кэкспер2=P=CсрP’ННагрузкаλ=λ’-λ0ммДеформацияПружина растяжения №2ммλ’ЧислоделенийиндикатораP’ПоказанияизмерителейКэкспер2=Ктеор2=P=CсрP’ННагрузкаλ=λ’-λ0ммДеформацияПоследовательное соединениепружинМУ к л/р №7, «Упругие элементы»Таблица 28№ замеров12345ммλ’ЧислоделенийиндикатораP’Показанияизмерителейс2 =i2=Ктеор2=Кэкспер2=с1 =i1=Ктеор1=Кэкспер1=P=CсрP’НD2=λ’ммНагрузкаD1=P’ЧислоделенийиндикатораПоказанияизмерителейd2=λ=λ’-λ0ммДеформацияПружина сжатия №2d1 =P=CсрP’ННагрузкаПружина сжатия № 1λ=λ’-λ0ммДеформацияP’Числоделенийиндикатораλ’ммПоказанияизмерителейКэкспер2=Ктеор2=P=CсрP’ННагрузкаλ=λ’-λ0ммДеформацияПараллельное соединение пружинМУ к л/р №7, «Упругие элементы»Таблица 39МУ к л/р №7, «Упругие элементы»Описание:1 – основание,2 – маховичок,3 – червячный редуктор,4 – направляющий штифт,5 – нижняя планка рамки,6 – направляющий выступ,7 – основная шкала,8 – шкала нониуса,9 – пружина растяжения,10 – крючок,11 – рамка,12 – ножка индикатора,13 – шарик,14 – индикатор перемещения,15 – кронштейн,16 – плоская измерительная пружина,17 – упор,18 – винт,19 – кронштейн,20 – втулка,21 – гайка,22 – соединительный палец,23 – ходовой винт,24 – направляющая колонка.Рис.
2. Конструктивное исполнениеРис. 3. Кинематическая схема установки10МУ к л/р №7, «Упругие элементы»Вопросы для самоконтроля. (Дополнительно.)1.2.3.4.5.Модуль упругости первого рода. Определение. Обозначение.Модуль упругости второго рода. Определение. Обозначение.Что такое жесткость пружины? Определение. Единицы измерения.Что такое плоская измерительная пружина. Приведите примеры ее использования в технике.Чем отличается схема установки от кинематической схемы установки?11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
