RU121573U1

RU121573U1 - COMPONENT DESIGN OF THE DEVICE WITH TWO HINGE-MOVABLE BRACKETS, WEIGHTLESS ROD AND SLIDING CONNECTION

Info

Publication number: RU121573U1
Application number: RU2012123270/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин; Руслан Ринатович Рахматуллин; Елизавета Владимировна Штыкова; Константин Олегович Маркин
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2012-10-27

Abstract

Составная конструкция устройства с двумя шарнирно-подвижными опорами, невесомым стержнем и скользящим соединением, состоящая из левой, правой и нижней частей, связанных между собой вращательным шарниром, при этом левая часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня со скользящим соединением посередине, левый конец которого связан с первой шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на вертикальной площадке, правая часть составной конструкции состоит из Г-образного стержня, правый конец горизонтальной части которого связан со второй шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на горизонтальной площадке, а нижняя часть составной конструкции состоит из Г-образного стержня, повернутого против хода часовой стрелки на 180°, левый конец горизонтальной части которого связан с вертикальным невесомым стержнем, отличающаяся тем, что все стержни левой, правой и нижней частей составной конструкции выполнены телескопическими, при этом наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальных частях стержней вправо, а на вертикальных частях стержней - вниз, причем вертикальная площадка первой шарнирно-подвижной опоры и горизонтальная площадка невесомого стержня выполнены с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей, соответственно, первой шарнирно-подвижной опоры и невесомого стержня, и жесткого закрепления к ней, а горизонтальная площадка второй шарнирно-подвижной опоры выполнена с возможностью перемещения вдоль ее вертикальной направляющей, которая сама выполнена с возможностью перемещения вд� Composite structure of the device with two hinge-movable supports, a weightless rod and a sliding joint, consisting of left, right and lower parts interconnected by a rotary joint, while the left part of the composite structure consists of a horizontal bar with a sliding joint in the middle, the left end of which is connected with the first articulated-movable support, the rollers of which are located on a vertical platform, the right part of the composite structure consists of an L-shaped rod, the right end of the horizontal part of which is connected to the second articulated-movable support, the rollers of which are located on the horizontal platform, and the lower part of the composite structure consists of an L-shaped rod rotated counterclockwise by 180 °, the left end of the horizontal part of which is connected to a vertical weightless rod, characterized in that all rods of the left, right and lower parts of the composite structure are telescopic, while the outer rods of each telescope optical connections are made with terminals at the ends directed to the horizontal parts of the rods to the right, and on the vertical parts of the rods downward, and the vertical platform of the first hinge-movable support and the horizontal platform of the weightless rod are made with the possibility of moving along the horizontal guide, respectively, the first hinge-movable support and a weightless rod, and rigid attachment to it, and the horizontal platform of the second articulated-movable support is made with the possibility of moving along its vertical guide, which itself is made with the possibility of moving into

Description

Полезная модель относится к лабораторному оборудованию и может быть использована в учебных лабораториях по теоретической механике технических вузов, техникумов и технических училищ.The utility model relates to laboratory equipment and can be used in educational laboratories in the theoretical mechanics of technical universities, technical schools and technical schools.

Известна составная конструкция с приложенными к ней внешними силами и моментами (Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для технических вузов. - 7-е изд., исправленное. - М.: Интеграл-Пресс, 2001, стр.29, рис.25, вар. 2), состоящая из левой, правой и нижней частей, связанных между собой вращательным шарниром, при этом левая часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня со скользящим соединением посередине, левый конец которого связан с первой шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на вертикальной площадке, правая часть составной конструкции состоит из Г-образного стержня, правый конец горизонтальной части которого связан со второй шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на горизонтальной площадке, а нижняя часть составной конструкции состоит из Г-образного стержня, повернутого против хода часовой стрелки на 180°, левый конец горизонтальной части которого связан с вертикальным невесомым стержнем.A composite structure with external forces and moments attached to it is known (a collection of tasks for term papers in theoretical mechanics: a textbook for technical universities. - 7th ed., Revised. - M .: Integral-Press, 2001, p. 29, Fig. 25, version 2), consisting of the left, right and lower parts interconnected by a rotary hinge, while the left part of the composite structure consists of a horizontal rod with a sliding connection in the middle, the left end of which is connected to the first pivotally movable support, which rollers are located on a vertical platform, the right side of the composite structure consists of a L-shaped rod, the right end of the horizontal part of which is connected to the second pivotally movable support, the rollers of which are located on a horizontal platform, and the lower part of the composite structure consists of a L-shaped rod, rotated counter-clockwise 180 ° clockwise, the left end of the horizontal part of which is connected with a vertical weightless rod.

Основной недостаток известной составной конструкции заключается в том, что она имеет постоянные размеры стержней (застывшую форму), т.е. постоянные линейные параметры стержней, что не позволяет студентам (обучающимся) проводить учебные исследования как теоретические, так и экспериментальные по выявлению зависимости величин реакций связей и сил взаимодействия частей конструкции от линейных размеров стержней.The main disadvantage of the known composite structure is that it has constant dimensions of the rods (solidified form), i.e. constant linear parameters of the rods, which does not allow students (students) to conduct educational research, both theoretical and experimental, to identify the dependence of the magnitude of the reactions of bonds and the forces of interaction of the parts of the structure on the linear dimensions of the rods.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы у стержней составной конструкции можно было изменять их размеры и обеспечить обучающимся проведение учебных исследований.The problem, which the utility model is aimed at, is that in the rods of a composite structure it is possible to change their sizes and provide students with educational research.

Технический результат достигается тем, что в составной конструкции с двумя шарнирно-подвижными опорами, невесомым стержнем и скользящим соединением, состоящей из левой, правой и нижней частей, связанных между собой вращательным шарниром, при этом левая часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня со скользящим соединением посередине, левый конец которого связан с первой шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на вертикальной площадке, правая часть составной конструкции состоит из Г-образного стержня, правый конец горизонтальной части которого связан со второй шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на горизонтальной площадке, а нижняя часть составной конструкции состоит из Г-образного стержня, повернутого против хода часовой стрелки на 180°, левый конец горизонтальной части которого связан с вертикальным невесомым стержнем, согласно заявляемой полезной модели, все стержни левой, правой и нижней частей составной конструкции выполнены телескопическими, при этом наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на горизонтальных частях стержней вправо, а на вертикальных частях стержней - вниз, причем вертикальная площадка первой шарнирно-подвижной опоры и горизонтальная площадка невесомого стержня, выполнены с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей, соответственно, первой шарнирно-подвижной опоры и невесомого стержня, и жесткого закрепления к ней, а горизонтальная площадка второй шарнирно-подвижной опоры, выполнена с возможностью перемещения вдоль ее вертикальной направляющей, которая сама выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей второй шарнирно-подвижной опоры и жесткого закрепления к ней, скользящее соединение выполнено с возможностью перемещения вдоль его вертикальной направляющей и жесткого закрепления к ней, а сама вертикальная направляющая скользящего соединения выполнена с возможностью перемещения вдоль его горизонтальной направляющей и жесткого закрепления к ней.The technical result is achieved in that in a composite structure with two pivotally movable bearings, a weightless rod and a sliding joint, consisting of the left, right and lower parts interconnected by a rotary joint, while the left side of the composite structure consists of a horizontal rod with a sliding joint in the middle, the left end of which is connected to the first pivotally movable support, the rollers of which are located on a vertical platform, the right part of the composite structure consists of a L-shaped rod, the other end of the horizontal part is connected to the second articulated-movable support, the rollers of which are located on a horizontal platform, and the lower part of the composite structure consists of an L-shaped rod rotated 180 ° counterclockwise, the left end of the horizontal part of which is connected with a vertical weightless the rod, according to the claimed utility model, all the rods of the left, right and lower parts of the composite structure are made telescopic, while the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed to the horizontal parts of the rods to the right, and on the vertical parts of the rods to the bottom, and the vertical platform of the first articulated-movable support and the horizontal platform of the weightless rod are movable along the horizontal guide, respectively, of the first articulated-movable support and a weightless rod, and rigid fastening to it, and the horizontal platform of the second articulated-movable support is made with the possibility of movement along its vertical guide, cat the paradise itself is made to move along the horizontal guide of the second articulated-movable support and rigidly fixed to it, the sliding connection is made to move along its vertical guide and rigidly fixed to it, and the vertical guide of the sliding connection is made to move along its horizontal guide and hard fastening to it.

Такое исполнение составной конструкции позволило изменять размеры стержней и проводить учебные исследования обучающимся по выявлению зависимости величин реакций связей (опор) и сил взаимодействия частей конструкции от размеров стержней и их частей.Such a design of the composite structure made it possible to change the dimensions of the rods and conduct training studies for students to identify the dependence of the magnitude of the reactions of bonds (supports) and the forces of interaction of the parts of the structure on the dimensions of the rods and their parts.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена схема предлагаемой составной конструкции.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the proposed composite structure.

Составная конструкция с приложенными к ней внешними силами и моментами состоит из левой EAD, правой DB и нижней DC частей, связанных между собой вращательным шарниром D.The composite structure with external forces and moments applied to it consists of the left EAD, the right DB and the lower DC parts connected by a rotary hinge D.

Левая часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня со скользящим соединением A посередине, левый конец которого в точке E связан с первой шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на вертикальной площадке 3.The left part of the composite structure consists of a horizontal rod with a sliding connection A in the middle, the left end of which at point E is connected to the first pivotally movable support, the rollers of which are located on a vertical platform 3.

Правая часть составной конструкции состоит из Г-образного стержня, правый конец горизонтальной части которого в точке B связан с второй шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на горизонтальной площадке 7.The right part of the composite structure consists of a L-shaped rod, the right end of the horizontal part of which at point B is connected to the second articulated-movable support, the rollers of which are located on a horizontal platform 7.

Нижняя часть состоит из Г-образного стержня, повернутого против хода часовой стрелки на 180°, левый конец горизонтальной части которого в точке C связан с вертикальным невесомым стержнем.The lower part consists of an L-shaped rod rotated 180 ° counterclockwise, the left end of the horizontal part of which at point C is connected with a vertical weightless rod.

Все стержни левой, правой и нижней частей составной конструкции выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения, например, стержень 1 горизонтальной части Г-образного стержня нижней части составной конструкции, выполнены с клеммами на концах. Для приведенного примера - клемма 2.All rods of the left, right and lower parts of the composite structure are made telescopic. The outer rods of each telescopic connection, for example, the rod 1 of the horizontal part of the L-shaped rod of the lower part of the composite structure, are made with terminals at the ends. For the given example, terminal 2.

Клеммы направлены на горизонтальных частях стержней вправо, а на вертикальных частях стержней - вниз.The terminals are directed on the horizontal parts of the rods to the right, and on the vertical parts of the rods - down.

Вертикальная площадка 3 первой шарнирно-подвижной опоры выполнена с возможностью перемещения вдоль ее горизонтальной направляющей 5, и жесткого закрепления к ней, а горизонтальная площадка 4 невесомого стержня выполнена с возможностью перемещения вдоль его горизонтальной направляющей 6, и жесткого закрепления к ней.The vertical platform 3 of the first pivotally movable support is movable along its horizontal guide 5, and rigidly fixed thereto, and the horizontal platform 4 of the weightless rod is movable along its horizontal guide 6, and rigidly fixed thereto.

Горизонтальная площадка 7 второй шарнирно-подвижной опоры выполнена с возможностью перемещения вдоль ее вертикальной направляющей 8, которая сама выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей 9 второй шарнирно-подвижной опоры и жесткого закрепления к ней.The horizontal platform 7 of the second articulated-movable support is arranged to move along its vertical guide 8, which itself is arranged to move along the horizontal guide 9 of the second articulated-movable support and rigidly fixed thereto.

Скользящее соединение A выполнено с возможностью перемещения вдоль его вертикальной направляющей 10 и жесткого закрепления к ней, а сама вертикальная направляющая 10 выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей 11 скользящего соединения и жесткого закрепления к ней.The sliding joint A is arranged to move along its vertical guide 10 and rigidly fixed thereto, and the vertical guide 10 itself is movable along the horizontal guide 11 of the sliding joint and rigidly fixed thereto.

Составная конструкция работает следующим образом.The composite structure works as follows.

У прототипа стержни неизменяемых размеров. У предлагаемой составной конструкции стержни выполнены телескопическими с клеммами на концах. Это позволяет изменять длины стержней и закреплять их размеры с помощью клемм. Можно изменять длину любого стержня или всех сразу, или в любом другом сочетании и определять реакции опор и силы взаимодействия частей составной конструкции. Изменяя длины стержней ступенчато и определяя каждый раз реакции опор и силы взаимодействия частей составной конструкции, можно получать зависимости реакций опор и сил взаимодействия от размеров стержней. К составной конструкции приложена плоская произвольная система сил. При решении задачи используют, например, первую форму условий равновесия такой системы сил.The prototype has fixed size rods. In the proposed composite structure, the rods are made telescopic with terminals at the ends. This allows you to change the lengths of the rods and fix their sizes using the terminals. You can change the length of any rod or all at once, or in any other combination and determine the reactions of the supports and the forces of interaction of the parts of the composite structure. By changing the lengths of the rods stepwise and determining each time the reactions of the supports and the forces of interaction of the parts of the composite structure, it is possible to obtain the dependences of the reactions of the supports and the forces of interaction on the dimensions of the rods. A flat arbitrary system of forces is applied to the composite structure. When solving the problem, for example, the first form of the equilibrium conditions of such a system of forces is used.

Она заключается в следующем: для равновесия плоской произвольной системы сил необходимо и достаточно, чтобы алгебраическая сумма проекций действующих сил на каждую из координатных осей и алгебраическая сумма моментов относительно любого центра, лежащего в той же плоскости, должны быть равны нулю (ΣF_kx=0, ΣF_ky=0, . Общая методика решения подобных задач приведена в пособии, представленном выше (стр.1, абзац 2). Предлагаемая составная конструкция позволяет, при наличии соответствующих датчиков, экспериментально определять реакции опор и сравнивать результаты теоретических и экспериментальных исследований.It consists in the following: for the equilibrium of a plane arbitrary system of forces, it is necessary and sufficient that the algebraic sum of the projections of the acting forces on each of the coordinate axes and the algebraic sum of the moments relative to any center lying in the same plane should be equal to zero (ΣF _kx = 0, ΣF _ky = 0, . The general methodology for solving such problems is given in the manual presented above (page 1, paragraph 2). The proposed composite design allows, in the presence of appropriate sensors, to experimentally determine the reactions of the supports and compare the results of theoretical and experimental studies.

Решение задач с изменяемыми размерами стержней внедрено в учебный процесс студентов первого курса ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет». Студенты уже с первого курса начинают выполнять учебно-исследовательскую работу. Это, несомненно, повышает качество обучения студентов.The solution of problems with variable sizes of rods is introduced into the educational process of first-year students of Kazan State Power Engineering University. Students from the first year begin to carry out educational research work. This undoubtedly improves the quality of student learning.

Таким образом, задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена.Thus, the task posed to the utility model is fully completed.

Claims

The composite structure of the device with two pivotally movable bearings, a weightless rod and a sliding connection, consisting of the left, right and lower parts interconnected by a rotary joint, while the left part of the composite structure consists of a horizontal rod with a sliding connection in the middle, the left end of which is connected with the first pivotally movable support, the rollers of which are located on a vertical platform, the right side of the composite structure consists of a L-shaped rod, the right end of the horizontal part to otorogo connected to the second articulated-movable support, the rollers of which are located on a horizontal platform, and the lower part of the composite structure consists of a L-shaped rod rotated 180 ° counterclockwise, the left end of the horizontal part of which is connected with a vertical weightless rod, characterized in that all the rods of the left, right and lower parts of the composite structure are made telescopic, while the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed to the horizon tal parts of the rods to the right, and on the vertical parts of the rods - down, and the vertical platform of the first articulated-movable support and the horizontal platform of the weightless rod are made with the possibility of movement along the horizontal guide, respectively, of the first articulated-movable support and weightless rod, and rigidly fixed to it and the horizontal platform of the second articulated-movable support is arranged to move along its vertical guide, which itself is arranged to move to If the horizontal guide of the second articulated-movable support and is rigidly fixed to it, the sliding connection is movable along its vertical guide and rigidly fixed to it, and the vertical sliding guide itself is movable along its horizontal guide and fixed to it.