SU1524086A1

SU1524086A1 - Teaching aid in mechanics

Info

Publication number: SU1524086A1
Application number: SU884384229A
Authority: SU
Inventors: Игорь Владимирович Винник; Георгий Иванович Тохтарь
Original assignee: Харьковский Автомобильно-Дорожный Институт Им.Комсомола Украины
Priority date: 1988-02-23
Filing date: 1988-02-23
Publication date: 1989-11-23

Abstract

Изобретение относитс к учебным пособи м. Прибор может использоватьс в учебном процессе дл проведени лабораторных работ и демонстрации основных теорем плоской статики. Цель изобретени - повышение нагл дности решени задач по определению главного вектора и главного момента сил, приведенных к заданному центру. Прибор содержит модель горизонтально расположенного твердого тела, опирающегос на стальные шарики 2, собранные в сепаратор 3. Это позвол ет телу свободно поворачиватьс и смещатьс относительно плиты 4. Посредством нитей 9, блоков 8, штифтов 11 и грузов 10 к телу прикладываетс исходна система сил, произвольно расположенных в плоскости. Нагружение тела силами, в процессе которого оно фиксируетс стопорными винтами относительно плиты, осуществл етс в соответствии с наложенным на тело бланк-заданием, на котором графически уже определены главный вектор и главный момент заданной системы сил. С целью экспериментальной проверки результатов графического решени к телу прикладываетс уравновешивающие сила и пара сил, равные по модулю найденным значени м соответственно главного момента и главного вектора, снимаетс фиксаци тела и регистрируетс его смещение, свидетельствующее о правильности решени задачи. 3 ил.The invention relates to teaching aids. The device can be used in an educational process for carrying out laboratory work and demonstrating basic theorems of flat statics. The purpose of the invention is to increase the consistency of solving problems of determining the main vector and the main moment of forces reduced to a given center. The device contains a model of a horizontally placed solid supported on steel balls 2 assembled in separator 3. This allows the body to freely rotate and move relative to plate 4. Through threads 9, blocks 8, pins 11 and weights 10, the original force system is applied to the body arbitrarily located in the plane. The body is loaded with forces, during which it is fixed by locking screws relative to the plate, in accordance with a blank task imposed on the body, on which the main vector and the main moment of a given system of forces are already graphically determined. For the purpose of experimentally verifying the results of the graphic solution, a balancing force and a pair of forces are applied to the body, equal in magnitude to the found values of the main moment and the main vector, respectively, the body is removed and its displacement is recorded, indicating the correctness of the problem. 3 il.

Description

Изобретение относитс к учебно- нагл дным пособи м по механике и может быть использовано дл проведени лабораторных работ и демонстрации основных теорем статики плоской системы сил.The invention relates to educational tools in mechanics and can be used for laboratory work and demonstration of the basic theorems of the static of a flat system of forces.

Цель изобретени - повышение нагл дности решени задач по определению главного вектора и главного мо- мента сил, приведенных к заданному центру.The purpose of the invention is to increase the consistency of solving problems in determining the main vector and the main moment of forces reduced to a given center.

На фиг.1 изображена схема прибора на фиг,2 - узел соедошени ; на фиг.З прибор п аксонометрии с нагружающими груза иг.FIG. 1 is a diagram of the device in FIG. 2; a connection unit; on fig.Z device p axonometry with load-load u.

Учебный прибор содержит модель твердого тела, Бьтолненную в виде дика I, Диск посредством стальных шариков 2, собранных в сепараторе 3, опираетс на плиту 4 с закрепленным на ней огратгичител-ьным кольцом 5. Така установка диска позвол ет ему свбодно поворачиватьс относительно . нертикалыюй оси и смецатьс в гори- зонтальной плоскости в любом нлправ- леН1П1 на Bejnnniiiy зазора между диско и ограничительным кольцом, С помощью CTonopicbrx винтов б резьбовых втулок 7, закрепленных па плите 4, дис может быть зафиксирова г по отношению к плите в одном из четырех положеичй (при совпадении меток на ; ; раничительном кольце), В кажг.ог из этих положетшй предусмотренные о диске отверсти дл фиксации располагаютс соосно с резьбовыии втулками, обеспечива тем самым возможность установки стопорных винтов 6,The training device contains a model of a solid body, filled in the form of a wild I, disk by means of steel balls 2 assembled in a separator 3, supported on a plate 4 with a protective ring fixed to it 5. Such installation of the disk allows it to freely rotate relative to. non-vertical axis and connect in a horizontal plane in any direction of the H1P1 on the Bejnnniiiy gap between the disco and the limiting ring. position (if the marks on the;; retaining ring coincide), in each of these, the holes provided for the disc for fixing are located coaxially with the threaded sleeves, thereby ensuring the possibility of installing the locking screws 6,

В состав прибора входит комплект блоков 8, литей 9, грузов 10 и штифтов 11, посредством которых к диску прикладываетс заданна система сил, С этой целью в соответствующие отвер сти , выполненные; в диске дл выбора точек приложени cmi, вставл ютс штифты I1 с закрепленными к ним нит ми 9, Кажда нить перебрасываетс через отдельньш блок 8, стой- ка которого устанавливаетс в одно из отверстий, расположенных по периметру плиты 4, обеспечива заданное направление силы. Величина силы определ етс грузом 10, закрепленнь М к второму концу нити 9, В случае, когда лини действи силы проходит между отверсти м в плите (например , расчетное направление главногоThe device includes a set of blocks 8, casting 9, weights 10 and pins 11, through which a given system of forces is applied to the disk. For this purpose, the corresponding holes are made; In the disk for selecting the points of application cmi, pins I1 are inserted with threads 9 secured to them. Each thread is thrown through a separate block 8, the stand of which is installed in one of the holes located along the perimeter of the plate 4, providing a predetermined direction of force. The magnitude of the force is determined by the load 10, fixed M to the second end of the thread 9, In the case where the line of action of the force passes between the holes in the plate (for example, the calculated direction of the main

Q Q

5 five

Q 5 Q Q 5 Q

00

5 Q 5 Q

5five

вектора), используетс специальный блок с коленчатой стойкой 12,vector), a special block with crankshaft 12 is used,

Нагружение диска I осуществл етс в соответствии с бланк-заданием 13, представл ющим собой круг из плотного листа бумаги диаметром, равным диаметру диска и выполненш 1ми в нем отверсти ми, точно совпадающими с отверсти ми в диске,The loading of the disk I is carried out in accordance with the blank task 13, which is a circle of a dense sheet of paper with a diameter equal to the diameter of the disk and holes made in it that exactly coincide with the holes in the disk

С целью предотвращени проскальзывани диска 1 относительно шариков 2 при сборке прибора сепаратор 3 центрируетс трем штифтами 14, рагположенными в тела ограничительного кольца под углом 120°,In order to prevent the disc 1 from slipping relative to the balls 2 when assembling the device, the separator 3 is centered with three pins 14 arranged in the body of the restrictive ring at an angle of 120 °,

Перед началом раиоты плита 4 ири- 6oiia устанавливаетс в горизонтальной плоскости по уровню поворотом опорных стоек 15,Before the start of the raiota, the 4 iri-6oiia plate is installed in a horizontal plane at the level of a turn of the supporting posts 15,

Работа с прибором осуществлйерс в следующем пор дке.Working with the device is carried out in the following order.

Изучающем статику выдаетс бланк- задание, на котором изображена, к при- Mejiy, система сил,, произвольно расположенных п плоскости, указан центр приведени - точка О и ставитс задача о вычислении главного вектора и лавного моме: та исходной системы сил, приведегиых к задапному центру.A static task is given to the student of statics, which depicts, for example, the system of forces arbitrarily located on the n plane, the center of the alignment is indicated, the point O, and the task of calculating the main vector and the main moment is posed: that of the initial system center.

Вначале поставленна задача решаетс непосредственно на бланк-за- даш1и, где графически определ ютс искомы з результаты; направлени действи и величины глапного вектора Рд к главного момента М.Initially, the task is solved directly on the form, where the required results are graphically defined; the direction of action and the magnitude of the red vector Rd to the main point M.

Затем производитс экспериментальна : проверка полученных результатов С этой целью бланк-задание 13 накладываетс на диск I так, чтобы совпали все их отверсти , диск повора- чисаетс в определенное положение и фиксируетс стопорными винтами 6, Посредством нитей 9, грузов 10, блоков 8 и штифтов 11 к диску прикладываетс исходна система сил в соответст- ВИИ с бланк-заданием. После этого, пользу сь блоками с коленчатыми стойками 12, теми же нит ми, грузами и штифтами, к диску в центре приведени прикладываетс сила R, равна по модулю найденному значению главного вектора к, но направленна в противоположную сторону, и пара сил с моментом Кр, равным вычисленному главному моменту MO, но противоположным ему по знакуо Б результате к диску будет приложена уравновегменна система сил, а это значит, что если послеThen, an experimental one is made: checking the obtained results. For this purpose, the task-form 13 is superimposed on the disk I so that all their holes coincide, the disk is turned into a certain position and fixed by locking screws 6, By means of threads 9, weights 10, blocks 8 and pins 11, an initial force system is applied to the disk in accordance with the VIA with the task form. After that, using blocks with crankstacks 12, the same threads, weights and pins, a force R is applied to the disk in the casting center, is equal in magnitude to the found value of the main vector to, but directed in the opposite direction, and equal to the calculated main moment of MO, but opposite to him by the sign of B, a balance system of forces will be applied to the disk, which means that if after

извлечени стопорных винтов 6 диск ос таетсп иеподшшным, то поставленна задача решена верно. Если же при вы- численин главного вектора или главного момента допущена ошибка, то диск сместитс в сторону или повернетс и тогда специальными датчиками будет определена величина ошибки Аналогично решаютс и другие перечисленные задачи.Removing the locking screws 6, the disk is left in place, then the problem is correctly solved. If an error is made in the calculation of the main vector or the main moment, then the disk will move to the side or turn, and then the error value will be determined by special sensors. The other listed problems are solved in the same way.

Claims

Invention Formula

Educational instrument on mechanics, containing a model of the body, made in the form of a plate mounted on the base with the possibility of rotational and translational movement, and means for applying a system of arbitrary

The cost of several weights attached at given points to the plate through the blocks is different because, in order to increase the consistency of the tasks of determining the main vector and main moment of forces brought to a given center, it has horizontal base-mounted ring, ball-bearing mounted with a clearance, and locking screws for fixing the plate on the base in a predetermined position, while the plate is 1ena in the form of a disk located on the bearing and has openings for fixing on it osredstvom-form specifying clamps, and one of the blocks mounted on the base by the customer,

but located in the plane of forces, with the 20th crankshaft.

3

FIG. g