RU145859U1

RU145859U1 - COMPOSITION WITH TWO UPPER HINGE-MOVABLE BRACKETS AND LOWER FIXED ROTARY HINGE

Info

Publication number: RU145859U1
Application number: RU2014109147/12U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Маркин; Олег Юрьевич Маркин
Priority date: 2014-03-11
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2014-09-27

Abstract

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике, выполненное в виде составной конструкции с двумя верхними шарнирно-подвижными опорами и нижним неподвижным вращательным шарниром, состоящей из верхней и нижней частей, связанных между собой вращательным шарниром, при этом верхняя часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, разделенного на два участка, с шарнирно-подвижными опорами по концам, катки левой опоры расположены на наклонной площадке с правым уклоном, катки правой опоры расположены на горизонтальной площадке, левый участок горизонтального стержня меньше правого участка, а точка раздела стержня шарнирно связана с вертикальным стержнем нижней части составной конструкции, нижний конец вертикального стержня связан с неподвижным вращательным шарниром, основание которого расположено на горизонтальной площадке, отличающееся тем, что все участки стержней верхней и нижней частей составной конструкции выполнены телескопическими, при этом внешние стержни всех телескопических соединений снабжены клеммами на концах, направленными па горизонтальных участках стержней влево, на вертикальном стержне - вниз, причем наклонная площадка, на которой расположены катки левой шарнирно-подвижной опоры, выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей и жесткого закрепления к ней, горизонтальная площадка, которая является основанием неподвижного вращательного шарнира, выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей и жесткого закрепления к ней, а вертикальная направляющая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонA device for laboratory research in theoretical mechanics, made in the form of a composite structure with two upper pivotally movable bearings and a lower fixed rotary hinge, consisting of upper and lower parts interconnected by a rotational hinge, while the upper part of the composite structure consists of a horizontal rod, divided into two sections, with pivotally movable bearings at the ends, the rollers of the left support are located on an inclined platform with a right slope, the rollers of the right support are located on the isontal platform, the left section of the horizontal rod is smaller than the right section, and the section point of the rod is pivotally connected to the vertical rod of the lower part of the composite structure, the lower end of the vertical rod is connected to a fixed rotary hinge, the base of which is located on a horizontal platform, characterized in that all sections of the rods of the upper and the lower parts of the composite structure are made telescopic, while the outer rods of all telescopic joints are equipped with terminals at the ends parallel to the horizontal sections of the rods to the left, on the vertical rod - downward, and the inclined platform, on which the rollers of the left hinged-movable support are located, can be moved along the horizontal guide and rigidly fixed to it, the horizontal platform, which is the base of the fixed rotary hinge, configured to move along a vertical rail and rigidly attached thereto, and a vertical guide made to move along a horizon

Description

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

Известно устройство для лабораторных исследований по теоретической механике, выполненное в виде составной конструкции 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. 260, рис. 177, вар. 18), состоящей из верхней и нижней частей, связанных между собой вращательным шарниром, верхняя часть состоит из горизонтального стержня, разделенного на два участка, с шарнирно-подвижными опорами по концам, катки левой опоры расположены на наклонной площадке с правым уклоном, катки правой опоры расположены на горизонтальной площадке, левый участок горизонтального стержня меньше правого участка, а точка раздела стержня шарнирно связана с вертикальным стержнем нижней части конструкции, нижний конец вертикального стержня связан с неподвижным вращательным шарниром, основание которого расположено на горизонтальной площадке.A device for laboratory research in theoretical mechanics, made in the form of a composite structure with external forces and moments applied to it (Collection of tasks for term papers in theoretical mechanics: A manual for technical universities. - 7th ed., Revised. - M. : Integral-Press, 2001, p. 260, fig. 177, version 18), consisting of upper and lower parts interconnected by a rotary hinge, the upper part consists of a horizontal rod, divided into two sections, with pivotally movable supports at the ends to the left support legs are located on an inclined platform with a right slope, the right support rollers are located on a horizontal platform, the left section of the horizontal rod is smaller than the right section, and the section point of the rod is pivotally connected to the vertical rod of the lower part of the structure, the lower end of the vertical rod is connected to a fixed rotary hinge, the base of which is located on a horizontal platform.

Основной недостаток известной составной конструкции устройства для лабораторных исследований но теоретической механике 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 design of the device for laboratory research but in theoretical mechanics 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 устройства для лабораторных исследований по теоретической механике можно было изменять их длину и обеспечить обучающимся проведение учебных исследований.The problem, which the utility model is aimed at, is that in the rods of the composite design of the device for laboratory research in theoretical mechanics, it is possible to change their length and provide students with educational research.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для лабораторных исследований по теоретической механике, выполненном в виде составной конструкции с двумя верхними шарнирно-подвижными опорами и нижним неподвижным вращательным шарниром, состоящей из верхней и нижней частей, связанных между собой вращательным шарниром, при этом верхняя часть составной конструкции состоит из горизонтального стержня, разделенного на два участка, с шарнирно-подвижными опорами по концам, катки левой опоры расположены на наклонной площадке с правым уклоном, катки правой опоры расположены на горизонтальной площадке, левый участок горизонтального стержня меньше правого участка, а точка раздела стержня шарнирно связана с вертикальным стержнем нижней части составной конструкции, нижний конец вертикального стержня связан с неподвижным вращательным шарниром, основание которого расположено на горизонтальной площадке, согласно нашему предложению, все участки стержней верхней и нижней частей составной конструкции выполнены телескопическими, при этом внешние стержни всех телескопических соединений снабжены клеммами на концах, направленными на горизонтальных участках стержней влево, на вертикальном стержне - вниз, причем наклонная площадка, на которой расположены катки левой шарнирно-подвижной опоры, выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей и жесткого закрепления к ней, горизонтальная площадка, которая является основанием неподвижного вращательного шарнира выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей и жесткого закрепления к ней, а вертикальная направляющая выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей станины и жесткого закрепления к ней.The technical result is achieved in that in a device for laboratory research in theoretical mechanics, made in the form of a composite structure with two upper articulated-movable bearings and a lower fixed rotary joint, consisting of upper and lower parts interconnected by a rotary joint, while the upper part the composite structure consists of a horizontal rod, divided into two sections, with pivotally-movable bearings at the ends, the rollers of the left support are located on an inclined platform with the right a clone, the rollers of the right support are located on a horizontal platform, the left section of the horizontal rod is smaller than the right section, and the section point of the rod is pivotally connected to the vertical rod of the lower part of the composite structure, the lower end of the vertical rod is connected to a fixed rotary hinge, the base of which is located on the horizontal platform, according to to our proposal, all sections of the rods of the upper and lower parts of the composite structure are made telescopic, while the outer rods of all telescopic their connections are equipped with terminals at the ends, directed to the horizontal sections of the rods to the left, on the vertical rod - down, and the inclined platform, on which the rollers of the left pivotally movable support are located, is made with the possibility of movement along the horizontal guide and rigidly fixed to it, a horizontal platform, which is the base of the fixed rotary hinge made with the possibility of movement along the vertical guide and rigidly attached to it, and the vertical guide made with the ability to move along the horizontal guide of the frame and rigidly attached to it.

Такое исполнение составной конструкции устройства для лабораторных исследований по теоретической механике 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 как теоретически, так и экспериментально.Such a performance of the composite design of the device for laboratory research in theoretical mechanics 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 both theoretically and experimentally.

На фиг. представлена схема составной конструкции устройства для лабораторных исследований по теоретической механике.In FIG. A diagram of the composite design of a device for laboratory research in theoretical mechanics is presented.

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике выполнено в виде составной конструкции с двумя верхними шарнирно-подвижными опорами и нижним неподвижным вращательным шарниром, состоящей из верхней и нижней частей, связанных между собой вращательным шарниром.A device for laboratory research in theoretical mechanics is made in the form of a composite structure with two upper pivotally movable bearings and a lower fixed rotary hinge, consisting of upper and lower parts interconnected by a rotary hinge.

Верхняя часть состоит из горизонтального стержня ADB, разделенного на два участка AD и DB, с шарнирно-подвижными опорами A и B по концам. Катки левой опоры A расположены на наклонной площадке с правым уклоном. Катки правой опоры B расположены на горизонтальной площадке. Левый участок горизонтального стержня меньше правого участка. Точка D раздела стержня шарнирно связана с вертикальным стержнем CD нижней части конструкции. Нижний конец вертикального стержня связан с неподвижным вращательным шарниром C, основание которого расположено на горизонтальной площадке. Все участки стержней верхней и нижней частей конструкции выполнены телескопическими. При этом внешние стержни всех телескопических соединений снабжены клеммами на концах, направленными на горизонтальных участках стержней влево, на вертикальном стержне - вниз. Например, левый участок AD горизонтального стержня верхней части конструкции имеет внешний стержень 1 и клемму 2, направленную влево. Наклонная площадка, на которой расположены катки левой шарнирно-подвижной опоры A, выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей 3 и жесткого закрепления к ней в нужном положении. Горизонтальная площадка, которая является основанием неподвижного вращательного шарнира C выполнена с возможностью перемещения вдоль вертикальной направляющей 4 и жесткого закрепления к ней в нужном положении. Вертикальная направляющая 4 выполнена с возможностью перемещения вдоль горизонтальной направляющей 5 станины и жесткого закрепления к ней в нужном положенииThe upper part consists of a horizontal rod ADB, divided into two sections AD and DB, with pivotally-movable supports A and B at the ends. The rollers of the left support A are located on an inclined platform with a right slope. The rollers of the right support B are located on a horizontal platform. The left portion of the horizontal bar is smaller than the right portion. The point D of the section of the rod is pivotally connected to the vertical rod CD of the lower part of the structure. The lower end of the vertical rod is connected with a fixed rotary joint C, the base of which is located on a horizontal platform. All sections of the rods of the upper and lower parts of the structure are made telescopic. In this case, the outer rods of all telescopic joints are equipped with terminals at the ends directed to the left in the horizontal sections of the rods and downwards on the vertical rod. For example, the left portion AD of the horizontal rod of the upper part of the structure has an outer rod 1 and a terminal 2 directed to the left. The inclined platform, on which the rollers of the left pivotally movable support A are located, are arranged to move along the horizontal guide 3 and be rigidly fixed to it in the desired position. The horizontal platform, which is the base of the fixed rotary hinge C, is arranged to be moved along the vertical rail 4 and rigidly fixed to it in the desired position. The vertical guide 4 is arranged to move along the horizontal guide 5 of the bed and rigidly fasten to it in the desired position

Устройство для лабораторных исследований по теоретической механике работает следующим образом.A device for laboratory research in theoretical mechanics works as follows.

Силы, приложенные к составной конструкции устройства для лабораторных исследований по теоретической механике, образуют плоскую произвольную систему сил, находящуюся в равновесии. Для определения реакций опор (связей) и сил взаимодействия левой и правой частей конструкции используют, например, первую форму условий равновесия такой системы сил. 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 (∑F_kx=0, ∑F_ky=0, ).The forces applied to the composite structure of the device for laboratory research in theoretical mechanics form a plane arbitrary system of forces in equilibrium. To determine the reactions of supports (bonds) and the forces of interaction between the left and right parts of the structure, for example, the first form of the equilibrium conditions of such a system of forces is used. 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 with respect to any center lying in the same plane must be equal to zero (∑F _kx = 0 , ∑F _ky = 0, )

Если вычислять реакции опор и силы взаимодействия двух частей составной конструкции при постоянных размерах стержней прототипа, то получают их значения постоянными. В предложенной составной конструкции все части стержней выполнены телескопическими с клеммами на концах, но при сохранении действующих сил и моментов первые два условия равновесия при разных размерах стержней (∑F_kx=0, ∑F_ky=0) будут давать в обоих случаях один и тот же результат.If we calculate the reactions of the supports and the forces of interaction of the two parts of the composite structure with constant sizes of the rods of the prototype, we get their values constant. In the proposed composite structure, all parts of the rods are telescopic with terminals at the ends, but if the acting forces and moments are preserved, the first two equilibrium conditions for different sizes of the rods (∑F _kx = 0, ∑F _ky = 0) will give one and the same same result.

И только третье условие равновесия () при изменении длины стержней ступенчато и закреплении их с помощью клемм позволяет находить зависимости реакций опор и сил взаимодействия двух частей (ADB и DC) от размеров стержней. Если увеличивать длину телескопического соединения, например, расположенного правее точки A, то будет увеличиваться расстояние от точки приложения силы P₁ до шарнира A. Следовательно, можно решать задачу о зависимости величин реакций опор от изменения расстояния от точки приложения силы P₁ до точки A. При изменении размера стержня DC будет изменяться размер плеча силы P₂ относительно и точки C, относительно которой при решении задачи следует составлять уравнение равновесия моментов сил, приложенных ко всей конструкции (). Увеличение размеров плеч сил будет наблюдаться и при изменении размеров остальных телескопических соединений. Следовательно, перед студентами (обучающимися) можно ставить несколько учебно-исследовательских задач. Конструкция позволяет при наличии соответствующих датчиков определять реакции опор и экспериментально, сравнивая результаты теоретических и экспериментальных исследований.And only the third equilibrium condition ( ) when changing the length of the rods stepwise and fixing them using the terminals allows you to find the dependence of the reactions of the supports and the forces of interaction of the two parts (ADB and DC) on the size of the rods. If we increase the length of the telescopic connection, for example, disposed right of the point A, will increase the distance from the point of application of force P ₁ to the joint A. Therefore, it is possible to solve the problem of the dependence of the reaction on the supports of varying the distance from the force application point P ₁ to point A. When changing the size of the DC rod, the size of the shoulder of the force P ₂ will change with respect to the point C, with respect to which, when solving the problem, one should draw up the equation of equilibrium of the moments of forces applied to the whole structure ( ) An increase in the size of the shoulder forces will also be observed with a change in the size of the remaining telescopic joints. Therefore, students (students) can set several educational and research tasks. The design allows, in the presence of appropriate sensors, to determine the reactions of supports and experimentally, comparing the results of theoretical and experimental studies.

Таким образом, задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена. Предложенная составная конструкция устройства для лабораторных исследований по теоретической механике позволяет изменять размеры стержней и организовывать учебно-исследовательскую работу студентов младших курсов (1-го и 2-го), значительно улучшая их инженерную подготовку.Thus, the task posed to the utility model is fully completed. The proposed composite design of the device for laboratory research in theoretical mechanics allows you to change the size of the rods and organize the educational and research work of junior students (1st and 2nd), significantly improving their engineering training.

Claims

A device for laboratory research in theoretical mechanics, made in the form of a composite structure with two upper pivotally movable bearings and a lower fixed rotary hinge, consisting of upper and lower parts interconnected by a rotational hinge, while the upper part of the composite structure consists of a horizontal rod, divided into two sections, with pivotally movable bearings at the ends, the rollers of the left support are located on an inclined platform with a right slope, the rollers of the right support are located on the isontal platform, the left portion of the horizontal rod is smaller than the right portion, and the point of the rod is pivotally connected to the vertical rod of the lower part of the composite structure, the lower end of the vertical rod is connected to a fixed rotary hinge, the base of which is located on a horizontal platform, characterized in that all sections of the rods and the lower parts of the composite structure are made telescopic, while the outer rods of all telescopic joints are equipped with terminals at the ends parallel to the horizontal sections of the rods to the left, on the vertical rod - downward, and the inclined platform, on which the rollers of the left hinged-movable support are located, can be moved along the horizontal guide and rigidly fixed to it, the horizontal platform, which is the base of the fixed rotary hinge, configured to move along a vertical rail and rigidly attached thereto, and a vertical guide made to move along a horizon steel guide frame and rigid fastening to it.