41

Министерство образования Российской Федерации

Омский государственный институт сервиса

Кафедра общепрофессиональных дисциплин

С. Г. Иванов

ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ СЕРВИСА

Основы функционирования машин и механизмов

Лабораторный практикум

Омск 2001

Основы функционирования систем сервиса. Основы функционирования машин и механизмов: Лабораторный практикум / С. Г. Иванов. – Омский государственный институт сервиса, 2001. - 60 с.

Содержит краткие теоретические сведения по исследуемому в работе вопросу, описание экспериментальных установок, методики проведения работ, содержание отчетов, контрольные вопросы для подготовки студентов и проведения работ и список литературы, касающейся рассматриваемых в работе вопросов.

Тематика лабораторных работ соответствует рабочей программе курса, утвержденной деканом художественно-технологического факультета 3.10.2000 г.

Предназначен для студентов специальности 230700 "Сервис" дневного и заочного обучения.

Лабораторная работа 9 подготовлена доц. С. П. Андросовым.

Библиогр.: 8 назв. Рис. 22. Табл. 10.

Рецензент д.т.н. профессор кафедры сопротивления материалов Омского государственного технического университета А. В. Карасев

Ответственный за выпуск зав. каф. ОПД В. Д. Белицкий

Рекомендовано заседанием кафедры ОПД

Протокол № 7 от 20.02.01

Утверждено научно-методическим советом по специальности 230700

Протокол № 1 от 5.10.2001

© Омский государственный институт

сервиса

Содержание

Лабораторная работа 1. Экспериментальная проверка

принципа независимости действия сил…………………………………4

Лабораторная работа 2. Испытания на растяжение

металлических образцов…………………………………………………9

Лабораторная работа 3. Определение перемещений

при изгибе балки………………………………………………………...19

Лабораторная работа 4. Определение модуля продольной

упругости для стали……………………………………………………..24

Лабораторная работа 5. Составление кинематической схемы

и структурный анализ рычажных механизмов………………………..27

Лабораторная работа 6. Определение механического КПД

винтовой пары…………………………………………………………...33

Лабораторная работа 7. Определение момента трения

в подшипниках качения……………………………………………...…39

Лабораторная работа 8. Определение механического КПД

редуктора с цилиндрическими прямозубыми колесами……………...45

Лабораторная работа 9. Определение характеристик

винтовых пружин сжатия и растяжения……………………………….51

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………….…59

Лабораторная работа 1 экспериментальная проверка принципа независимости действия сил

1. Цель работы

Ознакомление с оборудованием, приборами и методом экспериментальной проверки принципа независимости действия сил.

2. Основные теоретические положения

1. Принцип независимости действия сил

Принцип независимости действия сил, или принцип суперпозиции, является следствием трех допущений, которые с достаточной степенью точности для практических целей описывают поведение реальных объектов:

а) допущение об идеальной упругости материалов, согласно которому предполагается, что материал обладает способностью восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после устранения причин, вызвавших его деформацию;

б) допущение о линейной зависимости между напряжениями и деформациями, т.е. о справедливости закона Гука;

в) допущение о малости перемещений по сравнению с геометрическими размерами элементов конструкций, т.е. не учитываются изменения геометрических размеров элементов и местоположения нагрузок из-за искривления, растяжения, сжатия и сдвига после приложения к ним внешних сил.

В соответствии с этим принципом результат воздействия на тело системы сил равен сумме результатов воздействия тех же сил, прилагаемых к телу последовательно и в любом порядке.

Предположим, что к балке (рис. 1, а) в точке 1 приложена сила F₁, которая вызовет перемещение произвольной точки 3 по направлению силы F₁ (согласно допущению о линейной зависимости между напряжением и деформацией или силой и перемещением)

(1)

где - коэффициент пропорциональности.

Первый индекс в обозначении прогиба (перемещения) U соответствует точке, в которой он определяется, второй – показывает, действием какой силы он вызван.

а) а в

F₁ U₃₁

1 3 2

l

б)

U₃₂ F₂

в)

F₁ U_3(1,2) F₂

Рис. 1. Расчетная схема балки

Снимем силу F₁ и приложим в некоторой точке 2 силу F₂ (рис. 1, б), которая вызовет перемещение точки 3 на величину

(2)

Коэффициенты пропорциональности и будут различны, поскольку силы F₁ и F₂ приложены в разных точках.

Рассмотрим совместное действие сил F₁ и F₂, для чего сначала приложим в точке 1 силу F₁, а затем силу F₂ (рис. 1, в). Точка 3 получит перемещение:

(3)

Коэффициент будет тот же, что и в формуле (1), т.к. сила F₁ прикладывалась первой. Коэффициент , в отличие от , в формуле (2) помечен штрихом, т.к. сила F₂ прикладывалась не к свободной системе, что имело место при определении U₃₂ по формуле (2), а к предварительно нагруженной системе силой F₁.

Если коэффициенты и различны, то следует, что зависит от F₁. Но это противоречит принятому предположению о линейной зависимости перемещения от действующих сил. Следовательно, и тогда

(4)

т.е. перемещение точки 3 от действия сил F₁ и F₂ равно сумме перемещений точки 3, вызванных силами F₁ и F₂ в отдельности.

Если изменить порядок приложения сил, то можно путем аналогичных рассуждений прийти к тому же выражению (4), т.е. результат действия сил не зависит от порядка их приложения.

Это положение легко обобщается и на случай любого числа сил и для различных результатов, например угловых перемещений.

Принцип независимости действия сил является основным руководящим правилом при решении большинства задач сопротивления материалов.