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时间:2018-10-06
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1、广州城市职业学院《机械设计基础》学生实习指导书《信息与汽车机电工程学院》编制2009年2月3目录1.实训一低碳钢、铸铁的拉伸和压缩实验42.实训二机构运动简图的测绘及机构CAD设计93.实验三渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定及CAD设计134.实验四减速器的拆装及其轴系的结构分析165.实验五综合实验206.学生实验(训)报告213说明1.本手册适用于课程设置的实践实训教学环节。2.根据《广州城市职业学院实习(训)教学管理规定》,凡进入实习(训)教学阶段的学生均按实习(训)教学大纲和实习(训)计划的要求,在实习(训)过程中认真做好实习(训)情况记录,完成实习(训)报告(设计)等工作
2、任务。3.认真填写各项内容记录,若某项内容的纸张不够填写可另附纸张。实习(训)结束后,应将本手册提交指导教师审阅。4.各专业的实习(训)要求不尽相同,若手册中的实习(训)报告格式不适应用于专业实习(训)报告(设计)的要求,可另行确定报告(设计)的格式。5.学生实习(训)记录、实习(训)报告等材料是实习(训)教学的重要资料,将作为教师指导实习(训)工作检查和考核的依据,请各教学单位注意收集保存。3实训一 低碳钢、铸铁的拉伸和压缩实验 1.实验目的(1)观察分析低碳钢的拉伸过程和铸铁的拉伸、压缩过程,比较其力学性能。(2)测定低碳钢材料的、、、;测定铸铁材料的和。(3)了解万能材料试验
3、机的结构原理,能正确独立操作使用。2.实验设备及工具(1)液压摆式万能材料试验机。(2)x—y记录仪。(3)游标卡尺。(4)拉伸和压缩试件。3.拉伸和压缩试件为了便于比较各种材料在拉伸和压缩时的力学性能,拉伸试件按国标GB/T6397—1986制作,压缩试件按国标GB/T7314-1987制作。如图所示,拉伸试件采用哑铃状,由工作部分、圆弧过渡部分和夹持部分组成。若以L表示试件工作部分标距,d表示试件直径,则拉伸试件有短试件(L=5d)和长试件(L=10d)两种。本试验采用长试件。24压缩试件通常为圆柱状,如实1-2图所示。试件受压时,两端面与试验机压头间的摩擦力很大,约束了试件的
4、横向变形,试件越短,影响越大,实验结果越不准确。因此,试件应有一定的长度。但是,试件太长又容易产生纵向弯曲而失稳。铸铁压缩实验时取L=(1~2)d。4.实验原理和方法(1)低碳钢拉伸实验将试件安装于试验机的夹头内,之后匀速缓慢加载(加载速度对力学性能是有影响的,速度越快,所测的强度值就越高),直至将试件拉断。低碳钢试件在静拉伸试验中,通常可直接得到拉伸曲线,即F-△L曲线,如实1-3图所示。用准确的拉伸曲线可直接换算出应力应变曲线。观察拉伸曲线可见试件依次经过弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和缩颈阶段等四个阶段,其中前三个阶段是均匀变形的。①弹性阶段是指拉伸图上的OA′段。在弹性阶段,
5、存在一比例极限点A,对应的应力为比例极限,此部分载荷与变形是成比例的,材料的弹性模量E应在此范围内测定。②屈服阶段对应拉伸图上的BC段。在低碳钢的拉伸曲线上,当载荷增加到一定数值时出现的锯齿现象。屈服阶段中一个重要的力学性能就是屈服点。低碳钢材料存在上屈服点和下屈服点,不加说明,一般都是指下屈服点。上屈服点对应拉伸图中的B点,记为FSU,即试件发生屈服而力首次下降前的最大力值。下屈服点记为FSL,是指不计初始瞬时效应的屈服阶段中的最小力值。金属材料的屈服是宏观塑性变形开始的一种标志。一般通过指针法或图示法来确定屈服点,综合起来具体做法可概括为:当屈服出现一对峰谷时,则对应于谷低点的
6、位置就是屈服点;当屈服阶段出现多个波动峰谷时,则除去第一个谷值后所余最小谷值点就是屈服点。用上述方法测得屈服载荷,然后计算出屈服点、下屈服点和上屈服点:=FS/A,=FSL/A,=FSU/A。③强化阶段对应于拉伸图中的CD24段。变形强化标志着材料抵抗继续变形的能力在增强。这也表明材料要继续变形,就要不断增加载荷。在强化阶段如果卸载,弹性变形会随之消失,塑性变形将会永久保留下来。强化阶段的卸载路径与弹性阶段平行。卸载后重新加载时,加载线仍与弹性阶段平行。重新加载后,材料的比例极限明显提高,而塑性性能会相应下降。这种现象称之为形变硬化或冷作硬化。冷作硬化是金属材料的宝贵性质之一。工程
7、中利用冷作硬化工艺的例子很多,如挤压、冷拔、喷丸等。D点是拉伸曲线的最高点,载荷为Fb,对应的应力是材料的强度极限或抗拉极限,记为,=Fb/A。④缩颈阶段对应于拉伸图的DE段。载荷达到最大值后,由于材料本身存在缺陷,于是均匀变形转化为集中变形,导致形成缩颈。缩颈阶段,承载面积急剧减小,试件承受的载荷也不断下降,直至断裂。断裂后,试件的弹性变形消失,塑性变形则永久保留在破断的试件上。材料的塑性性能通常用试件断后残留的变形来衡量。轴向拉伸的塑性性能通常用伸长率和断面收缩率
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