SU1554004A1

SU1554004A1 - Training aid on mechanics

Info

Publication number: SU1554004A1
Application number: SU884438238A
Authority: SU
Inventors: Павел Федорович Дейнеко; Петр Романович Синдеев
Original assignee: Усть-Каменогорский Строительно-Дорожный Институт; Специальное Конструкторское Бюро По Подземному Самоходному Горному Оборудованию
Priority date: 1988-06-10
Filing date: 1988-06-10
Publication date: 1990-03-30

Abstract

Изобретение относитс к области демонстрационных приборов и позвол ет осуществл ть демонстрацию реакций цилиндрического и сферического шарниров в зависимости от расположени в пространстве материального тела при действии на него пространственной системы сил. Учебный прибор по механике содержит основание 1, установленный на основании кронштейн 2, перекладина которого выполнена в виде шарнирного параллелограмма 11 с фиксатором 12 дл установки его в заданном положении. Нагружаемый объект, выполненный в виде горизонтально расположенной пластины 3, размещенной на основании 1 посредством цилиндрического 4 и сферического 5 шарниров с установленными в них стрелочными указател ми 6, 7 реакций соответственного. Прибор также содержит имитатор нагрузки, состо щий из закрепленной на перекладине кронштейна 2 криволинейной направл ющей 8, гибкой т ги 9, св занной одним концом с направл ющей 8, а другим с пластиной 3, и стрелочного указател 10 направлени действи приложенной силы, закрепленного на гибкой т ге 9. Измен направление действи силы, приложенной к пластине 3, путем перемещени ползуна 28 по криволинейной направл ющей 8 влево или вправо и поворота ее вокруг оси болта 25 в различные положени , демонстрируют реакции шарниров 4, 5 при горизонтальном расположении пластины 3, о чем свидетельствует соответственное расположение в пространстве стрелочных указателей 6, 7 реакций шарниров. Располага пластину 3 под различными углами к основанию 1 путем поворота шарнирного параллелограмма 11, демонстрируют реакции шарниров 4, 5 при произвольном расположении в пространстве пластины 3 таким же образом, как и в предыдущем случае. Нагружа пластину 3 дополнительными силами путем воздействи , например стержнем на гнезда 13, демонстрируют реакции шарниров 4, 5 произвольно расположенного в пространстве материального тела при действии на него произвольной пространственной системы сил. 1 ил.The invention relates to the field of demonstration devices and allows demonstration of reactions of cylindrical and spherical hinges depending on the location in space of the material body under the action of a spatial system of forces on it. The training device for mechanics contains a base 1, mounted on the base bracket 2, the crossbar of which is made in the form of a hinged parallelogram 11 with a latch 12 for setting it in a predetermined position. A loadable object, made in the form of a horizontally arranged plate 3, placed on the base 1 by means of a cylindrical 4 and spherical 5 hinges with arrow indicators 6, 7 of the respective reactions installed in them. The device also contains a load simulator consisting of a curved guide 8 fixed on the crossbar of bracket 2, a flexible rod 9 connected at one end to guide 8 and the other with plate 3, and a pointer 10 directed by the applied force fixed to flexible pipe 9. Changing the direction of the force applied to the plate 3 by moving the slide 28 along the curved guide 8 to the left or right and turning it around the axis of the bolt 25 to different positions demonstrate the reactions of the hinges 4, 5 when horizontally m the location of the plate 3, as evidenced by the corresponding location in space of the arrow indicators 6, 7 reactions of hinges. Placing the plate 3 at different angles to the base 1 by rotating the hinge parallelogram 11, demonstrate the reaction of the hinges 4, 5 with an arbitrary arrangement in the space of the plate 3 in the same way as in the previous case. Loading the plate 3 with additional forces by acting, for example, with a rod on the sockets 13, demonstrate the reactions of the hinges 4, 5 of an arbitrary space system of forces that is arbitrarily located in space. 1 il.

Description

Изобретение относитс к демонстрационным приборам и может быть использовано , например, при изучении в кур- се теоретической механики реакций шарниров при действии на материальное тело пространственной системы сил.The invention relates to demonstration devices and can be used, for example, when studying in the course of theoretical mechanics of hinge reactions when a spatial system of forces acts on a material body.

Цель изобретени - расширение диапазона решаемых задач путем демон- страции реакций шарниров в зависимости от расположени в пространстве нагружаемого объекта и системы действующих на него сил.The purpose of the invention is to expand the range of tasks to be solved by demonstrating hinge reactions depending on the location in space of the loaded object and the system of forces acting on it.

На чертеже изображена схема учеб- ного прибора по механике.The drawing shows a diagram of a training instrument in mechanics.

Учебный прибор по механике содержит основание 1, установленный на основании кронштейн 2, нагружаемый объект , выполненный в виде пластины 3, размещенной на основании 1 посредством цилиндрического k и сферического 5 шарниров с установленными в них стрелочными указател ми б и 7 реакций шарниров соответственно имита- тор нагрузкиt состо щий из закрепленной на перекладине кронштейна 2 кри- волинейной направл ющей 8, гибкой т ги 9 св занной одним концом с криволинейной направл ющей 8, а другим - с пластиной 3 ц и стрелочного указател 10 направлени действи приложенной силы, закрепленного на гибкой т ге 9( при этом радиус криволииейThe training device in mechanics contains a base 1, a bracket 2 mounted on the base, a loadable object made in the form of a plate 3, placed on the base 1 by means of a cylindrical k and spherical 5 hinges with arrow indicators b and 7 hinges installed in them, respectively, simulator loadt consisting of a curvilinear rail 8 fixed on the crossbar of bracket 2, a flexible rod 9 connected at one end to curvilinear rail 8, and the other end with a plate of 3 centners and a pointer 10 audio effect applied force mounted on the flexible t n 9 (the radius krivoliiey

5 five

0 0

5 д 5 d

5five

ной направл ющей 8 равен длине гибкой т ги 9Noah 8 is equal to the length of the flexible rod 9

Перекладина кронштейна 2 выполнена в виде шарнирного параллелограмма 11 с фиксатором 12 дл установки его в заданном положении.The crossbar of the bracket 2 is made in the form of a hinged parallelogram 11 with a latch 12 for mounting it in a predetermined position.

На торцах пластины 3 в точках приложени сил выполнены углублени (гнезда) 13 дл установки имитатора нагрузки, который может быть выполнен , например, в виде стержн . Ана- « логичные углублени могут быть выполнены и на основании 1.At the ends of the plate 3, in the points of application of forces, there are recesses (sockets) 13 for installing a load simulator, which can be made, for example, in the form of a rod. Analogous recesses can also be made on base 1.

Цилиндрический шарнир k имеет две оси вращени : верхн ось И вращени св зывает втулку 15 с кронштейнами 16, закрепленными на основании 1, а нижн ось 17 вращени жестко св зана с пластиной 3« Проушина 18 шарнира может перемещатьс относительно оси 17, а стрелочный указатель 6 реакции креплен на втулке 15 и направлен по линии, соедин ющей ось втулки 15 и проушины 18.The cylindrical hinge k has two axes of rotation: the upper axis And rotation connects the sleeve 15 with the brackets 16 fixed to the base 1, and the lower axis 17 of rotation is rigidly connected to the plate 3 "The eyelet 18 of the hinge can move relative to the axis 17, and the arrow pointer 6 reaction mounted on the sleeve 15 and directed along the line connecting the axis of the sleeve 15 and the lugs 18.

tt

Сферический шарнир 5 имеет сферический по сок 19, установленный в гнезде 20, выполненном в кронштейне 21, жестко св занном с основанием 1. В нижней части шарнир имеет петлю 22, взаимодействующую с аналогичной петлей 23, закрепленной на пластине 3.The spherical hinge 5 has a spherical juice 19, mounted in a socket 20, made in a bracket 21 rigidly connected to the base 1. In the lower part, the hinge has a loop 22 interacting with a similar loop 23 fixed on the plate 3.

5I5I

Стрелочный указатель 7 реакции шарнира жестко св зан со сферическим по ском 19 и направлен по линии, сое дин ющей центр по ска 19 с центральной точкой взаимодействи петель 22 и 23.The arrow pointer 7 of the hinge reaction is rigidly connected with the spherical skirt 19 and is directed along the line connecting the center of the swash 19 with the central point of interaction of the loops 22 and 23.

Кроме того, учебный прибор по механике может быть снабжен стрелочным указателем 2k силы т жести пластины 3.In addition, the training device for mechanics can be equipped with a pointer indicator 2k of the body weight of the plate 3.

Криволинейна направл юща 8 прикреплена винтом (болтом) 25 с гайкой 26 к втулке 27,, вл ющейс вертикаль ной стороной шарнирного параллелограмма 11, горизонтальные стороны ко торого св заны со стойкой кронштейна 2 фиксаторами 12, а гибка т га 9 св зана с направл ющей 8 ползуном 28The curved guide 8 is attached with a screw (bolt) 25 with a nut 26 to the sleeve 27, which is the vertical side of the hinge parallelogram 11, the horizontal sides of which are connected to the support bracket 2 by the clips 12, and the flexible thread 9 is connected to the guide 8 slider 28

Учебный прибор по механике работает следующим образом.Training device for mechanics works as follows.

Перед началом демонстрации обучаемым объ сн ют, что в исходном состо нии сила т жести пластины 3 уравновешиваетс трем реакци ми: сферичес кого шарнира 5, цилиндрического шарнира и гибкой т ги 9 при этом благодар вертикальному расположению гибкой т ги 9 все реакции направлены вертикально.Before the demonstration was started by the trainees, it is understood that in the initial state the gravity of the plate 3 is balanced by three reactions: a spherical hinge 5, a cylindrical hinge and a flexible rod 9, due to the vertical arrangement of the flexible rod 9, all reactions are directed vertically.

Затем измен ют направление действи силы, приложенной к пластине 3 путем перемещени ползуна 28 по криволинейной направл ющей 8 влево или вправо, в результате чего кроме вертикальной по вл етс и горизонтальна составл юща силы, действующа на пластину 3. Под действием горизонтальной составл ющей силы стрелочный указатель 6 реакции цилиндрического шарнира 4 или наклон етс над пластиной 3 (при смещении т ги 9 влево), или наклон етс в сторону от пластины 3 (при смещении т ги 9 вправо), а стрелочный указатель 7 реакции сферического шарнира 5 размещаетс произвольно в пространстве, наклон сь в сторону пластины 3 при смещении т ги 9 влево и от пластины при смещении т ги 9 вправо, при этом стрелочный указатель 6 реакции цилиндрического шарнира k отклон етс в плоскости , перпендикул рной оси 17, а стрелочный указатель 7 реакции сферического шарнира 5 произвольно располагаетс в пространстве.Then, the direction of the force applied to the plate 3 is changed by moving the slider 28 along the curved guide 8 to the left or the right, as a result of which the horizontal component appears on the plate 3. Under the influence of the horizontal component, the switch arrow the pointer 6 of the reaction of the cylindrical hinge 4 or tilts above the plate 3 (when shifting the rod 9 to the left), or tilts away from the plate 3 (when the rod is shifted 9 to the right), and the arrow indicator 7 of the spherical hinge reaction 5 is placed arbitrarily in space, tilted toward the plate 3 when the thrust rod 9 is displaced to the left and the plate when the thrust rod 9 is displaced, while the pointer indicator 6 of the reaction of the cylindrical hinge k deviates in a plane perpendicular to the axis 17, and the arrow pointer 7, the reaction of the spherical hinge 5 is arbitrarily arranged in space.

II

Поворачива криволинейную направл ющую 8 вокруг оси винта 25 в различные положени , а также нагружа Turning the curved guide 8 around the axis of the screw 25 to different positions, as well as loading

пластину 3 дополнительными силами путем воздействи , например, стержнем на гнезда (углублени ) 13 и перемеща , по криволинейной направл ющей 8 ползун 28, демонстрируют различные случаи нагружени пластины 3 и реакции цилиндрического J и сферического 5 шарниров в зависимости от слу- Ю чаев нагруже- иЯсplate 3 with additional forces by acting, for example, with a rod on the sockets (recesses) 13 and moving, along the curvilinear guide 8 of the slider 28, demonstrate various cases of loading plate 3 and the reaction of cylindrical J and spherical 5 hinges yas

После этого демонстрируют направлени реакций всех св зей при расположении пластины 3 под некоторым уг .с лом к основанию 1. Дл этого, ослабив гайку фиксатора 12 шарнирного параллелограмма 11, поворачивают последний на некоторый угол, в результате чего на тот же угол поворачиваетс и плас20 тина 3. Затем осуществл ют действи ,After that, the directions of reactions of all connections are shown when the plate 3 is placed at some angle with the scrap to the base 1. To do this, loosen the nut of the latch 12 of the hinged parallelogram 11, turn the latter through a certain angle, as a result of which the plate rotates 3. Then take action

2525

аналогичные вышеописанным. Isimilar to the above. I

Учебный прибор по механике позвол ет также осуществл ть демонстрации реакций шарниров k и 5 без наличи гибкой св зи 9« Дл этого снимают ползун 28 с криволинейной направл ющей 8, а пластину 3 опирают на стержень , установленный на основании 1.A training device in mechanics also allows demonstrations of reactions of joints k and 5 without flexible coupling 9. To do this, remove the slider 28 from the curved guide 8, and the plate 3 is supported on the rod mounted on the base 1.

30 Использование предлагаемого учебного прибора по механике позвол ет осуществл ть демонстрации реакции шарниров в зависимости от расположени в пространстве материального тела30 The use of the proposed training device in mechanics allows demonstrations of the reaction of hinges depending on the location of the material body in space.

35 при действии на последнее пространственной системы сил.35 under the action of the last spatial system of forces.

Claims

Invention Formula

40 Educational instrument on mechanics, containing the base, mounted on the base bracket, loadable object, made in the form of a plate, placed on the base by

45 cylindrical and spherical hinges with reaction indicators installed in them, and a load simulator consisting of a curvilinear bracket mounted on a crossbar

50 of a guide, flexible pull, connected at one end to a curved guide and the other to a plate, and a pointer indicating the direction of action of the applied force attached to

55 flexible tubes, characterized in that, with the aim of expanding the range of tasks to be solved by demonstrating hinge reactions depending on the position in space of the load, 7155W8

the object and the system acting in a predetermined position, and on the torn force of it, the crossbar of the plate brackets at the points of application of forces is made in the form of a hinged parallel

Logram with clamp for installation of load simulator.