Основы конструирования Испытание материалов на выносливость

Лабораторные работы по сопротивлению материалов

Теория напряжений. Напряженное состояние в окрестности точки. Тензор напряжений. Главные площадки и главные напряжения. Двухосное напряженное состояние. Графическое определение напряжений. Круг Мора.

Основы конструирования (в технико-экономическом понимании) – область научно-технического знания (учебный предмет, дисциплина, курс) об общих принципах и методах конструирования машин на основе (путем, посредством) их унификации и стандартизации, а также повышения их рентабельности, долговечности, надежности и экономической эффективности (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Три вопроса к определению изучаемой дисциплины

Предмет изучаемой дисциплины – то, что является основным объектом изучения в данной отрасли знания, а именно: основные общетехнические и технико-экономические понятия и определения, принципы и методы конструирования машин вообще с экономической точки зрения.

  Основными, общими для многих отраслей научно-технического и технико-экономического знания, являются следующие понятия и определения.

1) Конструирование (лат. сonstruсtio – составление, построение):

– в широком смысле – творческий процесс формирования (определения) состава, устройства и взаимного расположения частей чего-либо;

– в технико-экономическом понимании – определение (выявление, нахождение, поиск) и выбор оптимального (рационального) устройства, состава и взаимного расположения частей какой-либо машины, какого-либо механизма, прибора, агрегата, строения и т.п. в соответствии с их функциональным назначением, с учетом условий и особенностей эксплуатации при обеспечении приемлемых технико-экономических показателей.

2) Конструкция – состав, постройка, устройство. Основы конструирования – основы построения, составления.

3) Проектирование:

– в широком смысле – творческий процесс создания проекта-прототипа, прообраза предполагаемого или возможного объекта, состояния;

– в технико-экономическом понимании – творческий процесс создания какой-либо машины, какого-либо механизма, прибора, агрегата, узла и т.п. определенного предназначения с заданными, требуемыми технико-экономическими показателями (параметрами).

4) Проект (лат. projeсtus – брошенный вперед) – совокупность документов (расчетов, чертежей и др.) для создания какого-либо сооружения или изделия.

 5) Машина (франц. maсhine) – устройство, выполняющее механические движения
с целью преобразования энергии (ЭМ), материалов (РМ) или информации (ИМ) (рисунок 1.2).

Энергетические машины – машины, преобразующие любой вид энергии в механическую энергию (или наоборот). Например: насосы, компрессоры,  воздуходувки, вентиляторы, гидротурбины, паровые турбины, электрогенераторы, гидродвигатели,  гидромоторы и т.п.

Рисунок 1.2 – Основные типы (виды) машин

Технологические машины – рабочие машины, преобразующие форму, свойства и положение материала (обрабатываемого предмета). Рабочими чаще всего являются машины химико-технологических, пищевых, металлообрабатывающих производств, предприятий деревообрабатывющей и целлюлозно-бумажной и смежных с ними отраслей промышленности. Например: экструдеры, каландры, смесители, мельницы,  грохоты, кипорыхлители, станки, прессовые агрегаты и т.п.

Пресс (от лат. рresso – давлю, жму) – рабочая машина статического (неударного) действия для обработки материалов давлением, например, брикетирование сыпучих материалов, ковка, штамповка, выдавливание, запрессовка, распрессовка и т.п. По виду привода различают механические и гидравлические прессы. Усилие, развиваемое наиболее мощными прессами, достигает 75000 тонн.

Транспортные машины – рабочие машины, изменяющие положение материала (перемещаемого предмета). Например: всевозможные транспортеры, конвейеры, лифты, подъемники, шнеки-дозаторы,  автотранспортные средства и т.п.

Изучение конструкции цилиндрического двухступенчатого редуктора Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного закрытого агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Назначение редуктора – понижение угловой скорости и, соответственно, повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Преимущества зубчатых передач: постоянное передаточное отношение (отсутствие проскальзывания); высокий КПД (в отдельных случаях до 0,99); надежность, простота эксплуатации; неограниченный диапазон передаваемых мощностей (от сотых долей до десятков тысяч киловатт). Высокая нагрузочная способность обеспечивает малые габариты зубчатых передач.

Разборка редуктора и ознакомление с конструкцией и назначением отдельных узлов Разборка одного из редукторов, указанных преподавателем, производится в следующем порядке: развинчивают болты крепления корпуса, поднимают крышку, используя отжимной болт. Поскольку крышка редуктора является тяжелой деталью, редуктор может перед началом работы находиться в разобранном виде, что дает возможность сразу приступить к знакомству с конструкцией и назначением деталей и узлов редуктора (валов, крышек, регулировочных колец, щупа масломера, сливной пробки).

Исследование характеристик ременной передачи Ременная передача относится к передачам трением с гибкой связью. Передача состоит из ведущего 1 и ведомого шкивов 2, огибаемых ремнем 3, натяжного устройства 4. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивом и ремнем вследствие натяжения последнего. В зависимости от формы  поперечного сечения ремня передачи бывают плоскоременные, круглоременные, клиновые, поликлиновые.

Скольжение ремня. Тяговая способность ременных передач При передаче движения ремнем наблюдается проскальзывание ремня по поверхности шкива. Проскальзывание увеличивается с ростом нагрузки. В пределе может наступить пробуксовка ремня и передача движения прекратится.

Кручение стержней. Внутренние усилия при кручении. Напряжения при кручении стержней с круглым поперечным сечением. Определение углов закручивания стержней круглого поперечного сечения. Главные напряжения при кручении стержней круглого поперечного сечения. Расчет круглых стержней на прочность и жесткость. Кручение стержней с некруглым поперечным сечением.
Испытания материалов и определение их физико-механических характеристик