RU121577U1

RU121577U1 - COMPONENT DESIGN OF THE DEVICE WITH A MOVABLE ROTARY HINGE, A HINGE-MOVABLE SUPPORT, AN ANNIVERSARY ROD AND TWO SLIDING CONNECTIONS

Info

Publication number: RU121577U1
Application number: RU2012126331/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин; Равиль Ленарович Резатдинов; Дилюс Радифович Мингазов; Юрий Алексеевич Семенов; Гульнара Фазыловна Файрушина
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2012-10-27

Abstract

Составная конструкция устройства с неподвижным вращательным шарниром, шарнирно-подвижной опорой, невесомым стержнем и двумя скользящими соединениями, состоящая из верхней, левой и правой частей, связанных между собой первым скользящим соединением, при этом верхняя часть составной конструкции состоит из вертикального стержня с горизонтальным боковым ответвлением, направленным в левую сторону, причем нижний конец нижней части вертикального стержня жестко связан с горизонтально расположенным первым скользящим соединением, верхний конец верхней части вертикального стержня связан с вертикально расположенным вторым скользящим соединением, имеющим направляющую горизонтального штока, а стержень горизонтального бокового ответвления левым концом связан с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей наклонной площадке с правым уклоном, направленной под углом 30° к горизонту, левая часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, причем левый конец горизонтального стержня связан с неподвижным вращательным шарниром, правая часть составной конструкции состоит из Г-образного стержня, повернутого на 180° по ходу часовой стрелки, причем верхний конец вертикальной части Г-образного стержня связан с горизонтальным невесомым стержнем, направленным вправо и расположенным на соответствующей вертикальной площадке, отличающаяся тем, что все стержни верхней, левой, правой частей составной конструкции выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на стержне горизонтального бокового ответ� Composite structure of the device with a fixed rotary joint, an articulated-movable support, a weightless rod and two sliding joints, consisting of the upper, left and right parts, interconnected by the first sliding joint, while the upper part of the composite structure consists of a vertical rod with a horizontal lateral branch directed to the left side, and the lower end of the lower part of the vertical rod is rigidly connected to the horizontally located first sliding joint, the upper end of the upper part of the vertical rod is connected to the vertically located second sliding joint having a horizontal rod guide, and the horizontal lateral branch rod is connected by its left end to an articulated-movable support, the rollers of which are located on a corresponding inclined platform with a right slope directed at an angle of 30 ° to the horizon, the left part of the composite structure consists of a horizontal bar, and the left end of the horizon of the vertical rod is connected to a fixed rotary hinge, the right part of the composite structure consists of an L-shaped rod rotated 180 ° clockwise, and the upper end of the vertical part of the L-shaped rod is connected to a horizontal weightless rod directed to the right and located on the corresponding vertical platform, characterized in that all the rods of the upper, left, right parts of the composite structure are made telescopic, the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed to the rod of the horizontal lateral answer�

Description

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

Известна составная конструкция устройства с неподвижным вращательным шарниром, шарнирно-подвижной опорой, невесомым стержнем и двумя скользящими соединениями, состоящая из верхней, левой и правой частей, связанных между собой первым скользящим соединением, при этом верхняя часть составной конструкции состоит из вертикального стержня с горизонтальным боковым ответвлением, направленным в левую сторону, причем нижний конец нижней части вертикального стержня жестко связан с горизонтально расположенным первым скользящим соединением, верхний конец верхней части вертикального стержня связан с вертикально расположенным вторым скользящим соединением, имеющим направляющую горизонтального штока, а стержень горизонтального бокового ответвления левым концом связан с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей наклонной площадке с правым уклоном, направленной под углом 30° к горизонту, левая часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, причем левый конец горизонтального стержня связан с неподвижным вращательным шарниром, правая часть составной конструкции состоит из Г-образного стержня, повернутого на 180° по ходу часовой стрелки, причем верхний конец вертикальной части Г-образного стержня связан с горизонтальным невесомым стержнем, направленным вправо и расположенным на соответствующей вертикальной площадке (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.20).A known composite structure of a device with a fixed rotary hinge, a pivotally movable support, a weightless rod and two sliding joints, consisting of the upper, left and right parts interconnected by the first sliding joint, while the upper part of the composite structure consists of a vertical rod with a horizontal lateral a branch directed to the left side, and the lower end of the lower part of the vertical rod is rigidly connected with a horizontally located first sliding joint, The upper end of the upper part of the vertical rod is connected with a vertically arranged second sliding joint having a horizontal rod guide, and the horizontal lateral branch rod with the left end is connected to a pivotally movable support, the rollers of which are located on the corresponding inclined platform with a right slope directed at an angle of 30 ° to horizon, the left part of the composite structure consists of a horizontal rod, and the left end of the horizontal rod is connected with a fixed rotary hinge, The upper part of the composite structure consists of a L-shaped rod rotated 180 ° clockwise, and the upper end of the vertical part of the L-shaped rod is connected to a horizontal weightless rod directed to the right and located on the corresponding vertical platform (Collection of tasks for term papers on Theoretical Mechanics: A manual for technical universities. - 7th ed., Revised. - M .: Integral-Press, 2001, p. 29, fig. 25, var. 20).

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 устройства с неподвижным вращательным шарниром, шарнирно-подвижной опорой, невесомым стержнем и двумя скользящими соединениями, состоящей из верхней, левой и правой частей, связанных между собой первым скользящим соединением, при этом верхняя часть составной конструкции состоит из вертикального стержня с горизонтальным боковым ответвлением, направленным в левую сторону, причем нижний конец нижней части вертикального стержня жестко связан с горизонтально расположенным первым скользящим соединением, верхний конец верхней части вертикального стержня связан с вертикально расположенным вторым скользящим соединением, имеющим направляющую горизонтального штока, а стержень горизонтального бокового ответвления левым концом связан с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей наклонной площадке с правым уклоном, направленной под углом 30° к горизонту, левая часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, причем левый конец горизонтального стержня связан с неподвижным вращательным шарниром, правая часть составной конструкции состоит из Г-образного стержня, повернутого на 180° по ходу часовой стрелки, причем верхний конец вертикальной части Г-образного стержня связан с горизонтальным невесомым стержнем, направленным вправо и расположенным на соответствующей вертикальной площадке, согласно заявляемой полезной модели, все стержни верхней, левой, правой частей составной конструкции выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на стержне горизонтального бокового ответвления верхней части составной конструкции и горизонтальном стержне левой части составной конструкции - влево, на горизонтальной части Г-образного стержня правой части составной конструкции - вправо, а на вертикальной части Г-образного стержня правой части составной конструкции, и нижней и верхней частях вертикального стержня верхней части составной конструкции - вниз, при этом наклонная площадка шарнирно-подвижной опоры, направляющая горизонтального штока второго скользящего соединения и вертикальная площадка горизонтального невесомого стержня выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующей вертикальной направляющей, соответственно, шарнирно-подвижной опоры, второго скользящего соединения и горизонтального невесомого стержня, а вертикальная направляющая шарнирно-подвижной опоры, вертикальная направляющая второго скользящего соединения и вертикальная направляющая горизонтального невесомого стержня выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующей горизонтальной направляющей, соответственно шарнирно-подвижной опоры, второго скользящего соединения и горизонтального невесомого стержня, и жесткого закрепления.The technical result is achieved by the fact that in the composite structure of the device with a fixed rotary hinge, a pivotally movable support, a weightless rod and two sliding joints, consisting of upper, left and right parts connected by a first sliding joint, while the upper part of the composite structure consists from a vertical rod with a horizontal lateral branch directed to the left side, and the lower end of the lower part of the vertical rod is rigidly connected with a horizontally located m with the first sliding joint, the upper end of the upper part of the vertical rod is connected to a vertically arranged second sliding joint having a horizontal rod guide, and the horizontal lateral branch rod with the left end is connected to a pivotally movable support whose rollers are located on the corresponding inclined platform with a right slope directed at an angle of 30 ° to the horizontal, the left side of the composite structure consists of a horizontal rod, and the left end of the horizontal rod is connected with movable rotary hinge, the right part of the composite structure consists of a L-shaped rod rotated 180 ° clockwise, and the upper end of the vertical part of the L-shaped rod is connected to a horizontal weightless rod directed to the right and located on the corresponding vertical platform, according to the claimed utility model, all the rods of the upper, left, right parts of the composite structure are made telescopic, the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the end x directed to the horizontal lateral branch rod of the upper part of the composite structure and the horizontal rod of the left part of the composite structure to the left, to the right on the horizontal part of the L-shaped rod of the right component and to the right of the composite part to the vertical part of the L-shaped rod, and the lower and upper parts of the vertical rod of the upper part of the composite structure - down, while the inclined platform of the articulated-movable support, the horizontal rod guide of the second sliding the joints and the vertical platform of the horizontal weightless rod are movable along the corresponding vertical guide, respectively, of the articulated-movable support, the second sliding joint and the horizontal weightless rod, and the vertical guide of the articulated-movable support, the vertical guide of the second sliding joint and the vertical guide of the horizontal weightless bar made with the possibility of movement along the corresponding horizontal guide , Respectively, pivotally-movable support, and a second horizontal sliding compound weightless rod, and rigid fastening.

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.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.

На фиг.представлена схема составной конструкции.Fig. Presents a diagram of a composite structure.

Составная конструкция с приложенными к ней внешними силами и моментами состоит из верхней ABD, левой CD и правой DE частей, связанных между собой первым скользящим соединением D.The composite structure with external forces and moments applied to it consists of the upper ABD, the left CD and the right DE parts, interconnected by the first sliding joint D.

Верхняя часть составной конструкции состоит из вертикального стержня с горизонтальным боковым ответвлением, направленным в левую сторону. Нижний конец нижней части вертикального стержня жестко связан с горизонтально расположенным первым скользящим соединением D. Верхний конец верхней части вертикального стержня связан с вертикально расположенным вторым скользящим соединением В, имеющим направляющую 1 горизонтального штока 2. Стержень горизонтального бокового ответвления левым концом в точке А связан с шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей наклонной площадке с правым уклоном, направленной под углом 30° к горизонту.The upper part of the composite structure consists of a vertical rod with a horizontal side branch directed to the left side. The lower end of the lower part of the vertical rod is rigidly connected to the horizontally arranged first sliding joint D. The upper end of the upper part of the vertical rod is connected to the vertically located second sliding joint B having a guide 1 of the horizontal rod 2. The horizontal lateral branch rod at the left end A is pivotally connected - a movable support, the rollers of which are located on the corresponding inclined platform with a right slope, directed at an angle of 30 ° to the horizontal.

Левая часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня. Левый конец горизонтального стержня в точке С связан с неподвижным вращательным шарниром.The left side of the composite structure consists of a horizontal bar. The left end of the horizontal rod at point C is connected to a fixed rotary joint.

Правая часть составной конструкции состоит из Г-образного стержня, повернутого на 180° по ходу часовой стрелки. Верхний конец вертикальной части Г-образного стержня в точке Е связан с горизонтальным невесомым стержнем, направленным вправо и расположенным на соответствующей вертикальной площадке.The right side of the composite structure consists of a L-shaped rod rotated 180 ° clockwise. The upper end of the vertical part of the L-shaped rod at point E is connected with a horizontal weightless rod directed to the right and located on the corresponding vertical platform.

Все стержни верхней, левой, правой частей составной конструкции выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения, например, стержень 3 верхней части вертикального стержня верхней части составной конструкции, выполнены с клеммами на концах. Для приведенного примера - клемма 4.All rods of the upper, left, right parts of the composite structure are made telescopic. The outer rods of each telescopic connection, for example, the rod 3 of the upper part of the vertical rod of the upper part of the composite structure, are made with terminals at the ends. For the given example, terminal 4.

Клеммы направлены на стержне горизонтального бокового ответвления верхней части составной конструкции и горизонтальном стержне левой части составной конструкции - влево, на горизонтальной части Г-образного стержня правой части составной конструкции - вправо, а на вертикальной части Г-образного стержня правой части составной конструкции, и нижней и верхней частях вертикального стержня верхней части составной конструкции - вниз.The terminals are directed to the horizontal lateral branch rod of the upper part of the composite structure and the horizontal rod of the left part of the composite structure to the left, to the right on the horizontal part of the L-shaped rod of the right component and to the lower part of the L-shaped rod of the right component and the upper parts of the vertical rod of the upper part of the composite structure - down.

Наклонная площадка 5 шарнирно-подвижной опоры, направляющая 1 горизонтального штока 2 второго скользящего соединения В и вертикальная площадка 6 горизонтального невесомого стержня выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующей вертикальной направляющей (соответственно, 7 - шарнирно-подвижной опоры, 8 - второго скользящего соединения и 9 - горизонтального невесомого стержня).The inclined platform 5 of the articulated-movable support, the guide 1 of the horizontal rod 2 of the second sliding joint B and the vertical platform 6 of the horizontal weightless bar are movable along the corresponding vertical guide (7, respectively, of the articulated movable support, 8 of the second sliding joint and 9 - horizontal weightless rod).

Вертикальная направляющая 7 шарнирно-подвижной опоры, вертикальная направляющая 8 второго скользящего соединения и вертикальная направляющая 9 горизонтального невесомого стержня выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующей горизонтальной направляющей (соответственно, 10 - шарнирно-подвижной опоры, 11 - второго скользящего соединения и 12 - горизонтального невесомого стержня), и жесткого закрепления.The vertical guide 7 of the articulated-movable support, the vertical guide 8 of the second sliding joint and the vertical guide 9 of the horizontal weightless rod are movable along the corresponding horizontal guide (10, respectively, of the articulated movable support, 11 of the second sliding joint and 12 of the horizontal weightless bar ), and hard pin.

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

У прототипа стержни неизменяемых размеров. У предложенной составной конструкции стержни выполнены телескопическими с клеммами на концах.The prototype has fixed size rods. In the proposed composite structure, the rods are made telescopic with terminals at the ends.

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.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.

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.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, ).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, )

Общая методика решения подобных задач приведена в пособии, представленном выше (стр.1, абзац 2).The general methodology for solving such problems is given in the manual presented above (page 1, paragraph 2).

Предлагаемая составная конструкция позволяет, при наличии соответствующих датчиков, экспериментально определять реакции опор и сравнивать результаты теоретических и экспериментальных исследований.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 a fixed rotary hinge, a pivotally movable support, a weightless rod and two sliding joints, consisting of the upper, left and right parts interconnected by the first sliding joint, while the upper part of the composite structure consists of a vertical rod with a horizontal lateral branch directed to the left side, and the lower end of the lower part of the vertical rod is rigidly connected with the horizontally located first sliding joint, the upper end The top part of the vertical rod is connected with a vertically arranged second sliding joint having a horizontal rod guide, and the horizontal lateral branch rod with its left end is connected to a pivotally movable support, the rollers of which are located on the corresponding inclined platform with a right slope directed at an angle of 30 ° to the horizontal , the left part of the composite structure consists of a horizontal rod, and the left end of the horizontal rod is connected with a fixed rotary hinge, the right part l the composite structure consists of a L-shaped rod rotated 180 ° clockwise, and the upper end of the vertical part of the L-shaped rod is connected with a horizontal weightless rod directed to the right and located on the corresponding vertical platform, characterized in that all the rods are upper , the left, right parts of the composite structure are made telescopic, the outer rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed to the horizontal lateral branch rod the upper part of the composite structure and the horizontal rod of the left part of the composite structure - to the left, on the horizontal part of the L-shaped rod of the right part of the composite structure - to the right, and on the vertical part of the L-shaped rod of the right part of the composite structure and the lower and upper parts of the vertical rod of the upper part of the composite structure - downward, while the inclined platform of the articulated-movable support, the guide of the horizontal rod of the second sliding joint and the vertical platform of the horizontal weightless the second rod are made to move along the corresponding vertical guide, respectively, of the articulated-movable support, the second sliding joint and the horizontal weightless rod, and the vertical guide of the articulated-movable support, the vertical guide of the second sliding joint and the vertical guide of the horizontal weightless bar are made to move along the corresponding horizontal guide, respectively, of a pivotally movable support, the second sliding of compounds and the horizontal weightless rod, and rigid fastening.