Устройство для демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции Российский патент 2023 года по МПК G09B23/08 G09B19/00 

Изобретение относится к области образования, к средствам обучения в качестве технического средства обучения в вузах, колледжах и других учебных заведениях, где изучается теоретическая и техническая механика.

Известно устройство для демонстрации равновесия двухопорной балки, содержащее 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 (полезная модель РФ №86030, опубл. 20.08.2009).

Известно устройство для визуализации направления реакций двухопорной балки, содержащее балку, к которой прикреплена стрелка, характеризующая направление активной силы, концы балки зажаты между подпружиненными кнопочными контактами, установленными в держателях, при этом перед балкой на станине установлен полупрозрачный экран, в котором, в местах изображения реакций, сделаны светопроводящие вставки, за которыми расположены секции светодиодов (полезная модель РФ №132234, опубл. 10.09.2013).

Известно устройство для визуализации направления реакций плоских стержневых конструкций содержащее станину, полупрозрачный экран, в котором, в местах изображения реакций, сделаны светопроводящие вставки, за которыми расположены секции плат со светодиодами, стрелку, характеризующую направление силы тяжести, согласно изобретению дополнительно содержит вертикальный экран с пазом, два цилиндрических шарнира, два стержня составной конструкции, ось, гибкую нить, блок с осью, груз, при этом на станину с помощью сварки жестко монтируется вертикальный экран, с одной стороны которого жестко устанавливаются блок с осью и цилиндрические шарниры, при этом одни концы стержней составной конструкции соединяются с цилиндрическими шарнирами, а другими концами соединяются между собой посредством оси, расположенной в пазу вертикального экрана, ось имеет два упора для фиксации ее в пазу с двух сторон вертикального экрана и соединяется гибкой нитью, перекинутой через блок с грузом, к которому крепится стрелка, характеризующая направление силы тяжести, при этом каждый стержень составной конструкции состоит из цилиндра с прорезью в стенке, поршня с выступом, соединенного жестко со штоком, крышки, двух пружин, расположенных с двух сторон поршня, двух микропереключателей с контактными пластинами, при этом выступ поршня выступает из прорези и взаимодействует с контактными пластинами микропереключателей, закрепленных к стенке цилиндра со стороны прорези, а полупрозрачный экран со светопроводящими вставками с изображением в виде стрелок и плата со светодиодами закрепляются к стенке цилиндра, расположенной симметрично прорези (RU Патент №2726663, опубл. 15.07.2020).

Известно устройство для демонстрации направлений реакций плоской конструкции содержащее станину, жестко смонтированный со станиной вертикальный экран, смонтированный с экраном подвижный блок с осью, проходящую по канавке блока гибкую нить и груз, находящийся на конце этой нити, при этом плоская конструкция выполнена из смонтированной с экраном подвижной зубчатой рейки, зубья которой входят в зацепление с зубьями шестерни, расположенной над поверхностью зубьев рейки и приводимой в движение от ручной рукояти расположенной с обратной стороны вертикального экрана и имеющей общую ось с зубчатой шестерней, путем вращательного движения ручной рукояти, при этом зубчатая рейка своим концом соединяется с осью одного из подвижных шарниров шарнирно-рычажного соединения, представляющего собой два рычага с шарнирами на концах, при этом два рычага соединены между собой посредством общего шарнира, который подвижен и способен перемещаться внутри имеющегося на поверхности экрана для него паза, при этом все шарниры подвижны и перемещаются внутри имеющихся на поверхности экрана для них пазов, при этом гибкая нить, проходящая по канавке смонтированного с экраном подвижного блока с осью, одним концом связана с грузом, а другим концом связана с осью шарнира, размещенным на конце одного из рычагов шарнирно-рычажного механизма и перемещающимся внутри своего паза выполненного на поверхности экрана, при этом для визуализации направления реакций на поверхности рычагов, подвижной зубчатой рейки и груза имеются зацепы, к которым крепятся стрелки, указывающие направление реакций возникающих в процессе работы устройства (RU Патент №2784498, опубл. 28.11.2022).

Недостатками известных технических решений является то, что не представляется возможным демонстрация направлений движения плоской зубчатой конструкции.

Техническая проблема - не обеспечивается наглядность демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции.

Технический результат - обеспечение наглядности демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции.

Технический результат достигается устройством для демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции, содержащее станину, жестко смонтированный со станиной экран, расположенный вертикально, смонтированной с экраном подвижной зубчатой рейки, зубья которой входят в зацепление с зубьями шестерни, расположенной над поверхностью зубьев рейки и приводимой в движение от ручной рукояти, размещенной с обратной стороны вертикально расположенного экрана и имеющей общую ось с зубчатой шестерней, при этом путем вращательного движения ручной рукояти зубчатая рейка своими зубьями входит в зацепление и с зубьями колеса, расположенного горизонтально на заданном расстоянии S от зубчатой шестерни, при этом заданное расстояние S представляет собой величину удаленности оси крепления зубчатой шестерни от оси крепления зубчатого колеса, при этом зубчатое колесо совершает вращательное движение вокруг своей оси, при этом зубья зубчатого колеса входят в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса, размещенного над упомянутым зубчатым колесом и вращающегося вокруг своей оси, при этом оси рассматриваемых зубчатых колес смонтированы с экраном, при этом для визуализации направления поступательного и вращательного движений плоской зубчатой конструкции на поверхности зубчатой шестерни, подвижной зубчатой рейки и зубчатых колес имеются крепления для фиксации стрелок, указывающих направления движения.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг. 1 схематично представлено устройство для наглядности демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции, общий вид.

На фиг. 2 схематично представлено устройство для наглядности демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции при перемещении зубчатой рейки влево.

На фиг. 3 схематично представлено устройство для наглядности демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции при перемещении зубчатой рейки вправо.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения заключаются в следующем.

Устройство для демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции (Фиг. 1), содержащее станину 1, жестко смонтированный со станиной экран 2, расположенный вертикально, смонтированной с экраном подвижной зубчатой рейки 3, зубья которой входят в зацепление с зубьями шестерни 4, расположенной над поверхностью зубьев рейки 3 и приводимой в движение от ручной рукояти 5, размещенной с обратной стороны вертикально расположенного экрана 2 и имеющей общую ось 6 с зубчатой шестерней 4. Путем вращательного движения ручной рукояти 5 зубчатая рейка 3 своими зубьями входит в зацепление и с зубьями колеса 7, расположенного горизонтально на заданном расстоянии S от зубчатой шестерни 4. Заданное расстояние S представляет собой величину удаленности оси 6 крепления зубчатой шестерни 4 от оси 8 крепления зубчатого колеса 7. Зубчатое колесо 7 совершает вращательное движение вокруг своей оси 8. Зубья зубчатого колеса 7 входят в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса 9, размещенного над упомянутым зубчатым колесом 7 и вращающегося вокруг своей оси 10. Оси 8, 10 рассматриваемых зубчатых колес 7, 9 смонтированы с экраном 2. Для визуализации направления поступательного и вращательного движений плоской зубчатой конструкции на поверхности зубчатой шестерни 4, подвижной зубчатой рейки 3 и зубчатых колес 7, 9 имеются крепления 11 для фиксации стрелок 12, указывающих направления движения.

Устройство для демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции, работает следующим образом.

Вращательным движением ручной рукояти 5 через общую ось 6 приводится в движение зубчатая шестерня 4, которая входит в зацепление с зубьями зубчатой рейки 3. Вращаясь, зубчатая шестерня 4 приводит в движение зубчатую рейку 3. Зубчатая рейка 3 под воздействием зубчатой шестерни 4 движется влево. Своими зубьями зубчатая рейка 3 входит в зацепление с зубьями колеса 7, расположенного горизонтально на заданном расстоянии S от зубчатой шестерни 4. Заданное расстояние S представляет собой величину удаленности оси 6 крепления зубчатой шестерни 4 от оси 8 крепления зубчатого колеса 7. Зубчатая рейка 3 своим движением приводит во вращение зубчатое колесо 7, которое совершает вращательное движение вокруг своей оси 8, смонтированной с экраном 2. Зубья зубчатого колеса 7 входят в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса 9, размещенного над упомянутым зубчатым колесом 7 и приводят в движение зубчатое колесо 9, которое совершает вращение вокруг своей оси 10 смонтированной с экраном 2 (Фиг. 2).

Вращательным движением ручной рукояти 5 в обратную сторону через общую ось 6 приводится в движение зубчатая шестерня 4, которая входит в зацепление с зубьями зубчатой рейки 3. Вращаясь, зубчатая шестерня 4 приводит в движение зубчатую рейку 3. Зубчатая рейка 3 под воздействием зубчатой шестерни 4 движется вправо. Своими зубьями зубчатая рейка 3 входит в зацепление с зубьями колеса 7, расположенного горизонтально на заданном расстоянии S от зубчатой шестерни 4. Заданное расстояние S представляет собой величину удаленности оси 6 крепления зубчатой шестерни 4 от оси 8 крепления зубчатого колеса 7. Зубчатая рейка 3 своим движением приводит во вращение зубчатое колесо 7, которое совершает вращательное движение вокруг своей оси 8, смонтированной с экраном 2. Зубья зубчатого колеса 7 входят в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса 9, размещенного над упомянутым зубчатым колесом 7 и приводят в движение зубчатое колесо 9, которое совершает вращение вокруг своей оси 10 смонтированной с экраном 2 (Фиг. 3).

Стрелки 12, имеющие крепление 11 на поверхности зубчатой шестерни 4, подвижной зубчатой рейки 3 и зубчатых колес 7, 9 покажут направления поступательного и вращательного движений плоской зубчатой конструкции в процессе работы устройства.

Таким образом, обеспечивается наглядность демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции.

Изобретение относится к области образования, к средствам обучения в качестве технического средства обучения в вузах, колледжах и других учебных заведениях, где изучается теоретическая и техническая механика. Устройство для демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции, содержащее станину, жестко смонтированный со станиной экран, расположенный вертикально, смонтированной с экраном подвижной зубчатой рейки, зубья которой входят в зацепление и с зубьями шестерни, расположенной над поверхностью зубьев рейки и приводимой в движение от ручной рукояти, размещенной с обратной стороны вертикально расположенного экрана и имеющей общую ось с зубчатой шестерней. Путем вращательного движения ручной рукояти зубчатая рейка своими зубьями входит в зацепление с зубьями колеса, расположенного горизонтально на заданном расстоянии S от зубчатой шестерни. Заданное расстояние S представляет собой величину удаленности оси крепления зубчатой шестерни от оси крепления зубчатого колеса. Зубчатое колесо совершает вращательное движение вокруг своей оси 8. Зубья зубчатого колеса входят в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса, размещенного над упомянутым зубчатым колесом и вращающегося вокруг своей оси. Оси рассматриваемых зубчатых колес смонтированы с экраном. Для визуализации направления поступательного и вращательного движений плоской зубчатой конструкции на поверхности зубчатой шестерни, подвижной зубчатой рейки и зубчатых колес имеются крепления для фиксации стрелок, указывающих направления движения. Технический результат обеспечивает наглядность демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции. 3 ил.

Устройство для демонстрации направлений движения плоской зубчатой конструкции, содержащее станину, жестко смонтированный со станиной экран, расположенный вертикально смонтированной с экраном подвижной зубчатой рейки, зубья которой входят в зацепление и с зубьями шестерни, расположенной над поверхностью зубьев рейки и приводимой в движение от ручной рукояти, размещенной с обратной стороны вертикально расположенного экрана и имеющей общую ось с зубчатой шестерней, отличающееся тем, что путем вращательного движения ручной рукояти зубчатая рейка своими зубьями входит в зацепление с зубьями колеса, расположенного горизонтально на заданном расстоянии S от зубчатой шестерни, при этом заданное расстояние S представляет собой величину удаленности оси крепления зубчатой шестерни от оси крепления зубчатого колеса, при этом зубчатое колесо совершает вращательное движение вокруг своей оси, при этом зубья зубчатого колеса входят в зацепление с зубьями другого зубчатого колеса, размещенного над упомянутым зубчатым колесом и вращающегося вокруг своей оси, при этом оси рассматриваемых зубчатых колес смонтированы с экраном, при этом для визуализации направления поступательного и вращательного движений плоской зубчатой конструкции на поверхности зубчатой шестерни, подвижной зубчатой рейки и зубчатых колес имеются крепления для фиксации стрелок, указывающих направления движения.