RU124800U1

RU124800U1 - COMPONENT DESIGN OF THE DEVICE WITH TWO HINGE-MOVABLE BRACKETS, THREE WEIGHTLESS RODS AND SLIDING CONNECTION

Info

Publication number: RU124800U1
Application number: RU2012126325/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин; Фаризат Хасановна Жангоразова; Руслан Ринатович Рахматуллин; Рамис Акдясович Зиганшин; Ксения Александровна Степанова
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2013-02-10

Abstract

Составная конструкция устройства с двумя шарнирно-подвижными опорами, тремя невесомыми стержнями и скользящим соединением, состоящая из верхней, левой нижней и правой нижней частей, связанных между собой скользящим соединением, при этом верхняя часть составной конструкции состоит из Т-образного стержня, причем левый конец левой горизонтальной части Т-образного стержня связан с первым невесомым стержнем, выполненным горизонтальным, направленным влево и размещенным на соответствующей вертикальной площадке, и с вторым невесомым стержнем, направленным вниз и размещенным на соответствующей горизонтальной площадке, правый конец правой горизонтальной части Т-образного стержня связан с третьим невесомым стержнем, направленным вниз и размещенным на соответствующей горизонтальной площадке, а нижний конец вертикальной части Т-образного стержня имеет горизонтальное скользящее соединение с направляющей скольжения, левая нижняя часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, причем левый конец горизонтального стержня связан с первой шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей вертикальной площадке, а правая нижняя часть составной конструкции также состоит из горизонтального стержня, причем правый конец горизонтального стержня связан с второй шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей вертикальной площадке, правый и левый концы горизонтальных стержней соответственно левой нижней и правой нижней частей составной конструкции введены в направляющую скольжения скользящего соединения, отличающаяся тем, что все стержни верхней, левThe composite structure of the device with two pivotally movable bearings, three weightless rods and a sliding connection, consisting of upper, left lower and right lower parts interconnected by a sliding connection, while the upper part of the composite structure consists of a T-shaped rod, with the left end the left horizontal part of the T-shaped rod is connected with the first weightless rod made horizontal, directed to the left and placed on the corresponding vertical platform, and with the second weightless rod m, directed downward and placed on the corresponding horizontal platform, the right end of the right horizontal part of the T-shaped rod is connected with a third weightless rod directed downward and placed on the corresponding horizontal platform, and the lower end of the vertical part of the T-shaped rod has a horizontal sliding connection with the guide sliding, the lower left part of the composite structure consists of a horizontal rod, and the left end of the horizontal rod is connected with the first pivotally movable support a swarm whose rollers are located on the corresponding vertical platform, and the lower right part of the composite structure also consists of a horizontal rod, the right end of the horizontal rod being connected to the second pivotally movable support, the rollers of which are located on the corresponding vertical platform, the right and left ends of the horizontal rods, respectively the lower left and lower right parts of the composite structure are inserted into the sliding guide of the sliding joint, characterized in that all the rods of the upper, left

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 двумя шарнирно-подвижными опорами, тремя невесомыми стержнями и скользящим соединением, состоящая из верхней, левой нижней и правой нижней частей, связанных между собой скользящим соединением, при этом верхняя часть составной конструкции состоит из Т-образного стержня, причем левый конец левой горизонтальной части Т-образного связан с первым невесомым стержнем, размещенным на соответствующей вертикальной площадке, и с вторым невесомым стержнем, направленным вниз и размещенным на соответствующей горизонтальной площадке, правый конец правой горизонтальной части Т-образного стержня связан с третьим невесомым стержнем, направленным вниз и размещенным на соответствующей горизонтальной площадке, а нижний конец вертикальной части Т-образного стержня имеет горизонтальное скользящее соединение с направляющей скольжения, левая нижняя часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, причем левый конец горизонтального стержня связан с первой шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей вертикальной площадке, а правая нижняя часть составной конструкции также состоит из горизонтального стержня, причем правый конец указанного горизонтального стержня связан с второй шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей вертикальной площадке, правый и левый концы горизонтальных стержней, соответственно левой нижней и правой нижней частей составной конструкции, введены в направляющую скольжения 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.17).Known composite structure of the device with two pivotally movable bearings, three weightless rods and a sliding connection, consisting of upper, left lower and right lower parts interconnected by a sliding connection, while the upper part of the composite structure consists of a T-shaped rod, and the left the end of the left horizontal part of the T-shaped is connected with the first weightless rod placed on the corresponding vertical platform, and with the second weightless rod directed downward and placed on the corresponding horizontal platform, the right end of the right horizontal part of the T-shaped rod is connected with a third weightless rod directed downward and placed on the corresponding horizontal platform, and the lower end of the vertical part of the T-shaped rod has a horizontal sliding connection with the sliding guide, the lower left part of the composite structure consists of a horizontal rod, with the left end of the horizontal rod connected to the first pivotally-movable support, the rollers of which are located on the corresponding th vertical platform, and the lower right part of the composite structure also consists of a horizontal rod, and the right end of the specified horizontal rod is connected to the second pivotally movable support, the rollers of which are located on the corresponding vertical platform, the right and left ends of the horizontal rods, respectively, the lower left and right of the lower parts of the composite structure, introduced into the sliding guide of the sliding joint (Collection of tasks for term papers in theoretical mechanics: a Training manual for technical universities. - 7th ed., Revised. - M .: Integral-Press, 2001, p. 29, fig. 25, var. 17).

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 двумя шарнирно-подвижными опорами, тремя невесомыми стержнями и скользящим соединением, состоящей из верхней, левой нижней и правой нижней частей, связанных между собой скользящим соединением, при этом верхняя часть составной конструкции состоит из Т-образного стержня, причем левый конец левой горизонтальной части Т-образного стержня связан с первым невесомым стержнем, выполненным горизонтальным, направленным влево и размещенным на соответствующей вертикальной площадке, и с вторым невесомым стержнем, направленным вниз и размещенным на соответствующей горизонтальной площадке, правый конец правой горизонтальной части Т-образного стержня связан с третьим невесомым стержнем, направленным вниз и размещенным на соответствующей горизонтальной площадке, а нижний конец вертикальной части Т-образного стержня имеет горизонтальное скользящее соединение с направляющей скольжения, левая нижняя часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, причем левый конец горизонтального стержня связан с первой шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей вертикальной площадке, а правая нижняя часть составной конструкции также состоит из горизонтального стержня, причем правый конец указанного горизонтального стержня связан с второй шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей вертикальной площадке, правый и левый концы горизонтальных стержней, соответственно левой нижней и правой нижней частей составной конструкции, введены в направляющую скольжения скользящего соединения, согласно заявляемой полезной модели, все стержни верхней, левой нижней и правой нижней частей составной конструкции выполнены телескопическими, наружные стержни каждого телескопического соединения выполнены с клеммами на концах, направленными на левой и правой горизонтальных частях Т-образного стержня и на горизонтальном стержне правой нижней части составной конструкции - вправо, на горизонтальном стержне левой нижней части составной конструкции - влево, а на вертикальной части Т-образного стержня - вверх, при этом вертикальная площадка первого невесомого стержня, горизонтальная площадка второго невесомого стержня и горизонтальная площадка третьего невесомого стержня выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующей горизонтальной направляющей, и жесткого закрепления, вертикальная площадка первой шарнирно-подвижной опоры и вертикальная площадка второй шарнирно-подвижной опоры выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующей вертикально направляющей, и жесткого закрепления, а вертикальная направляющая первой шарнирно-подвижной опоры и вертикальная направляющая второй шарнирно-подвижной опоры выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующей горизонтальной направляющей, и жесткого закрепления.The technical result is achieved by the fact that in the composite structure of the device with two pivotally movable supports, three weightless rods and a sliding connection, consisting of upper, left lower and right lower parts connected by a sliding connection, while the upper part of the composite structure consists of T -shaped rod, and the left end of the left horizontal part of the T-shaped rod is connected with the first weightless rod, made horizontal, directed to the left and placed on the corresponding vertical the ground platform, and with the second weightless rod pointing down and placed on the corresponding horizontal platform, the right end of the right horizontal part of the T-shaped rod is connected with the third weightless rod directed down and placed on the corresponding horizontal platform, and the lower end of the vertical part of the T-shaped the rod has a horizontal sliding connection with the sliding guide, the lower left part of the composite structure consists of a horizontal rod, and the left end of the horizontal c the rod is connected to the first articulated-movable support, the rollers of which are located on the corresponding vertical platform, and the lower right part of the composite structure also consists of a horizontal rod, the right end of the specified horizontal rod is connected to the second articulated-movable support, the rollers of which are located on the corresponding vertical platform , the right and left ends of the horizontal rods, respectively, of the lower left and lower right parts of the composite structure, are inserted into the sliding guide of the sliding connections, according to the claimed utility model, all the rods of the upper, lower left and lower 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 left and right horizontal parts of the T-shaped rod and to the horizontal rod of the lower right parts of the composite structure - to the right, on the horizontal rod of the lower left part of the composite structure - to the left, and on the vertical part of the T-shaped rod - up, while The first platform of the weightless rod, the horizontal platform of the second weightless rod and the horizontal platform of the third weightless rod are made to move along the corresponding horizontal guide, and rigidly fixed, the vertical platform of the first articulated-movable support and the vertical platform of the second articulated-movable support are made to move along the corresponding vertical guide, and rigid fastening, and the vertical guide of the first articulated-movable the first support and the vertical guide of the second articulated-movable support are made with the possibility of movement along the corresponding horizontal guide, and rigid fixing.

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 верхней ABD, левой нижней CD и правой нижней DE частей, связанных между собой скользящим соединением D.The composite structure with external forces and moments applied to it consists of the upper ABD, the left lower CD and the lower right DE parts, interconnected by a sliding connection D.

Верхняя часть составной конструкции состоит из Т-образного стержня. Левый конец левой горизонтальной части Т-образного стержня в точке А связан с первым (горизонтальным) невесомым стержнем, направленным влево и размещенным на соответствующей вертикальной площадке, и со вторым (вертикальным) невесомым стержнем, направленным вниз и размещенным на соответствующей горизонтальной площадке. Правый конец правой горизонтальной части Т-образного стержня в точке В связан с третьим невесомым стержнем, направленным вниз и размещенным на соответствующей горизонтальной площадке. Нижний конец вертикальной части Т-образного стержня имеет горизонтальное скользящее соединение D с направляющей скольжения.The upper part of the composite structure consists of a T-shaped rod. The left end of the left horizontal part of the T-shaped rod at point A is connected with the first (horizontal) weightless rod directed to the left and placed on the corresponding vertical platform, and with the second (vertical) weightless rod directed down and placed on the corresponding horizontal platform. The right end of the right horizontal part of the T-shaped rod at point B is connected with a third weightless rod directed downward and placed on the corresponding horizontal platform. The lower end of the vertical part of the T-shaped rod has a horizontal sliding connection D with a sliding guide.

Левая нижняя часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, левый конец которого связан в точке С с первой шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей вертикальной площадке.The lower left part of the composite structure consists of a horizontal rod, the left end of which is connected at point C with the first pivotally movable support, the rollers of which are located on the corresponding vertical platform.

Правая нижняя часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, правый конец которого в точке Е связан с второй шарнирно-подвижной опорой, катки которой расположены на соответствующей вертикальной площадке.The lower right part of the composite structure consists of a horizontal rod, the right end of which at point E is connected to the second articulated-movable support, the rollers of which are located on the corresponding vertical platform.

Правый и левый концы горизонтальных стержней, соответственно левой нижней и правой нижней частей составной конструкции, введены в направляющую скольжения скользящего соединения D.The right and left ends of the horizontal rods, respectively, of the lower left and lower right parts of the composite structure are inserted into the sliding guide of the sliding joint D.

Все стержни верхней, левой нижней и правой нижней частей составной конструкции выполнены телескопическими.All the rods of the upper, lower left and lower right parts of the composite structure are made telescopic.

Наружные стержни каждого телескопического соединения, например, стержень 1 правой горизонтальной части Т-образного стержня, выполнены с клеммами на концах. Для приведенного примера - клемма 2.The outer rods of each telescopic connection, for example, rod 1 of the right horizontal part of the T-shaped rod, are made with terminals at the ends. For the given example, terminal 2.

Клеммы направлены на левой и правой горизонтальных частях Т-образного стержня и на горизонтальном стержне правой нижней части составной конструкции - вправо, на горизонтальном стержне левой нижней части составной конструкции - влево, а на вертикальной части Т-образного стержня - вверх.The terminals are directed on the left and right horizontal parts of the T-shaped rod and on the horizontal rod of the lower right part of the composite structure to the right, on the horizontal rod of the left lower part of the composite structure - to the left, and on the vertical part of the T-shaped rod - up.

Вертикальная площадка 3 первого невесомого стержня, горизонтальная площадка 4 второго невесомого стержня и горизонтальная площадка 5 третьего невесомого стержня выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующей горизонтальной направляющей (соответственно, 6 - первого и второго невесомых стержней, и 7 - третьего невесомого стержня), и жесткого закрепления.The vertical platform 3 of the first weightless rod, the horizontal platform 4 of the second weightless rod and the horizontal platform 5 of the third weightless rod are movable along the corresponding horizontal guide (6, of the first and second weightless rods, and 7 of the third weightless rod, respectively), and rigidly fixed .

Вертикальная площадка 8 первой шарнирно-подвижной опоры и вертикальная площадка 9 второй шарнирно-подвижной опоры выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующей вертикальной направляющей (соответственно, 10 - первой шарнирно-подвижной опоры, и 11 - второй шарнирно-подвижной опоры), и жесткого закрепления.The vertical platform 8 of the first articulated-movable support and the vertical platform 9 of the second articulated-movable support are movable along the corresponding vertical guide (10, of the first articulated-movable support, and 11, of the second articulated-movable support, respectively), and rigidly fixed.

Вертикальная направляющая 10 первой шарнирно-подвижной опоры и вертикальная направляющая 11 второй шарнирно-подвижной опоры выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующей горизонтальной направляющей (соответственно, 12 - первой шарнирно-подвижной опоры, и 13 - второй шарнирно-подвижной опоры), и жесткого закрепления.The vertical guide 10 of the first articulated-movable support and the vertical guide 11 of the second articulated-movable support are arranged to move along the corresponding horizontal guide (12, of the first articulated-movable support, and 13, of the second articulated-movable support, respectively), and rigidly fixed.

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.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.

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.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 varying the lengths of the rods stepwise and each time determining the reactions of the supports and the interaction forces of the parts of the composite structure, it is possible to obtain the dependences of the reactions of the supports and the interaction forces 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 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 the 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 two pivotally movable supports, three weightless rods and a sliding connection, consisting of upper, left lower and right lower parts interconnected by a sliding connection, while the upper part of the composite structure consists of a T-shaped rod, with the left end the left horizontal part of the T-shaped rod is connected with the first weightless rod, made horizontal, directed to the left and placed on the corresponding vertical platform, and with the second weightless rod m directed downward and placed on the corresponding horizontal platform, the right end of the right horizontal part of the T-shaped rod is connected with a third weightless rod directed downward and placed on the corresponding horizontal platform, and the lower end of the vertical part of the T-shaped rod has a horizontal sliding connection with the guide sliding, the lower left part of the composite structure consists of a horizontal rod, and the left end of the horizontal rod is connected with the first pivotally movable support a swarm whose rollers are located on the corresponding vertical platform, and the lower right part of the composite structure also consists of a horizontal rod, the right end of the horizontal rod being connected to the second pivotally movable support, the rollers of which are located on the corresponding vertical platform, the right and left ends of the horizontal rods, respectively the lower left and lower right parts of the composite structure are inserted into the sliding guide of the sliding joint, characterized in that all the rods of the upper, left the lower and right 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 horizontal parts of the T-shaped rod and on the horizontal rod of the lower right part of the composite structure to the right, on the horizontal rod of the lower left parts of the composite structure - to the left, and on the vertical part of the T-shaped rod - up, with the vertical platform of the first weightless rod, the horizontal platform of the second the weightless rod and the horizontal platform of the third weightless rod are made to move along the corresponding horizontal guide and rigid fastening, the vertical platform of the first articulated-movable support and the vertical platform of the second articulated-movable support are movable along the corresponding vertical guide and rigid fixing, and the vertical a guide of the first articulated-movable support and a vertical guide of a second articulated-movable support They can be moved along the corresponding horizontal rail and rigidly fixed.