RU123148U1

RU123148U1 - COMPONENT DESIGN OF THE DEVICE WITH THE FIXED ROTARY HINGE, TWO HINGE-MOVABLE BRACKETS, AN UNDERFLOWABLE ROD AND SLIDING CONNECTION

Info

Publication number: RU123148U1
Application number: RU2012126320/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин; Мохаммед Аль-Музайкер; Алмаз Ильгисович Хатыпов; Раиль Илдарович Гарипов; Раушан Ахметович Сабиров
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2012-12-20

Abstract

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.

Известная составная конструкция состоит из стержней неизменяемых размеров. Это мешает организовать учебно-исследовательскую работу студентам по выявлению зависимостей величин реакций связей и сил взаимодействия частей конструкции от размеров стержней.Known composite design consists of rods of constant size. This makes it difficult for students to organize educational and research work to identify the dependencies of the magnitudes of the reactions of bonds and the forces of interaction of the parts of the structure on the dimensions of the rods.

У предложенной составной конструкции стержни выполнены телескопическими с соответствующими перемещениями опор. Это позволило организовать учебно-исследовательскую работу студентам по выявлению зависимостей величин реакций связей и сил взаимодействия частей конструкции от размеров стержней. 1 ил. In the proposed composite structure, the rods are made telescopic with the corresponding displacements of the supports. This allowed students to organize educational research to identify the dependencies of the magnitude of the reactions of bonds and the forces of interaction of the parts of the structure on the size of the rods. 1 ill.

Description

Известна составная конструкция устройства с неподвижным вращательным шарниром, двумя шарнирно-подвижными опорами, невесомым стержнем и скользящим соединением, состоящая из левой, правой верхней и правой нижней частей, связанных между собой скользящим соединением, при этом левая часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, опирающимся на первую шарнирно-подвижную опору, катки которой расположены на горизонтальной плоскости, причем левый конец левой части горизонтального стержня связан с неподвижным вращательным шарниром, а правый конец правой части горизонтального стержня имеет симметрично и вертикально расположенное скользящее соединение с направляющим пазом, правая верхняя часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, причем верхний конец вертикального стержня связан с невесомым стержнем, размещенным на соответствующей горизонтальной площадке, а нижний конец вертикального стержня - входит в направляющий паз скользящего соединения, правая нижняя часть составной конструкции состоит также из вертикального стержня, причем нижний конец указанного вертикального стержня связан с второй шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей горизонтальной площадке, а его верхний конец входит в направляющий паз скользящего соединения (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.16).A known composite structure of a device with a fixed rotary hinge, two pivotally movable bearings, a weightless rod and a sliding connection, consisting of the left, right upper and right lower parts connected by a sliding connection, while the left part of the composite structure consists of a horizontal rod supported by on the first articulated-movable support, the rollers of which are located on a horizontal plane, and the left end of the left side of the horizontal rod is connected with a fixed rotational and the right end of the right side of the horizontal rod has a symmetrically and vertically located sliding connection with a guide groove, the upper right part of the composite structure consists of a vertical rod, and the upper end of the vertical rod is connected with a weightless rod placed on the corresponding horizontal platform, and the lower end of the vertical rod - is included in the guide groove of the sliding joint, the lower right part of the composite structure also consists of a vertical rod, and neither Nij end of said vertical rod is connected with the second pivotally-movable support, rollers which are located on respective horizontal platform and the upper end part of the guide groove of the sliding compound (Collection of tasks to exchange works on theoretical mechanics: Textbook for technical institutes. - 7th ed., Revised. - M .: Integral-Press, 2001, p. 29, fig. 25, var. 16).

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, двумя шарнирно-подвижными опорами, невесомым стержнем и скользящим соединением, состоящей из левой, правой верхней и правой нижней частей, связанных между собой скользящим соединением, при этом левая часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, опирающегося на первую шарнирно-подвижную опору, катки которой расположены на горизонтальной плоскости, причем левый конец левой части горизонтального стержня связан с неподвижным вращательным шарниром, а правый конец правой части горизонтального стержня имеет симметрично и вертикально расположенное скользящее соединение с направляющим пазом, правая верхняя часть составной конструкции состоит из вертикального стержня, причем верхний конец вертикального стержня связан с невесомым стержнем, размещенным на соответствующей горизонтальной площадке, а нижний конец вертикального стержня - входит в направляющий паз скользящего соединения, правая нижняя часть составной конструкции состоит также из вертикального стержня, причем нижний конец указанного вертикального стержня связан с второй шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей горизонтальной площадке, а его верхний конец входит в направляющий паз скользящего соединения, согласно заявляемой полезной модели, все стержни левой, правой верхней и правой нижней частей составной конструкции выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на левой и правой частях горизонтального стержня вправо, на вертикальном стержне правой верхней части составной конструкции - вверх, а на вертикальном стержне правой нижней части составной конструкции - вниз, при этом горизонтальная площадка невесомого стержня и горизонтальная площадка второй шарнирно-подвижной опоры выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующих вертикальных направляющих невесомого стержня и второй шарнирно-подвижной опоры, и жесткого закрепления, а сами указанные вертикальные направляющие выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующих горизонтальных направляющих невесомого стержня и второй шарнирно-подвижной опоры, и жесткого закрепления.The technical result is achieved by the fact that in the composite structure of the device with a fixed rotary hinge, two pivotally movable bearings, a weightless rod and a sliding joint, consisting of left, right upper and right lower parts interconnected by a sliding joint, while the left part of the composite structure consists of a horizontal rod resting on the first pivotally movable support, the rollers of which are located on a horizontal plane, the left end of the left side of the horizontal rod connected with a fixed rotary hinge, and the right end of the right side of the horizontal rod has a symmetrically and vertically located sliding connection with the guide groove, the upper right part of the composite structure consists of a vertical rod, and the upper end of the vertical rod is connected with a weightless rod placed on the corresponding horizontal platform, and the lower end of the vertical rod - is included in the guide groove of the sliding joint, the lower right part of the composite structure also consists from a vertical rod, and the lower end of the specified vertical rod is connected to the second pivotally movable support, the rollers of which are located on the corresponding horizontal platform, and its upper end enters the guide groove of the sliding joint, according to the claimed utility model, all the rods are left, top and right the lower 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 left and right parts of the horizontal ntal rod to the right, on the vertical rod of the upper right part of the composite structure - up, and on the vertical rod of the right lower part of the composite structure - down, while the horizontal platform of the weightless rod and the horizontal platform of the second articulated-movable support are movable along the corresponding vertical guides of the weightless the rod and the second pivotally movable support, and rigid fastening, and these vertical guides themselves are made with the possibility of moving along l the corresponding horizontal guides of the weightless rod and the second articulated-movable support, 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.In FIG. presents a diagram of a composite structure.

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

Левая часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня. Горизонтальный стержень опирается в точке В па первую шарнирно-подвижную опору, катки которой расположены на горизонтальной плоскости. Левый конец левой части горизонтального стержня связан в точке А с неподвижным вращательным шарниром. Правый конец правой части горизонтального стержня имеет симметрично и вертикально расположенное скользящее соединение с направляющим пазом.The left side of the composite structure consists of a horizontal bar. The horizontal rod rests at point B pa first articulated-movable support, the rollers of which are located on a horizontal plane. The left end of the left side of the horizontal rod is connected at point A with a fixed rotary hinge. The right end of the right side of the horizontal rod has a symmetrically and vertically located sliding connection with a guide groove.

Правая верхняя часть составной конструкции состоит из вертикального стержня. Верхний конец вертикального стержня в точке Е связан с вертикальным невесомым стержнем, размещенным на соответствующей горизонтальной площадке, а нижний конец вертикального стержня - входит в направляющий паз скользящего соединения.The upper right part of the composite structure consists of a vertical rod. The upper end of the vertical rod at point E is connected with a vertical weightless rod placed on the corresponding horizontal platform, and the lower end of the vertical rod is included in the guide groove of the sliding joint.

Правая нижняя часть составной конструкции состоит также из вертикального стержня. Нижний конец указанного вертикального стержня связан с второй шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей горизонтальной площадке. Верхний конец вертикального стержня входит в направляющий паз скользящего соединения.The lower right part of the composite structure also consists of a vertical rod. The lower end of the specified vertical rod is connected with the second articulated-movable support, the rollers of which are located on the corresponding horizontal platform. The upper end of the vertical rod enters the guide groove of the sliding joint.

Все стержни левой, правой верхней и правой нижней частей составной конструкции выполнены телескопическими. Наружные стержни каждого телескопического соединения, например, стержень 1 правой части горизонтального стержня, выполнены с клеммами на концах. Для приведенного примера - клемма 2. Клеммы направлены на левой и правой частях горизонтального стержня вправо, на вертикальном стержне правой верхней части составной конструкции - вверх, а на вертикальном стержне правой нижней части составной конструкции - вниз.All rods of the left, right upper and right lower parts of the composite structure are made telescopic. The outer rods of each telescopic connection, for example, rod 1 of the right side of the horizontal rod, are made with terminals at the ends. For the given example, terminal 2. The terminals are directed to the right on the left and right parts of the horizontal rod, upwards on the vertical rod of the upper right part of the composite structure, and downwards on the vertical rod of the lower right part of the composite structure.

Горизонтальная площадка 3 вертикального невесомого стержня правой верхней части составной конструкции, горизонтальная площадка 4 второй шарнирно-подвижной опоры правой нижней части составной конструкции выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующих вертикальных направляющих 5 и 6 (соответственно, невесомого стержня и второй шарнирно-подвижной опоры), и жесткого закрепления к ним. Сами указанные вертикальные направляющие выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующих горизонтальных направляющих 7 и 8 (соответственно, невесомого стержня и второй шарнирно-подвижной опоры), и жесткого закрепления к ним.The horizontal platform 3 of the vertical weightless rod of the upper right part of the composite structure, the horizontal platform 4 of the second articulated-movable support of the lower right part of the composite structure is movable along the respective vertical guides 5 and 6 (respectively, of the weightless rod and the second articulated-movable support), and hard fastening to them. These vertical guides themselves are made with the possibility of movement along the respective horizontal guides 7 and 8 (respectively, of a weightless rod and a second articulated-movable support), and rigidly fixed to them.

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. 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, ).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.

Claims

The composite structure of the device with a fixed rotary hinge, two pivotally movable bearings, a weightless rod and a sliding joint, consisting of the left, right upper and right lower parts interconnected by a sliding joint, while the left part of the composite structure consists of a horizontal rod resting on the first articulated-movable support, the rollers of which are located on a horizontal plane, and the left end of the left side of the horizontal rod is connected with a fixed rotary hinge, and the right end of the right side of the horizontal rod has a symmetrically and vertically located sliding connection with the guide groove, the upper right part of the composite structure consists of a vertical rod, and the upper end of the vertical rod is connected with a weightless rod placed on the corresponding horizontal platform, and the lower end of the vertical rod is in the guide groove of the sliding joint, the lower right part of the composite structure also consists of a vertical rod, with the lower horse the specified vertical rod is connected to the second articulated-movable support, the rollers of which are located on the corresponding horizontal platform, and its upper end enters the guide groove of the sliding joint, characterized in that all the rods of the left, right upper and right lower parts of the composite structure are made telescopic, external the rods of each telescopic connection are made with terminals at the ends directed to the left and right parts of the horizontal rod to the right, on the vertical rod of the right parts of the composite structure upward, and on the vertical rod of the lower right part of the composite structure - downward, while the horizontal platform of the weightless rod and the horizontal platform of the second articulated-movable support are movable along the respective vertical guides of the weightless rod and the second articulated-movable support and rigid fastening, and the indicated vertical guides themselves are arranged to move along the corresponding horizontal guides of a weightless rust and second articulated-movable support and rigid fastening.