Учебный прибор по механике

 

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет осуществлять демонстрации реакций опор вращающегося тела, например вала, при действии на него пространственной системы сил. Учебный прибор по механике содержит установленную на основании 1 П-образную раму 2, установленный в стойках последней вал 16 посредством сферического и цилиндрического шарниров со стрелочными указателями реакций 9, 10 соответственно, средство для регулирования ориентации вала 16 в пространстве, состоящее из гайки 27 и двух пружин 28, 29, и средство нагружения вала 16, состоящее из двух шкивов 19, 20, блоков 21, размещенных в направляющих прорезях перекладины П-образной рамы 2 с возможностью перемещения и фиксации в заданном положении, гибких тяг 22, 23 и грузов 26. При этом на одном конце вала 16 выполнена круглая зубчатая рейка 18, взаимодействующая с реечным колесом 30 стрелочного указателя 9. В результате нагружения (подвешивания грузов 26) вал 16 получает осевое и угловое (вокруг своей оси) смещения. Под действием первого из них поворачивается стрелочный указатель 9 в результате взаимодействия его реечного колеса 30 с рейкой 18, а под действием поворота вала 16 вокруг своей оси получает дополнительное смещение стрелочный указатель 9, но уже в плоскости, перпендикулярной оси вала 16, и поворачивается стрелочный указатель 10. Устанавливая в различном положении блоки 21, демонстрируют различные случаи нагружения вала 16 пространственной системой внешних сил. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1583959 А 1 (51)5 G 09 В 23 08 (ЭПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВМДЕТЕПЬСТВУ

15

Г )СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г РИ ГННТ СССР (21) 4438248/31-12 (2) 10.06.88 (6) 07.08.90. Бюл. № 29 (.1) Усть-Каменогорский строительно-дорджный институт и Специальное конструктоорское бюро по подземному самоходному горному оборудованию «Гормаш» (7j2) П. Ф. Дейнеко и П. Р; Синдеев (63) 371.66/67 (088.8) (Ц6) Авторское свидетельство СССР № 1437899, кл. G 09 В 23/08, 26.03.87. (4) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО МЕХАНИКЕ (Ц7) Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет осуществлять демонстрации реакций опор вращающегося тесала, например вала, при действии на него пространственной системы сил. Учебный прибор по механике содержит установленную на основании «П-образную раму 2, уста1 новленный в стойках последней вал 16 посредством сферического и цилиндрического шарниров со стрелочными указателями реакци«й 9, 10 соответственно, средство для ре1-улирования ориентации вала 16 в прост2 ранстве, состоящее из гайки 27 и двух пружин 28, 29, и средство нагружения вала 16, состоящее из двух шкивов 19, 20, блоков 21, размещенных в направляющих прорезях перекладины П-образной рамы 2 с возможностью перемещения и фиксации в заданном положении, гибких тяг 22, 23 и грузов 26.

При этом на одном конце вала 16 выполнена круглая зубчатая рейка 18, взаимодействующая с реечным колесом 30 стрелочного указателя 9. В результате нагружения (подвешивания грузов 26) вал 16 получает осевое и угловое (вокруг своей оси) смещения. Под действием первого из них поворачивается стрелочный указатель 9 в результате взаимодействия его реечного колеса 30 с рейкой 18, а под действием поворота вала 16 вокруг своей оси получает дополнительное смещение стрелочный указатель 9, но уже в плоскости, перпендикулярной оси вала 16, и поворачивается стрелочный указатель 10.

Устанавливая в различном положении блоки

21, демонстрируют различные случаи нагружения вала 16 пространственной системой внешних сил. 2 ил.

1583959

Изобретение относится к демонстрационб ным приборам и может быть использовано, например, в учебном процессе при исследовании реакций шарниров при нагружении вала пространственной системой сил.

Цель изобретения — расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации реакции шарниров при действии пространственной системы сил на вращающиеся тела, На фиг. 1 дан прибор, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Учебный прибор по механике содержит основание 1, установленную на основании

П-образную раму 2, в стойках 3 и 4 которой выполнены два асимметричных отверстия 5 и 6, а в перекладине 7 продольные направляющие прорези 8, нагружаемое тело, установленное в П-образной раме 2 посредством сферического и цилиндрического шарниров, установленные в шарнирах стрелочные указатели 9 и 10 реакций, средство нагружения тела и средство для регулирования ориентации тела в пространстве. Сферический шарнир состоит из горизонтальной втулки 11 с глухим отверстием и окном 12 в ее боковой поверхности и оси 13 вращения, одним концом эксцентрично и жестко связанной с глухим торцом втулки 11, а другим размещенным в отверстии 5 стойки 3 П-образной рамы 2. Цилиндрический шарнир состоит из горизонтальной втулки 14 с глухим отверстием и оси 15 вращения, одним концом эксцентрично и жестко связанной с глухим торцом втулки 14, а другим размещенным в отверстии 6 стойки 4 П-образной рамы.

Нагружаемое тело выполнено в виде установленного во втулках. 11 и 14 шарниров горизонтального вала 16, в средней части которого имеется резьбовой участок 17, а на размещенном в сферическом шарнире конце выполнена круглая зубчатая рейка 18.

Средство нагружения тела состоит из неподвижно установленных на валу 16 двух шкивов 19 и 20 разного диаметра, блоков 21, размещенных в направляющих прорезях 8 перекладины 7 П-образной рамы 2 с возможностью перемещения и фиксации в заданном положении, гибких тяг 22 и 23 с укрепленными на них стрелочными указателями 24 и 25 направления действия силы и грузов 26, при этом гибкие тяги 22 и 23 переброшены через блоки 21 и одним концом закреплены на шкивах 19 и 20 соответственно, а другим связаны с грузами 26.

Средство для регулирования ориентации тела в пространстве состоит из резьбовой гайки 27, установленной на резьбовой части

17 вала 16, и двух охватывающих вал 16 пружин 28 и 29, одна из которых 28 размещена между цилиндрическим шарниром и шкивом 20, а пружина 29 установлена между сферическим шарниром и резьбовой гайкой 27.

Стрелочный указатель 9 сферического шарнира размещен в окне 12 втулки 11 это5

55 го шарнира и снабжен реечным колесом 30, взаимодействующим с зубчатой рейкой 18 вала 16, а стрелочный указатель 10 реакции цилиндрического шарнира неподвижно закреплен на боковой поверхности втулки 14 этого шарнира.

Кроме этого, для обеспечения возможности поворота вала 16 в шарнирах осей 13 и 15 последних установлены в отверстиях 5 и 6 стоек 3 и 4 с зазорами, позволяющими осям 13 и 15 не только поворачиваться, но и отклоняться на некоторый угол от горизонтальной оси. Такое выполнение шарниров позволяет стрелочному указателю

9 отклоняться не только в вертикальной плоскости, проходящей через ось вала 16, но и в плоскости, перпендикулярной валу 16.

Учебный прибор по механике работает следующим образом.

Перед началом демонстрации осуществляют настройку прибора. Для этого вал 16 освобождают от гибких тяг 22 и 23 и регулируют положение стрелочного указателя 9 посредством сжатия или ослабления пружины 29 гайкой 27 так, чтобы стрелочный указатель 9 принял строго вертикальное положение, при этом стрелочный указатель 10 также принимает вертикальное положение.

После этого приступают к демонстрации направления реакций шарниров при действии на вал 16 внешних сил. Для этого гибкие тяги 22 и 23 закрепляют одним концом на шкивах 19 и 20 соответственно, а к другому их концу подвешивают грузы 26, предварительно перебросив через блоки 21 тяги, которые располагают под заданными углами к шкивам 19 и 20, В результате этого вал 16 поворачивается на некоторый угол вокруг своей оси н смещается от своего первоначального положения в одну из сторон (в данном случае влево) . Под действием осевого перемещения вала 16 поворачивается взаимодействующее с зубчатой рейкой 18 реечное колесо 30, а вместе с ним и стрелочный указатель 9 сферического шарнира в сторону, противоположную смещению вала

16 (в данном случае вправо). Под действием поворота вала 16 вокруг своей оси изменяет свое положение стрелочный указатель 10 цилиндрического шдрнира за счет поворота втулки 14 этого шарнира и получает еще одно смещение от первоначального положения и стрелочный указатель 9 сферического шарнира также за счет поворота втулки 11 этого шарнира.

Устанавливая в различном положении блоки 21 путем перемещения их по прорезям 8 перекладины 7 П-образной рамы 2, демонстрируют раличные случаи нагружения вала 16 пространственной системой внешних,сил, при этом стрелочные указатели 24 и 25 показывают направления действия этих сил, а стрелочные указатели 9 и 10 — реакции сферического и цилиндрического шарниров соответственно.

1583959

9 б

/О

Фиг. Z

Составитель П. Сердечнов

Редактор Л. Зайцева Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 2257 Типаж 389 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CC(:Ð! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, i.ë. Гагарина. 101

Использование изобретения позволяет уоедительно, наглядно и достоверно демонстрировать обучаемым реакции опор вращающегося тела, например вала, при действии на него пространственной системы сил., 5

Формула изобретения

Учебный прибор по механике, содержащий основание, размещенное на основании посредством сферического и цилиндрического шарниров нагружаемое тело, установленные в шарнирах стрелочные указатели реакций и средство нагружения тела, имеющее гибкую тягу с укрепленным на ией стрелочным указателем направления действия силы, отличающийся тем, что, с целью расшире- 15 иия диапазона решаемых задач путем де:монстрации реакции шарниров при действии пространственной системы сил на вращаю.щиеся тела, он снабжен установленной на основании П-образной рамой, в стойках которой выполнены два асимметричных отверстия, а в перекладине — продольные направляющие прорези, и средством для регулирования ориентации тела в пространстве, .сферический шарнир состоит из горизонталь,ной втулки с глухим отверстием и окном в 25 ее боковой поверхности и оси вращения,,одним концом эксцентрично и жестко связанной с глухим торцом втулки, а другим размещенным в отверстии стойки П-образной рамы, цилиндрический шарнир состоит из ,горизонтальной втулки с глухим отверстием и оси вращения, одним концом эксцентрично и

4-А жестко связанной с глухим торцом втулки, а другим размещенным в отверстии другой стойки П-образной рамы, нагружаемое тело выполнено в виде установленного во втулках шарниров горизонтального вала, в средней части которого имеется резьбовой участок, а на размещенном в сферическом шарнире конце выполнена круглая зубчатая. рейка, средство нагружения тела снабжено неподвижно установленными на валу двумя шкивами разного диаметра, блоками, размещенными в направляющих прорезях перекладины П-образной рамы с возможностью перемещения и фиксации в заданном положении, дополнительной гибкой тягой с укрепленным на ней стрелочным указателем направления действия силы и набором грузов, стрелочный указатель сферического шарнира размещен в окне втулки этого шарнира и снабжен реечным колесом, взаимодействующим с зубчатой рейкой вала, а стрелочный указатель реакции цилиндрического шарнира неподвижно закреплен на боковой поверхности втулки. этого шарнира, при этом средство для регулирования ориентации тела в пространстве состоит из резьбовой гайки, установленной на резьбовой части вала, и двух охватывающих вал пружин, одна из которых размещена между цилиндрическим шарниром и одним из шкивов, а другая — между сферическим шарниром и резьбовой ганкой, гибкие тяги переброшены через блоки и одним концом закреплены на шкивах, а другим связаны с грузами.