Учебный прибор по механике Советский патент 1990 года по МПК G09B23/08 

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, в учебном процессе при изучении реакций, возникающих в стержневой опоре и подвижной заделке балки, при нагружении последней внешней силой.

Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем демонстрации возникающего в заделке рассматриваемого момента и реакций опор от воздействия на балку произвольно расположенной в плоскости нагружающей силы.

На фиг. 1 изображен предлагаемый учебный прибор по механике, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг„ 3 вид Б На фиг. 2; на фиг. Ц - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 вид Г на фиг. 1.

Учебный прибор по механике.содержит основание 1, размещенные на основании опоры 2 и 3, балку 4, связанную своими концами с опорами, установленные в опорах стрелочные указатели реакций опор и средство нагружения, име- ющее имитатор нагрузки в виде подпружиненного поворотного стрелочного указателя 5, действующего на балку и установленного в направляющей выполнен ной в виде размещенной на основа- нии 1 вертикальной пластины 6 с профильным вырезом 7, ,по периметру которого выполнен выступ 8, с которым взаимодействует поворотный стрелочный указатель 5 путем зацепления выполненным в нем пазом 9 за выступ 8.

Опора 2 состоит из вертикально установленной на основании 1 лицевой панели 10 и смонтированного на ее

5

0

5

0

5

0

5

тыльной стороне средства для удержания балки k, имеющего зубчатую рейку 11, ось 12 вращения стрелочного указателя 13 реакции опоры, расположенную вдоль балки k и несущую зубчатое (реечное) колесо 1А, взаимодействующее с рейкой 11, и стрелочный указатель 15 реактивного момента, установленного на оси 12 вращения.

Опора 3 имеет связанный с осью 16 вращения стрелочного указателя 17 реакции опоры кривошип 18 и взаимодействующую с ним пластину 19, связанную с балкой Ц посредством оси 20 вращения, причем ось 16 вращения является осью вращения кривошипа 180

Средство для удержания балки состоит из подвижной в вертикальном направлении Т-образной стойки 21, установленной в роликах 22, закрепленных на панели- 10, и направляющих роликов 23, расположенных на перекладине 2k стойки 21 и охватывающих балку 4, при этом зубчатая рейка 11 установлена на Т-образной стойке 21 на уровне окна 25, выполненного в лицевой панели 10.

Кроме того, средство нагружения имеет расположенную в балке k ось 26 вращения, с которой связан стрелочный указатель 5 и шток 27, снабженный опорной шайбой 28, расположенной во втулке 29 и взаимодействующей с пружиной 30.

Учебный прибор по механике работает следующим образом.

В исходном положении (фиг. 1) внешняя сила, действующая на балку k и создаваемая средством нагружения, смещает балку k влево и вниз, в результате чего пластина 19 поворачивает кривошип 18 также влево, при этом стрелочный указатель 17 показывает направление реакции этой связи. Перет мещение балки k вниз влечет за собой перемещение вниз и Т-образной стойки 21 до упора зубчатой рейки 11 в нижнюю кромку окна 25, в результате чего стрелочные указатели 13 и 15 занимают вертикальное положение и своими остриями направлены вверх.

Поворачивая стрелочный указатель 5 средства нагружения в ту или иную сторону, демонстрируют изменение нап- равления реакции опор и реактивного момента в зависимости от направления действия внешней силы.

При нахождении стрелочного указателя 5 в правой части прибора демон- стрируют изменение направления действия реакции и момента заделки (опоры) 2, причем при действии нагрузки на балку k снизу, последняя перемещается вверх, о результате переме- щается вверх и Т-образная стойка 21, а вместе с ней и зубчатая рейка 11 до упора в верхнюю кромку окна 25. Зубчатая рейка, воздействуя на зубчатое колесо 1Ц, поворачивает его, Б результате чего поворачивается и ось 12, а вместе с нею и стрелочные указатели 13 и 15, которые в результате этого изменяют свое первоначальное положение на противоположное, т.е.

будут направлены вниз.

При нахождении стрелочного указателя 5 в левой части прибора демонстрируют изменение направления действия реакции опоры 3. В этом случае балка начнет перемещаться вправо, в результате чего пластина 19 и кривошип 18 окажутся в неустойчивом положении, так как будут работать на сжатие, вследствие чего кривошип 18 поворачи- вается на 180°, а вместе с ним поворачивается и закрепленный на нем стрелочный указатель 17, который изменяет свое первоначальное положение на противоположное, т.е. будет направ- лен навстречу стрелочному указателю 5 нагрузки.

Таким образом, за один оборот нагружающего средства, т.е. на 360°, демонстрируют изменения направлений ре- акций опор 2 и 3, которые дважды изменяют направления на обратные.

Использование предлагаемого учебного прибора по механике позволяет

наглядно и дохсд шво демонстрировать направления действия возникающего в заделке реактивного момента и реакций опор в зависимости от расположения в пространстве нагружающей силы, действующей на балку.

Формула изобретения

1. Учебный прибор по механике, содержащий основание, размещенные на основании опоры, балку, связанную концами с опгрлми, установленные в опорах на осях вращения стрелочныг ука-затели реакций оппр и срсдстьо нагружения, имеющее имитатор нагрузки в виде подпружиненного с т рамочного указателя, действующего на Салку установленного в направляющей, гыполнен- ной в виде размещен jon мл осиовании вертикальной пластиеы с профильным вырезом, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем демонстрации возникающего в заделке реактивного момента и реакций опор от воздействия на балку произвольно расположенной в пространстве нагружающей силы, он снабжен скрепочным указателем реактивного момента заделки, одна из опор состоит из вертикально установленной на основании лицевой панели и смонти- оованного мЗ ее тыль-к н стороне средства для удер чия балю, имеющего зубчатую рейку, ось вращения стрелочного ук ателя реакции опоры расположена вдоль балк и несет зубчатое колесо, вз имодейсгвуюцег с рейкой и стрелочный кл зтель реактивного момента, а вторая опора имеет связанный с осью вращения стрелочного указателя реакции опоры кривошип и взаимодействующую с ним пластину, связанную с балкой, при этом по периметру выреза направляющей выполнен выступ, а стрелочный указатель нагрузки имеет паз дль зацепления с этим выступом.

2. Учебный ппибор по п. 1, о т л и чающиис я тем, что средство для удержания бални состоит из подвижной в вертикальном направлении Т-образной стойки, установленной в роликах, закрепленных по лицевой панели, и направляющих роликов, расположенных на перекладине стоики и охватывающих балку, при этом зубчатая рейка установлена на Т-образнои стойке на уровне окна лицевой панели.

Фиг. Z

Вид Б

в-в

21

Фие.З

Изобретение относится к области демонстрационных приборов и позволяет осуществлять демонстрации направления действия возникающего в заделке реактивного момента и реакций опор в зависимости от расположения в пространстве нагружающей силы, действующей на балку. Учебный прибор по механике содержит основание 1, размещенные на основании опоры 2, 3, балку 4, связанную своими концами с опорами, установленные в опорах стрелочные указатели реакций 13, 17 опор и реактивного момента 15 и средство нагружения, имеющее имитатор нагрузки в виде подпружиненного поворотного стрелочного указателя 5, действующего на балку 4 и установленного в направляющей, выполненной в виде размещенной на основании вертикальной пластины 6 с профильным вырезом 7, по периметру которого выполнен выступ, с которым взаимодействует поворотный стрелочный указатель 5 путем зацепления выполненным в нем пазом за выступ выреза 7. При этом стрелочные указатели 13, 15 установлены на оси вращения 12, имеющей реечное колесо 14, взаимодействующее через выполненное в опоре 2 окно 25 с зубчатой рейкой 11, связанной с концом балки 4, а стрелочный указатель 17 связан с кривошипом 18, который посредством пластины 19 взаимодействует с другим концом балки 4. Поворачивая стрелочный указатель 5 в правой части прибора, демонстрируют изменение направления действия реакции и момента заделки 2. При действии нагрузки на балку 4 снизу она переместится вверх, в результате чего переместится вверх и зубчатая рейка 11 до упора в верхнюю кромку окна 25. Зубчатая рейка, воздействуя на реечное колесо 14, повернет его, которое в свою очередь повернет ось 12, а вместе с нею и стрелочные указатели 13, 15, которые в результате этого изменяют свое первоначальное положение на противоположное, т.е. будут направлены вниз. Поворачивая стрелочный указатель 5 в левой части прибора демонстрируют изменение направления действия реакции опоры 3. В этом случае балка 4 будет перемещаться вправо, в результате чего пластина 19 и кривошип 18 окажутся в неустойчивом положении и последний повернется на 180°, а вместе с ним и закрепленный на нем стрелочный указатель 17, который изменит свое первоначальное положение на противоположное и будет направлен навстречу стрелочному указателю 5 нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

А

го

Фиг4

Фиг. 5