RU132234U1

RU132234U1 - DEVICE FOR DEMONSTRATION OF DOUBLE BEAM EQUILIBRIUM

Info

Publication number: RU132234U1
Application number: RU2013109468/12U
Authority: RU
Inventors: Иван Алексеевич Несмиянов; Наталья Сергеевна Воробьева
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2013-09-10

Abstract

Устройство для демонстрации равновесия двухопорной балки, содержащее балку, опирающуюся на станину посредством подвижного шарнира, состоящего из двух подшипников качения с одной стороны, а с другой закрепленной в «неподвижном» шарнире, выполненном в виде корпуса с цилиндрической поверхностью, в котором расположены два подшипника качения, закрепленных в шарнирах стрелок, показывающих направление реакций в опорах, зацепов, к которым прикрепляется стрелка, характеризующая направление активной силы, отличающееся тем, что корпус шарнира выполнен в виде полого цилиндра с прорезью, а в местах крепления стрелок, показывающих направление реакции и активной силы, установлены шкалы для измерения углов.A device for demonstrating the equilibrium of a two-support beam, comprising a beam resting on a bed by means of a movable hinge, consisting of two rolling bearings on one side, and on the other fixed in a "fixed" hinge, made in the form of a housing with a cylindrical surface in which two rolling bearings are located fixed in hinges of arrows showing the direction of reactions in the supports, hooks to which an arrow is attached that characterizes the direction of the active force, characterized in that the hinge body in made in the form of a hollow cylinder with a slot, and in the points of attachment of the arrows showing the direction of reaction and active force, scales for measuring angles are installed.

Description

Полезная модель относится к области образования, к средствам обучения в качестве технического средства обучения в ВУЗах, колледжах и других учебных заведениях, где изучается техническая механика.The utility model relates to the field of education, to teaching aids as a technical means of instruction in universities, colleges and other educational institutions where technical mechanics is studied.

Известно устройство для демонстрации равновесия двухопорной балки (Свидетельство на полезную модель RU 86030 МПК G09B 19/00. Устройство для демонстрации равновесия двух опорной балки. Несмиянов И.А., Хавронина В.Н., Хавронин В.П. Опубл. 20.08.2009.), содержащая жесткую балку, опирающуюся на станину посредством подвижного шарнира с одной стороны, а с другой стороны закрепленную в шарнире, выполненном в виде корпуса с цилиндрической поверхностью, в котором расположено два подшипника качения. На обоих шарнирах закреплены стрелки, показывающие направление реакций в опорах, на балке имеются зацепы, к которым прикрепляется стрелка, характеризующая направление активной силы.A device for demonstrating the equilibrium of a two-support beam (Certificate for utility model RU 86030 IPC G09B 19/00. A device for demonstrating the equilibrium of two support beams. Nesmiyanov IA, Havronina VN, Khavronin VP Publ. 20.08.2009 .) containing a rigid beam resting on the bed by means of a movable hinge on the one hand, and on the other hand fixed in a hinge made in the form of a housing with a cylindrical surface in which two rolling bearings are located. On both hinges, arrows are fixed that show the direction of reactions in the supports; there are hooks on the beam to which an arrow is attached that characterizes the direction of the active force.

Причинам, препятствующим достижению указанного технического результата является то, что устройство неработоспособно при направлении активной силы вверх и вправо, а также отсутствует возможность замера углов наклона реакции и силы к балке.The reasons that impede the achievement of the specified technical result is that the device is inoperative when the active force is directed up and to the right, and there is also no possibility of measuring the reaction angle and force to the beam.

Задача, на решение которой направлена полезная модель -повышение наглядности и расширение демонстрационных возможностей.The task the utility model is aimed at is to increase visibility and expand demonstration capabilities.

Технический результат - расширение демонстрационных возможностей и возможность применения интерактивных технологий обучения.The technical result is the expansion of demonstration capabilities and the possibility of using interactive learning technologies.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для демонстрации равновесия двухопорной балки, содержащем балку опирающуюся на станину посредством подвижного шарнира, состоящего из двух подшипников качения с одной стороны, а с другой закрепленной в «неподвижном» шарнире, выполненном в виде корпуса с цилиндрической поверхностью, в котором расположены два подшипника качения, закрепленных в шарнирах стрелок, показывающих направление реакций в опорах, зацепов, к которым прикрепляется стрелка, характеризующая направление активной силы, корпус шарнира выполнен в виде полого цилиндра с прорезью, а в местах крепления стрелок, показывающих направление реакции и активной силы установлены шкалы для измерения углов.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for demonstrating the equilibrium of a two-support beam, containing the beam resting on the bed by means of a movable hinge, consisting of two rolling bearings on one side, and on the other fixed in a "fixed" hinge, made in the form of a body with a cylindrical surface , in which two rolling bearings are located, fixed in hinges of arrows, showing the direction of reactions in bearings, hooks, to which an arrow is attached, characterizing e active force of the hinge housing is formed as a hollow cylinder with a slot, and in the field of fastening arrows showing the direction of the active force response and set the scale for measuring angles.

На фиг.1 изображено устройство для демонстрации равновесия двухопорной балки, на фиг.2 - виды и разрезы.In Fig.1 shows a device for demonstrating the equilibrium of a double-beam, in Fig.2 - views and sections.

Устройство состоит из станины 1 (фиг.1), в которой выполнена прорезь 2 и канавка 3. На станину опирается жесткая балка 4 с одной стороны посредством подвижного шарнира 5, состоящего из двух пар подшипников качения 6, 7. Причем, к шарниру 5 прикреплена двухсторонняя стрелка 8, показывающая возможное направление реакции в этом шарнире. С другой стороны балка 4 закреплена на станине в неподвижный шарнир 9 (теоретически). На самом деле для получения эффекта изменения направления полной реакции в неподвижном цилиндрическом шарнире его конструкция видоизменена и состоит из корпуса в виде полого цилиндра 10, в которой шарнир 9 имеет возможность совершать движение по дуге посредством пар подшипников 11 и 12. К шарниру 9 прикреплена стрелка 13, которая показывает направление реакции в этом шарнире. На балке 4 имеются зацепы 14, 15, 16, к которым прикрепляется стрелка 17, характеризующая направление активной силы, приложенной к балке. В корпусе 10 цилиндрического шарнира выполнена прорезь 18 (фиг.2), в которой свободно проходит балка 4, к станине 1 прикреплена планка 19, удерживающая пары подшипников 6 и 7 от смещения подвижного шарнира 5 вверх. На балке 4 в месте крепления шарнира 9 и месте зацепа активной силы 17 установлены шкалы для измерения углов 20 и 21 соответственно.The device consists of a frame 1 (Fig. 1), in which a slot 2 and a groove 3 are made. A rigid beam 4 is supported on the frame on one side by means of a movable hinge 5, consisting of two pairs of rolling bearings 6, 7. Moreover, it is attached to the hinge 5 two-way arrow 8, showing the possible direction of reaction in this hinge. On the other hand, the beam 4 is fixed on the bed in a fixed hinge 9 (theoretically). In fact, to obtain the effect of changing the direction of the complete reaction in a fixed cylindrical hinge, its design is modified and consists of a body in the form of a hollow cylinder 10, in which the hinge 9 has the ability to move in an arc through pairs of bearings 11 and 12. An arrow 13 is attached to the hinge 9 which shows the direction of the reaction in this hinge. On the beam 4 there are hooks 14, 15, 16, to which an arrow 17 is attached, characterizing the direction of the active force applied to the beam. A slot 18 is made in the housing 10 of the cylindrical hinge (FIG. 2), in which the beam 4 passes freely, a strap 19 is attached to the frame 1, which holds the pairs of bearings 6 and 7 from moving the movable hinge 5 upward. On the beam 4 in the place of attachment of the hinge 9 and the hook of the active force 17 installed scale for measuring angles 20 and 21, respectively.

Устройство работает следующим образом. Для демонстрации теоремы достаточно повесить стрелку 17 к любому из зацепов 14, 15 или 16 и потянуть ее в любом направлении под небольшим углом, который можно фиксировать по шкале 21. Стрелка 8 всегда будет вертикальна, направление же реакции, вверх или вниз, будет зависит от того, куда направлена активная сила 17 - вниз или вверх соответственно, стрелка 13 направиться в точку пересечения линий, по которым направлены стрелки 8 и 17. Угол наклона стрелки 13 к балке фиксируется по шкале измерения углов 20. На основании данных углов со шкал 20 и 21, направления стрелок 17 и 13, а также при заданной величине силы 17 учащиеся строят силовой треугольник, из которого однозначно определяется направление реакции в шарнире 5 - вверх или вниз. Для большей точности демонстрации и наглядности стрелки 8, 13, 17 должны быть как можно длиннее. Для повышения точности измерений ось шарнира 9 должна проходить через геометрический центр цилиндрического корпуса 10, а при демонстрации шарниры 5 и 9 должны быть тщательно смазаны.The device operates as follows. To demonstrate the theorem, it is enough to hang the arrow 17 to any of the hooks 14, 15 or 16 and pull it in any direction at a small angle, which can be fixed on a scale 21. Arrow 8 will always be vertical, the direction of the reaction, up or down, will depend on of where the active force 17 is directed — down or up, respectively, arrow 13 is directed to the intersection of the lines along which arrows 8 and 17 are directed. The angle of inclination of arrow 13 to the beam is fixed on the angle measurement scale 20. Based on these angles from scales 20 and 21, directions shooter 17 and 13, as well as for a given value of force 17, students build a power triangle, from which the direction of reaction in the hinge 5 is uniquely determined - up or down. For greater accuracy of demonstration and visibility arrows 8, 13, 17 should be as long as possible. To increase the accuracy of measurements, the axis of the hinge 9 must pass through the geometric center of the cylindrical body 10, and during the demonstration, the hinges 5 and 9 must be carefully lubricated.

Применение такого демонстрационного устройства в качестве наглядного пособия на занятиях по теоретической механике при интерактивных способах обучения будет способствовать лучшему усвоению материала студентами.The use of such a demonstration device as a visual aid in classes in theoretical mechanics with interactive teaching methods will contribute to a better assimilation of material by students.

Claims

A device for demonstrating the equilibrium of a two-support beam, containing a beam resting on a bed by means of a movable hinge, consisting of two rolling bearings on one side, and on the other fixed in a "fixed" hinge, made in the form of a housing with a cylindrical surface in which two rolling bearings are located fixed in hinges of arrows showing the direction of reactions in the supports, hooks to which an arrow is attached that characterizes the direction of the active force, characterized in that the hinge body in made in the form of a hollow cylinder with a slot, and in the points of attachment of the arrows showing the direction of reaction and active force, scales for measuring angles are installed.