Устройство для демонстрации сложения двух продольных гармонических колебаний Советский патент 1987 года по МПК G09B23/10 

1

Изобретение относится к учебным демонстрационным приборам по курсу физики.

Цель изобретения - повышение .наглядности путем обеспечения чисто гармонических колебаний.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - кинематическая

осью 28 одного из кулисных колес 4 (на фиг. 2 левое кулисное колесо). Коническая шестерня 23 через систему конических шестерен 29 соединена с втулкой 30, которая находится на оси правого кулисного колеса 4. Втулка 30 имеет винт 31 для осуществления фрикционного зацепления ее с кулиссхема устройства; на фиг. 3 - средст- ю Ь1м колесом 4.

во для изменения амплитуды колебаний. Коническая шестерня 24 через сисУстройство для демонстрации сложе- тему цилиндрических и конических шес- ния двух продольных гармонических ко- терен 32 соединена с ведущим бараба- лебаний содержит два механизма воз- ном 33 лентопротяжного механизма.

15 Бумажная лента 34 прижимается к ведущему барабану 33 прижимным роликом 35 и сматывается Q катушки 36. Фрикционное колесо 25 с муфтой 26 имеет рычаг 37 для изменения их положения 20 относительно центра вращения фрикциб -ждения колебаний, установленных на панели 1 и связанных с размещенным с тьть ной стороны панели 1 электромеханическим приводом 2, суммирующий механизм с пишутцим элементом 3 и механизм изменения соотношения частот и разности фаз колебаний.

Каждый механизм возбуждения колебаний состоит из кинематически связанного с электромеханическим приводом 2 кулисного колеса 4 с пальцем 5, ку- 25 разом, лисы 6, взаимодействующей с пальцем 5, - Для установки нужной разности фаз

онного диска 22, что позволяет установить нужное соотношение частот двух колебаний.

Устройство работает следующим оби жестко связанного с кулисой 6 штока 7, установленного в направляющих 8.

Суммирзпощий механизм состоит из направляющей втулки 9 и двух шарнир- но соединенных с панелью 1 и между собой рычагов 10 и 11, конец каждого из которых шарнирно связан с одним из штоков 7. При этом шарнир 12, соединяющий рычаги 10 и 11 между собой расположен в направляющей втулке 9, а пишущий элемент 3 жестко связан с шарниром 12.

Устройство имеет также средство для.изменения амплитуды колебаний, вьшолненное в виде двух винтовых зубчатых механизмов (фиг. 4), каждьй из которых состоит из винта 13 с упорной гайкой 14, составляющего вращательную пару с телом кулисного колеса 4 и поступательнзгю пару с ползуном 15, связанным с пальцем 5 соот- ветЬтвующего кулисного колеса 4, имеющего радиальную прорезь 16.

Электромеханический привод 2 состоит из синхронного электродвигателя 17 через муфту 18 и редуктор, состоящий из червячной передачи 19 и цилиндрических шестерен 20 и 21, связанного с находящимисй на одной оси фрикционным диском 22 и коническими шестернями 23 и 24, и фрикционного колеса 25 с муфтой 26, соединенной через пару конических шестерен 27 с

35

40

колебаний от О до 360 освобождают с помощью винта 31 фрикционное соединение втулки 30 и кулисного колеса 4 30 (правого, фиг. 2), изменяя тем самым угловое положение кулисных колес 4 относительно друг друга.

Амплитуда колебаний изменяется без нарушения гармонических колебаний с помощью винта 13 изменением положения

пальца 5 относительно центра вращения кулисных колес 4. Кинематически связанные с электромеханическим приводом кулисные колеса 4 с помощью пальцев 5 приводят в колебательное движение кулисы 6 со штоком 7, которые перемещаются в направляющих 8. Кулис ы 6 через шарнирные соединения передают свои колебания соответству-

45 ющим рычагам 10 и 11 суммирующего механизма, позволяющего передать эти колебания через шарнир 12 пишущему элементу 3, который фиксирует результаты сложения двух гармонических ко50 лебаний-на движущейся бумажной ленте 34.

Предлагаемые механизмы возбуждения гармонических колебаний могут быть 55 использованы в устройствах для демонстрации сложения двух колебаний, направленных под любым углом друг к другу, в том числе перпендикулярных (фигуры Лиссажу).

, я

3616082

осью 28 одного из кулисных колес 4 (на фиг. 2 левое кулисное колесо). Коническая шестерня 23 через систему конических шестерен 29 соединена с втулкой 30, которая находится на оси правого кулисного колеса 4. Втулка 30 имеет винт 31 для осуществления фрикционного зацепления ее с кулисразом, Для установки нужной разности фаз

онного диска 22, что позволяет установить нужное соотношение частот двух колебаний.

Устройство работает следующим образом, Для установки нужной разности фаз

колебаний от О до 360 освобождают с помощью винта 31 фрикционное соединение втулки 30 и кулисного колеса 4 (правого, фиг. 2), изменяя тем самым угловое положение кулисных колес 4 относительно друг друга.

Амплитуда колебаний изменяется без нарушения гармонических колебаний с помощью винта 13 изменением положения

пальца 5 относительно центра вращения кулисных колес 4. Кинематически связанные с электромеханическим приводом кулисные колеса 4 с помощью пальцев 5 приводят в колебательное движение кулисы 6 со штоком 7, которые перемещаются в направляющих 8. Кулис ы 6 через шарнирные соединения передают свои колебания соответству-

ющим рычагам 10 и 11 суммирующего механизма, позволяющего передать эти колебания через шарнир 12 пишущему элементу 3, который фиксирует результаты сложения двух гармонических колебаний-на движущейся бумажной ленте 34.

Предлагаемые механизмы возбуждения гармонических колебаний могут быть спользованы в устройствах для демонстрации сложения двух колебаний, направленных под любым углом друг к ругу, в том числе перпендикулярных (фигуры Лиссажу).

Формула изобретения

1. Устройство для демонстрации сложения двух продольных гармонических колебаний, содержащее два механизма возбуждения колебаний, установленных на панели и связанных с размещенным с тыльной стороны панели электромеханическим приводом, суммирующий 10 между собой, расположен в направляюс пальцем, и жестко связанного с кулисой штока, установленного в направляющих, а суммирующий механизм .состоит из направляющей втулки и двух шар- нирно соединенных с панелью и между собой рычагов, конец каждого из которых шарнирно связан с одним из штоков при этом шарнир, соединяющий рычаги

механизм с пишущим элементом и механизм изменения соотношения частот и разности фаз колебаний, отличающееся тем, что, с целью повышения наглядности путем обеспечения чисто гармонических колебаний, каждый механизм возбуждения колебаний состоит из связанного с электромеханическим приводом кулисного колеса с пальцем, кулисы, взаимодействующей

между собой, расположен в направляюс пальцем, и жестко связанного с кулисой штока, установленного в направляющих, а суммирующий механизм .состоит из направляющей втулки и двух шар- нирно соединенных с панелью и между собой рычагов, конец каждого из которых шарнирно связан с одним из штоков, при этом шарнир, соединяющий рычаги

щей втулке, а пишущий элемент жестко связан с ним.

2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что оно имеет средство для изменения амплитуды колебаний, выполненное в виде двух винтовых зубчатых механизмов, каждый из которых связан с пальцем соответствующего кулисного колеса.

Изобретение относится к учебным демонстрационным приборам по курсу физики и позволяет повысить наглядность демонстрации чисто гармонических колебаний. Устройство содержит два механизма возбуждения, связанных с электромеханическим приводом, каждый механизм возбуждения состоит из кулисного колеса 4 с пальцем 5, взаимодействующим с кулисой 6, и штока 7, установленного в направляющих 8 и жестко связанного с кулисой 6. Устройство имеет также суммирующий механизм, состоящий из двух шарнирно соединенных между собой рычагов 10 и 11, конец каждого из которых шарнирйо связан с одним из штоков 7 механизма возбуждения колебаний, причем шарнир 12 рычагов установлен в направляющей втулке 9 и с ним жестко связан пишущий элемент 3, фиксирующий гармонические колебания на бумажной ленте.. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. о (б (П 1й/«7

3

сриг.2

16

5-.

15

фиг.З