Устройство для демонстрации кулачкового механизма с плоским толкателем

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2279717:

ГОУ ВПО Пензенский Государственный Университет (ПГУ) (RU)

Изобретение относится к области учебно-наглядных пособий, используемых в учебном процессе при изучении прикладной механики, теории механизмов и машин и других дисциплин. Сущность изобретения заключается в том, что устройство снабжено камерой сгорания 14, выполненной в виде прорези в направляющей пластине 6, подпружиненным клапаном 15, установленным в упомянутой камере сгорания 14, и коромыслом 19, кинематически связанным одним плечом с плоским толкателем 12, а другим - с подпружиненным клапаном 15. При этом оси плоского толкателя 12 и камеры сгорания 14 расположены параллельно друг другу. Технический результат заключается в расширении демонстрационных возможностей устройства за счет одновременного показа и кулачкового механизма и механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания, что обеспечивает повышение эффективности устройства и качества обучения учащихся. 1 ил.

Изобретение относится к области учебно-наглядных пособий, использующихся в учебном процессе при изучении прикладной механики, теории механизмов и машин и других дисциплин.

Известны учебные приборы для изучения устройства и работы плоских механизмов, входящих в перечень технических средств обучения и типового учебно-лабораторного оборудования /1/. Среди учебных приборов известны "Кулачковый механизм с роликовым толкателем", "Кулачковый механизм с плоским толкателем" и "Кулачковый механизм с игольчатым толкателем". Модели известных механизмов смонтированы на унифицированных массивных металлических подставках и состоят из кулачка и толкателя, установленного в направляющей. Вращение кулачка осуществляется рукояткой, смонтированной на оси кулачка.

Недостатками известных устройств является их массивность, большая металлоемкость, сложность конструкции, большая трудоемкость изготовления и невозможность их использования при чтении лекций перед большой аудиторией, так как они предназначены в основном для индивидуального обучения учащихся.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для демонстрации работы плоских механизмов с помощью эпидиаскопа /2/.

Устройство имеет корпус в виде трех и более пластин из прозрачного органического стекла, причем в пространстве между нижней и средней пластинами расположен приводной диск, сегмент которого выступает за их пределы для обеспечения привода механизма, а между средней и верхней пластинами располагаются звенья плоского механизма, в том числе и кулачкового механизма. Передача крутящего момента от приводного диска к кулачку осуществляется с помощью квадратно-цилиндрической оси. Плоский толкатель движется в пазу направляющей пластины. Пара "кулачок - плоский толкатель" демонстрирует устройство и работу кулачкового механизма.

Известное устройство может успешно использоваться в учебном процессе при чтении лекций с помощью кодоскопа. Однако его демонстрационные возможности далеко не исчерпаны. Целесообразно расширить его возможности путем привязки кулачкового механизма к механизму, например, газораспределения двигателя внутреннего сгорания, что позволит повысить эффективность использования учебного прибора в учебном процессе за счет одновременного показа кулачкового механизма и механизма газораспределения.

Предлагаемое изобретение направлено на расширение демонстрационных возможностей кулачкового механизма с плоским толкателем и повышение эффективности его использования в учебном процессе.

Задача решена тем, что устройство для демонстрации кулачкового механизма с плоским толкателем, состоящее из прозрачного корпуса в виде нижней, средней и верхней пластин; приводного диска, сегмент которого выступает за их пределы для обеспечения привода механизма; и модели механизма, например, кулачкового, содержащего кулачок и плоский толкатель, установленный в пазу направляющей пластины, дополнительно снабжено камерой сгорания, выполненной в виде прорези в направляющей пластине; подпружиненным клапаном, установленным в упомянутой прорези; и коромыслом, кинематически связанным одним плечом с плоским толкателем, а другим - с подпружиненным клапаном, при этом оси плоского толкателя и камеры сгорания расположены параллельно друг другу.

Устройство для демонстрации кулачкового механизма с помощью кодоскопа иллюстрируется чертежом, на котором изображено предлагаемое устройство в двух проекциях - на виде спереди в разрезах и на виде сверху.

Устройство полностью выполнено из прозрачного цветного стекла, причем корпус выполнен бесцветным, а звенья - цветными. Устройство содержит корпус, состоящий из нижней 1, средней 2 и верхней 3 пластин, скрепленных винтами 4. Пластины 1, 2, 3 разделены между собой прокладками 5. В пространстве между средней 2 и верхней 3 пластинами установлена направляющая пластина 6, служащая для размещения звеньев механизма.

Между нижней и средней пластинами установлен приводной диск 7 для обеспечения привода механизма. Сегмент приводного диска выступает за пределы средней и верхней пластин. Приводной диск может быть гладким или зубчатым (на чертеже представлен зубчатый вариант приводного диска). Вращение приводного диска может осуществляться вручную или с помощью электродвигателя, ось которого устанавливается в отверстие 8, выполненное в нижней пластине 1. На оси электродвигателя закрепляется зубчатое колесо, которое входит в зацепление с приводным диском.

Приводной диск смонтирован на квадратно-цилиндрической оси 9, которая служит для передачи вращательного момента от приводного диска к кулачку 10, который установлен на квадратном хвостовике оси 9. Для размещения кулачка 10 в направляющей пластине 6 выполнен паз 11. Кулачок взаимодействует с плоским толкателем 12, размещенным в пазу 13 направляющей пластины 6. Кинематическая пара "кулачок 10 - плоский толкатель 12" демонстрирует устройство и работу кулачкового механизма с плоским толкателем.

Устройство для демонстрации кулачкового механизма с плоским толкателем в целях расширения демонстрационных возможностей дополнительно снабжено камерой сгорания 14, выполненной в виде прорези в направляющей пластине 6. В камере сгорания установлен подпружиненный клапан 15, шток 16 которого размещен в пазу 17 направляющей пластины 6. Подпружиненный клапан 15 оснащен пружиной 18.

Оси плоского толкателя 12 и камеры сгорания 14 расположены параллельно друг другу с целью обеспечения работоспособности устройства и возможности кинематической связи между плоским толкателем 12 и штоком 16 подпружиненного клапана 15. Кинематическая связь обеспечивается с помощью коромысла 19, установленного на оси 20 в пазу 21 направляющей пластины. Коромысло 19 одним плечом взаимодействует с плоским толкателем 12, а другим плечом - со штоком 16 подпружиненного клапана 15.

Дополнительные звенья кулачкового механизма, а именно: камера сгорания 14 и подпружиненный клапан 15 демонстрируют работу механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания. Промежуточным звеном между кулачковым механизмом с плоским толкателем и механизмом газораспределения двигателя внутреннего сгорания является коромысло 19.

Устройство для демонстрации кулачкового механизма с плоским толкателем работает следующим образом. При вращении приводного диска 7 крутящий момент передается кулачку 10, который, взаимодействуя с плоским толкателем 12, перемещает его по пазу 13. Плоский толкатель 12, в свою очередь, перемещает вправо одно плечо коромысла 19. Другое плечо коромысла смещается влево и взаимодействует со штоком 16 подпружиненного клапана 15, который также смещается влево, открывая камеру сгорания 14 и имитируя цикл "Выхлоп газов". При дальнейшем вращении кулачка подпружиненный клапан 15 под действием пружины 18 смещается вправо и закрывает камеру сгорания. Цикл газораспределения закончен.

Таким образом, предлагаемое устройство одновременно демонстрирует устройство и работу кулачкового механизма с плоским толкателем и механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

Использование устройства в учебном процессе сводится к следующему. Устройство может быть использовано для изучения устройства и работы кулачкового механизма с плоским толкателем и механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания как индивидуально, так и коллективно. При коллективном показе устройство кладут на стол кодоскопа и устанавливают в отверстие нижней пластины электродвигатель. Далее включают кодоскоп и на демонстрационном экране показывается цветная "картинка" механизма. В статическом режиме показывается и изучается устройство механизма. Далее включают электродвигатель и на экране демонстрируется работа механизма и взаимодействие его звеньев друг с другом.

Предлагаемое устройство для демонстрации кулачкового механизма с плоским толкателем по сравнению с прототипом и аналогами обладает следующими преимуществами:

1) Введение в конструкцию кулачкового механизма с плоским толкателем звеньев механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания (камеры сгорания, подпружиненного клапана и коромысла) позволяет значительно расширить демонстрационные возможности устройства за счет одновременного показа устройства и работы двух механизмов и изучения их взаимодействия друг с другом в едином механизме газораспределения.

2) Повышается эффективность использования устройства для демонстрации кулачкового механизма с плоским толкателем в учебном процессе за счет расширения его демонстрационных возможностей и одновременного показа двух механизмов.

По предлагаемому изобретению проведены конструкторские работы и предварительные испытания, которые дали положительные результаты. Намечено изготавливать устройство в рамках программы "Учебная техника" для распространения в учебных заведениях.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Юденич В.В. Технические средства обучения и типовое учебно-лабораторное оборудование. М.: Высшая школа, 1974.

2. АС СССР №341071. Устройство для демонстрации работы плоских механизмов с помощью эпидиаскопа. М. кл. G 09 B 1/22, 1972.

Устройство для демонстрации кулачкового механизма с плоским толкателем, состоящее из прозрачного корпуса в виде нижней, средней и верхней пластин, приводного диска, сегмент которого выходит за их пределы для обеспечения привода механизма, и модели кулачкового механизма, содержащего кулачок и плоский толкатель, установленный в пазу направляющей пластины, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено камерой сгорания, выполненной в виде прорези в направляющей пластине, подпружиненным клапаном, установленным в упомянутой камере, и коромыслом, кинематически связанным одним плечом с плоским толкателем, а другим - с подпружиненным клапаном, при этом оси плоского толкателя и камеры сгорания расположены параллельно друг другу.

Изобретение относится к области астрономии и может быть использовано для изучения периодических движений поверхности Земли. .

Учебное демонстрационное устройство // 1808138

Учебный прибор по механике // 1734118

Учебное пособие по электрическим машинам // 1721624

Изобретение относится к учебным наглядным пособиям по электрическим машинам , а более конкретно к наглядным пособиям для демонстрации скольжения в асинхронных машинах.

Учебный прибор на основе пружинного маятника // 1683054

Учебный прибор для демонстрации явления процессии // 1681324

Изобретение относится к демонстрационным приборам по физике. .

Учебный прибор по оптике // 1681323

Изобретение относится к демонстрационным приборам по физике, Целью изобретения является расширение демонстрационных возможностей, Прибор содержит скамью, на которой устанавливается корпус осветителя, двухлинзовый конденсор, состоящий из передней и задней линзГпос аедняя установлена на подвижной опоре, обьектив и пластину с демонстрационном объектом.

Учебный прибор для демонстрации деформаций // 1647625

Изобретение относится к учебным наглядным пособиям и может быть использовано в высших и средних специальных заведениях при изучении процессов сварки и обработки давлением в курсе технологии конструкционных материалов.

Учебный прибор по механике // 1606989

Изобретение относится к учебным приборам по механике и позволяет расширить демонстрационные возможности и наглядность законов вращательного движения. .

Устройство для демонстрации сил трения в резьбовом соединении // 1606988

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет наглядно и доходчиво демонстрировать, например, при изучении в курсе "Детали машин" различные случаи явления самоотвинчивания гаек при переменных нагрузках.

Способ демонстрации двух мод вихревого резонанса при вращении жидкости вокруг заторможенного ядра и способ сравнения размеров вихрей // 2323482

Изобретение относится к области образования и может быть использовано как наглядное пособие по курсу физики

Способ демонстрации квантовых осцилляций поверхностного натяжения твердого тела // 2552116

Изобретение относится к способам изучения поверхностных явлений. Из меди и серебра изготавливают электроды, приводят их в контакт с раствором электролита, осуществляют предварительный электролиз с чередованием анодного окисления и катодного восстановления поверхности металла, регистрируют зависимость производной поверхностного натяжения по поверхностной плотности заряда от потенциала электрода, сопоставляют указанные зависимости, полученные на меди и серебре, отмечают в качестве их общих признаков участок ступенчатого спада в анодном направлении, убывание протяженности ступеней вдоль оси потенциала. Происхождение ступеней объясняют локализацией электронов поверхностной проводимости в двухмерной квантовой яме, что приводит к ступенчатой зависимости плотности состояний этих электронов от потенциала. Указывают на соответствие между протяженностью ступеней и расстоянием между дискретными уровнями энергии электронов в двойном электрическом слое. На диаграмме в одном и том же диапазоне изменения потенциала сопоставлены график производной поверхностного натяжения по поверхностной плотности заряда и график плотности состояний электронов, имеющий вид ступенчатой функции потенциала, которая убывает при изменении потенциала в сторону более положительных значений и достигает нуля при потенциале минимума производной поверхностного натяжения. Технический результат заключается в повышении наглядности и достоверности демонстрации квантовых осцилляций поверхностного натяжения. 14 з.п. ф-лы, 15 ил.

Прибор для демонстрации движения центра инерции системы материальных точек // 2640310

Изобретение относится к лекционным демонстрационным приборам для изучения физики раздела механики. Основой прибора для демонстрации теоремы о движении центра инерции системы материальных точек (тел) служит двуосная тележка. На основной тележке располагаются две (или одна) другие тележки, взаимодействующие с основной через растянутые пружины. Если тележки после их относительного смещения не удерживать, то все тележки будут совершать колебательные движения около неподвижного центра инерции системы. Если тележкам после их относительного смещения одновременно сообщить скорость, то при колебательном движении двух или трех тележек центр инерции системы будет прямолинейно и равномерно перемещаться вдоль поверхности демонстрационного стола. Технический результат заключается в обеспечении углубленного понимания и наглядности. 8 ил.

Устройство для изучения механических взаимодействий физических тел: упругих ударов // 2641469

Предложено устройство (прибор) для изучения механических взаимодействий физических тел, а именно упругих ударов. Прибор состоит из тележки с вертикально расположенным жестким экраном, с которым взаимодействует ударяющее тело. Прибор использовался для изучения влияния отношения масс соударяющихся тел на обмен импульсами между ними при косом упругом ударе. Показано, что в условиях проведенного эксперимента в случае, если масса ударяемого тела превышает массу ударяющего тела не менее чем в 50 раз, импульс ударяемого тела изменяется весьма незначительно. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.