Учебный прибор по механике

 

Изобретение относится к области демонстрационных приборов и позволяет осуществлять демонстрацию реакций цилиндрического и сферического шарниров в зависимости от расположения в пространстве материального тела при действии на него пространственной системы сил. Учебный прибор по механике содержит основание 1, установленный на основании кронштейн 2, перекладина которого выполнена в виде шарнирного параллелограмма 11 с фиксатором 12 для установки его в заданном положении. Нагружаемый объект, выполненный в виде горизонтально расположенной пластины 3, размещенной на основании 1 посредством цилиндрического 4 и сферического 5 шарниров с установленными в них стрелочными указателями 6, 7 реакций соответственного. Прибор также содержит имитатор нагрузки, состоящий из закрепленной на перекладине кронштейна 2 криволинейной направляющей 8, гибкой тяги 9, связанной одним концом с направляющей 8, а другим с пластиной 3, и стрелочного указателя 10 направления действия приложенной силы, закрепленного на гибкой тяге 9. Изменяя направление действия силы, приложенной к пластине 3, путем перемещения ползуна 28 по криволинейной направляющей 8 влево или вправо и поворота ее вокруг оси болта 25 в различные положения, демонстрируют реакции шарниров 4, 5 при горизонтальном расположении пластины 3, о чем свидетельствует соответственное расположение в пространстве стрелочных указателей 6, 7 реакций шарниров. Располагая пластину 3 под различными углами к основанию 1 путем поворота шарнирного параллелограмма 11, демонстрируют реакции шарниров 4, 5 при произвольном расположении в пространстве пластины 3 таким же образом, как и в предыдущем случае. Нагружая пластину 3 дополнительными силами путем воздействия, например стержнем на гнезда 13, демонстрируют реакции шарниров 4, 5 произвольно расположенного в пространстве материального тела при действии на него произвольной пространственной системы сил. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 С 09 В 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4438238/27-12 (22) 10.06.88 (46) 30.03.90. Бюл. М 12 (71) Усть-Каменогорский строительнодорожный институт N Специальное конструкторское бюро по подземному самоходному горному оборудованию (72) П.Ф.Дейнеко и П.P.Ñèíäååå (53) 371.66/.67(088 8) . (56) Авторское свидетельство СССР

N 1437899, кл. С 09 В 23/08, 1987.

„.Я0„, 1554Я4 А1

2 (54) УЧЕБНЫИ ПРИБОР ПО ИЕХАНИКЕ (57) Изобретение относится к области демонстрационных приборов и позволяет осущЕствлять демонстрацию реакций цилиндрического и сферического шарниров в зависимости от расположения в пространстве материального тела при действии на него пространственной системы сил. Учебный прибор по механике содержит основание 1, установленный на основании кронштейн 2, пе1564004 рекладина которого выг>олнена в виде шарнирного параллелограмма 11 с Фиксатором 12 для установки его в заданном поло>нении. Нагружаемый объект„ выполненный в виде горизонтально расположенной пластины 3, размещенной на основании 1 посредством цилиндрического 4 и сФери еского 5 шарниров с установленными в них стрелочными ука- 10 зателями 6, 7 реакций соответственно, Прибор также содержит имитатор нагрузки, состоящий из закрепленной на перекладине кронштейна 2 криволинейной направляющей 8, гибкой тяги 9, связанной одним концом с направляющей 8, а другим с пластиной 3, и стрелочного указателя 10 направления действия приложенной силы, закрепленного на гибкой тяге 9. Изменяя направление действия силы, приложенной .к пластине 3, путем перемещения ползуна 28 по криволинейной направляющей

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, при изучении в курсе теоретической механики реакций

" шарниров при действии на материальное тело пространственной системы сил.

Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации реакций шарниров в зависимости от расположенля в пространстве нагружаемого объекта и системы действующих на него сил.

На чертеже изображена схема учеб" ного прибора по механике.

Учебный прибор по механике содержит основание 1, установленный на основании кронштейн 2, нагружаемый объект, выполненный в виде пластины 3, размещенной на основанил 1 посредством цилиндрического 4 и сферического 5 шарниров с установленными в них стрело4нь>ми указателями 6 и 7 реакций шарниров соответственно,и имитатор нагрузки, состоящий из закрепленной на перекладине кронштейна 2 криволинейной направляющей 8, гибкой тяги 9, связанной одним концом с криво линейной направляющей 8, а другимс пластиной 3, и стрелочного указателя 10 направления дсй=твия приложенной силы, закрепленного на гибкой тяге 9, при этом радиус криволиней8 влево или вправо и поворота ее вокруг оси болта 25 в различные положения, демонстрируют реакции шарниров

4, 5 при горизонтальном расположении пластины 3, о чем свидетельствует соответственное расположение в пространстве стрелочньгх указателей б, реакций шарниров. Располагая пластину 3 под различными углами к основанию 1 путем поворота шарнирного параллелограмма 11, демонстрируют реакции шарниров 4, 5 при произвольном расположении в пространстве пластины

3 таким же образом, как и в предыдущем случае. Нагружая пластину 3 дополнительными силами путем воздействия, например стержнем на гнезда

13, демонстрируют реакции шарниров 4, произвольно расположенного в пространстве материального тела при действии на него произвольной пространственной системы сил. 1 ил, ной направляющей 8 равен длине гибкой тяги

Перекладина кронштейна 2 выполнена в виде шарнирного параллелограмма 11 с Фиксатором 12 для установки его в заданном положении.

На торцах пластины 3 в точках приложения сил выполнены углубления (гнезда) 13 для установки имитатора нагрузки, который может быть выполнен, например, в виде стержня. Аналогичные углубления могут быть выполнены и на основании

Цилиндрический шарнир 4 имеет две оси вращения: верхняя ось 14 вращения связь>вает втулку 15 с кронштейнами 16, закрепленными на основании 1, а нижняя ось 17 вращения жестко связана с пластиной 3. Проушина 18 шарнира может перемещаться относительно оси 17, а стрелочный указатель 6 реакции закреплен на втулке 1 > и направлен по линии, соединяющей ось втулки 15 и проушины 18, 1

Сферический шарнир 5 имеет сФерический поясок 19, установленный в гнезде 20, выполненном в кронштейне

21, жестко связанном с основанием

В нижней части шарнир имеет петлю 22, взаимодействующую с аналогичной петлей 23, з"êðåïëåííîé на пластине 3.

Стрелочный указатель 7 реакции шарнира жестко связан со сферическим пояском 19 и направлен по линии, соединяющей центр пояска 19 с центральной точкой взаимодействия петель 22 и 23.

Кроме того, учебный прибор по механике может быть снабжен стрелочным указателем 24 силы тяжести пластины 3 °

Криволинейная направляющая 8 прикреплена винтом (болтом) 25 с гайкой

26 к втулке 27,,являющейся вертикальной стороной шарнирного параллелограмма 11, горизонтальные стороны которого связаны со стойкой кронштейна 2 фиксаторами 12, а гибкая тяга 9 связана с направляющей 8 жолзуном 28.

Учебный прибор по механике работает следующим образом, Перед началом демонстрации обучаемым объясняют, что в исходном состоянии сила тяжести пластины 3 уравновешивается тремя реакциями: сферического шарнира 5, цилиндрического шарнира 4 и гибкой тяги 9, при этом благодаря вертикальному расположению гибкой тяги 9 все реакции направлены вертикально.

Затем йзменяют направление действия силы, приложенной к пластине 3 путем перемещения ползуна 28 по криволинейной направляющей 8 влево или вправо, в результате чего кроме вертикальной появляется и горизонтальная составляющая силы, действующая

54004

35 пластину 3 дополнительными силами путем воздействия, например, стержнем на гнезда (углубления) 13 и перемещая по криволинейной направляющей 8 пол.зун 28, демонстрируют различные случаи нагружения пластины 3 и реакции цилиндрического 4 и сферического 5 шарниров в зависимости QT этих случаев нагружения, !

После этого демонстрируют направления реакций всех связей при расположении пластины 3 пор некоторым углом к основанию 1. Лля этого, ослабив гайку фиксатора 12 шарнирного параллелограмма 11, поворачивают последн) и на некоторый угол, в результате чего на тот же угол поворачивается и пластина 3. Затем ос ществляют действия, аналогичные вышеописанным. !

Учебный прибор по механике позволяет также осуществлять демонстрации реакций шарниров 4 и 5 без наличия гибкой связи 9. Для этого снимают ползун 28 с криволинейной направляющей 8, а пластину 3 опирают на стержень, установленный Hd основании 1 !

Использование предлагаемого учебного прибора по механике позволяет осуществлять демонстрации реакции шарниров в зависимости от расположения в пространстве материального тела при действии на последнее пространственной системы сил. на пластину 3. Под действием горизонтальной составляющей силы стрелочный . указатель 6 реакции цилиндрического шарнира 4 или наклоняется над пластиной 3 (при смещении тяги 9 влево), или наклоняется s сторону от пластины 3 (при смещении тяги 9 вправо), а стрелочный указатель 7 реакции сферического шарнира 5 размещается произвольно в пространстве, наклоняясь в сторону пластины 3 при смещении тяги 9 влево и от пластины при смещении тяги 9 вправо, при этом стрелочный указатель 6 реакции цилиндричес" кого шарнира 4 отклоняется в плоскости, перпендикулярной оси 17, а стрелочный указатель 7 реакции сферичес" кого шарнира 5 произвольно располагается в пространстве.

Поворачивая криволинейную направляющую 8 вокруг оси винта 25 в различные положения, а также нагружая

Формула и з о б р е т е н и я

Учебный прибор по механике, содержащий основание, установленный на основании кронштейн, нагружаемый объект, выполненный в виде пластины, размещенной на основании посредством цилиндрического и сферического шарниров с установленным в них стрелочными указателями реакций, и имитатор нагрузки, состоящий из закрепленной на перекладине. кронштейна криволинейной направляющей, гибкой тяги, связанной одним концом с криволинейной направ" . ляющей, а другим - с пластиной, и стрелочного указателя направления действия приложенной силы, закрепленного на гибкой тяге, о тли чающий ся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации реакций шарниров в зависимости от расположения в пространстве нагружа1554004

Составитель P.ужвий

Техред И,Ходанич

Редактор А.Ревин

Корректор H,Ðåâñêàÿ

Заказ 459

Тираж 388

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб, д. 4/5.

Производственно-издательский комбинат Патент", г.Ужгород, ул.Гагарина, 101 емого объекта и системы действующих на него сил, перекладина кронштейна выполнена в виде шарнирного параллелограмма с Фиксатором для установки

его в заданном положении, а на торцах пластины в точках приложения сил выполнены углубления для установки имитатора нагрузки,