Учебный прибор по механике

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет наглядно и доходчиво демонстрировать зависимость направления действия силы реакции и момента заделки от направления действия нагрузки на консольно закрепленную балку. Учебный прибор по механике содержит вертикально установленную на основании 1 опору 2 с размещенной в ней моделью балки, состоящей из двух параллельных пластин, установленные с лицевой стороны опоры и модели балки поворотные стрелочные указатели 5, 6 направления действия реакции и момента заделки соответственно и подпружиненный стрелочный указатель 7 направления действия нагрузки, установленный с возможностью поворота в гнездах, выполненных по периметру пластин, и смонтированный в опоре 2 и модели балки механизм синхронного поворота стрелочных указателей, состоящий из размещенного между пластинами рычага с прорезью на конце, поворотно установленного средней частью на закрепленной в опоре оси вращения, и связанных бесконечной гибкой связью двух одинаковых шкивов, один из которых жестко установлен на оси 10 вращения, а другой размещен на второй оси 14 вращения и имеет взаимодействующий с прорезью рычага кривошип, при этом стрелочный указатель 7 нагрузки смонтирован на втором шкиве, стрелочный указатель 5 реакции жестко связан с осью 1о вращения, а стрелочный указатель 6 момента заделки размещен на опоре посредством шарнира, имеющего ось 24 вращения, и взаимодействует с другим концом рычага посредством Г-образного стержня 25. При размещении стрелочного указателя 7 нагрузки под раличными углами к оси модели балки (сверху, с торца и снизу) стрелочные указатели 5, 6 реакции и заделки занимают положение, соответствующее каждому положению стрелочного указателя 7, при этом при действии последнего по оси модели балки все стрелочные указатели располагаются по одной прямой, совпадающей с осью балки. 6 ил.

- СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,;„583957 (Si)S 6 09 В 23/08

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М A8TOPGHQINY СВИД.:ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

FIO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ОРИ ГКНТ СССР (21) 4216903/31-12

1 . (22) 26.03. 87 (46) 07.08.90,Бюл, У 29 (71) Усть-Каменогорский строительнодорожный институт и Специальное конструкторское бюро по подземному самоходному горному оборудованию (72) П.Ф.Дейнеко и П.Р,Синдеев (53) 371.66/67 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР . У 1254533, кл.G 09 В 23/08, 1985, (54) УЧЕБНЫИ ПРИБОР ПО МЕХАНИКЕ (57) Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет наглядно и доходчиво демонстрировать зависимость направления действия силы реакции и момента заделки от направления действия нагрузки на кон сольно закрепленную балку, Учебный прибор по механике содержит вертикально установленную на основании 1 опору 2 с размещенной в ней моделью балки, состоящей из двух параллельных пластин, установленные с лице2 вой стороны опоры и модели балки поворотные стрелочные указатели 5,6 направления действия реакции и момента заделки соответственно и подпружиненный стрепочный указатель 7 направления действия нагрузки, установленный с возможностью поворота в гнездах, выполненных по периметру пластин, и смонтированный в опоре 2 и модели балки механизм синхронного поворота . стрелочных указателей, состоящий иэ размещенного между пластинами рычага с прорезью на конце, поворотно установленного средней частью на закрепленной в опоре оси вращения, и связанных бесконечной гибкой связью двух одинаковых шкивов, один иэ кото- 3 рых жестко установлен на оси 10 вращения, а другой размещен на второй оси 14 вращения и имеет взаимодейст- ( вующий с прорезью рычага кривошип, при этом стрелочный указатель 7 наг Я рузки смонтирован на втором шкиве, стрелочный указатель 5 реакции жестко связан с осью 10,вращения, а стре- (©

1583957 4 лочный указатель 6 момента заделки размещен на опоре посредством шарнира, имеющего ось 24 вращения, и взаимодействует с другим концом рычага по5 средством Г-образного. стержня 25, При размещении стрелочного указателя 7 нагрузки под различными углами к. оси модели балки (сверху, с торца и сни

Изобретение относится к демонстрационным приборам.и может быть использовано, например, в лекционных демонстрациях при изучении реакций консольной балки от воздействия на нее сосредоточенной внешней силы, Цель изобретения - повышение наглядности.

На фиг.1 дан прибор при нагружении балки силой, приложенной к ней сверху, общий вид,,на фиг,2 - то же, вид сверху; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 — механизм синхронного поворота стрелочных указателей, общий вид; на фиг.5 — прибор при нагружении балки силой, направленной вдоль ее оси, общий вид, на фиг.6 — то же, при нагружении балки силой, приложенной к ней снизу, общий вид.

Учебный прибор по механике содержит вертикально установленную на ос- 35 новании 1 опору 2 с размещенной в ней (или выполненной заодно с опорой) моделью консольной балки, состоящей из двух жестко связанных с опорой

2 параллельных пластин 3 и 4, уста- 40 новленные с лицевой стороны опоры и пластины 3 соответственно поворотные стрелочные указатели 5 и 6 направлений действия реакции и момента задел.ки и подпружиненный стрелочный указа- 45 тель 7 .направления действия нагрузки, установлений с возможностью поворота в гнездах 8„ выполненных по

:периметру пластин 3 и 4, и смонтированный в опоре 2 и модели балки механизм синхронного поворота стрелочных указателей.

Механизм синхронного поворота стрелочных указателей состоит иэ размещенного между пластинами 3 и 4 рычага 55

9, поворотно установленного средней частью на закрепленной в оноре 2 оси

10 вращения, и связанных бесконечной эу) стрелочные указатели 5, 6 реакции и заделки занимают положение, соответствующее каждому . лоложению стрелочного указателя 7, при этом при действии последнего по оси модели балки все стрелочные указатели располагаются по одной прямой, совпадающей с осью балки. 6 ил, гибкой связью 11 двух одинаковых шкивов 12 и 13, один иэ которых (шкив

12) жестко установлен на оси 10 вращения, а другой (шкив 13) размещен на оси 14 вращения и имеет кривошип

15, взаимодействующий с прорезью 16, выполненной на конце рычага 9, Стрелочный указатель 7 направления действия нагрузки смонтирован на шкиве 13 и состоит иэ размещенного в выполненной в шкиве 13 полости 17 резьбового стержня 18, пружины 19 и навинченной на стержень 18 стрелки с выступами 20, взаимодействующими с гнездами 8 пластин 3 и 4, при этом линия действия стрелочного указателк

7 лежит на прямой, проходящей через центры шкива 13 и кривошипа 15.

Стрелочный указатель 5 направления действия реакции заделки жестко установлен на оси 10 вращения параллельно стрелочному указателю 7 направления действия нагрузки. Стрелочный указатель 6 момента заделки имеет две втулки 21 и 22, посредством первой из которых он установлен в размещенном на опоре 2 шарнире, выполненном в виде закрепленной в кронштейне 23 и взаимодействующей с втулкой

21 оси 24, а посредством второй (втулки 22) и поворотного Г-образного стержня 25 связан с установленной на конце рычага 9 втулкой 26, при этом стрелочный указатель 6 смонтирован таким образом, что при действии на модель балки силы, направленной вдоль ее оси (фиг.5),.его проекция на опору 2 представляет собой прямую линию, толщина которой равна толщине пластины, из которой выполнен (изготовлен ) стрелочный указатель 6.

Прибор работает следующим образом.

Для демонстрации случая нагружения консольной балки сосредоточенной сиуказатели 5 и 6 реакции и момента за-делки изменяют свое направление на противоположное тому направлению, ко" торое наблюдают в первом описанном случае нагружения балки, Размещая стрелочный указатель 7 нагрузки в различных гнездах 8, демонстируют случаи нагружения консольной балки силой, приложенной под разными углами к ее оси.

Использование изобретения позволяет повысить наглядность демонстрации зависимости направления действия силы реакции и момента заделки от направления действия нагрузки на консольно закрепленную балку.

Фор мул а изобретения

Учебный прибор по механике, содержащий вертикально установленную на основании опору с размещенной в ней моделью консольной балки, выполненной в виде жестко связанных с опорой двух параллельных пластин, установ ленные с лицевой стороны опоры и одной из пластин соответственно поворотные стрелочные указатели направлений денствнн реакции и момента заделки и подпружиненный стрелочный указатель направления действия нагрузки, установленный с возможностью поворота в гнездах, выполненных по пери-. метру пластин, и смонтированный в опоре и модели балки механизм синхронного поворота стрелочных указателей, имеющий размещенный между пластинами рычаг, поворотно установленный средней частью на закрепленной в опоре оси вращения, о .т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения наглядности, стрелочный указатель момента заделки установлен в размещенном на опоре шарнире и связан с одним концом рычага посредством поворотного

Г-образного стержня, стрелочный указатель реакции заделки жестко уста новлен на оси вращения,. а механизм синхронного поворота стрелочных указателей снабжен связанными бесконечной гибкой связью двумя шкивами, один из которых жестко установлен на оси вращения, а другой размещен на второй оси вращения, установленной на конце модели консольной балки, и имеет кривошип, взаимодействующий с прорезью, выполненной на другом конце рычага, при этом стрелочный указатель нагруз5 1583957 б лой, приложенной к ней сверху (фиг,1) стрелочный указатель 7 направления действия нагрузки размещают на верхних кромках пластин 3 и 4 путем уста ковки выступов 20 в гнездах 8, имеюшдхся на этих кромках. В результате этого расположение стрелочного указателя 5 будет соответствовать направлению действия реакции заделки (неподвижной опоры,!, а расположение стрелочного указателя 6 покажет направление действия положительного реактивного момента.

Для демонстрации случая нагружения балки силой, направленной вдоль ее оси (фкг.5) поступают следующим образом. Вначале воздействуют на стрелочный указатель 7 силой, направленной вдоль его оси от модели балки, 20 под воздействием которой стержень 18, сжимая пружину 19, переместится по полости 17, а выступы 20 выйдут из взаимодействия с гнездами 8, освобождая тем самым стрелочный указатель 25

7, Затем поворачивают стрелочный указатель 7 на требуемый угол (в о данном случае на 90 ) и устанавливают его в гнездах 8 уже на торцах пластин 3 и 4. Одновременно с поворотом стрелочного указателя 7 повернется шкив 13, в результате чего посредством гибкой связи 1! повернется шкив 12 вместе с осью 10 и связан; ным с ней стрелочным указателем 5

35 реакции заделки, а за счет взаимодействия кривошипа 15 с прорезью рычага 9 последний также повернется на оси 10, воздействуя при этом на стрелочный указатель 6 момента за- 40 делки . через Г-обр азный стержень 25, В результате этого все стрелочные указатели займут горизонтальное положение, при этом стрелочный указатель 5

5 реакции будет направлен против 45 действующей на балку силы, т.е. стрелочного указателя 7, а момент задел ки будет равен нулю, о чем свидетельствует равенство проекции стрелочного указателя 6 прямой линии на опо- 50 ре 2, т.е. его минимальная видимость.

Для демонстрации случая нагружения балки силой, приложенной к ней снизу (фиг.6), стрелочный указатель

7 аналогичным предыдущему случаю 55 образом перемещают в нижнее положение и размещают его выступы 20 в гнездах 8, имеющихся на нижних кромках пластин 3 и 4, при этом стрелочные

1583957 ки жестко смонтирован на втором шкиве так, что линия are действия лежит на прямой, проходящей через центр это-, го шкива и кривошпна.

1583957

Аи

Составитель Р,Ужвий

Редактор Л.Зайцева Техред Л.Сердюкова

««

Корректор А.Осаулеико

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 1о1

Заказ 2256 Тираж 389 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лрн ГКНТ СССР

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