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

лочный указатель 6 момента заделки размещен на опоре посредством шарнира, имеющего ось 24 вращения, и взаимодействует с другим концом рычага по- , средством Г-образного стержня 25, При размещении стрелочного указателя 7 нагрузки под различными углами к оси модели балки (сверху, с торца и снизу ) стрелочные указатели 5, 6 реакции и заделки занимают положение, соответствующее каждому положению стрелочного указателя 7, при этом при действии последнего по оси модели балки все стрелочные указатели располагаются по одной прямой, совпадающей с осью балки, 6 ил.

Изобретение относится к демонстрационным приборам и позволяет наглядно и доходчиво демонстрировать зависимость направления действия силы реакции и момента заделки от направления действия нагрузки на консольно закрепленную балку. Учебный прибор по механике содержит вертикально установленную на основании 1 опору 2 с размещенной в ней моделью балки, состоящей из двух параллельных пластин, установленные с лицевой стороны опоры и модели балки поворотные стрелочные указатели 5, 6 направления действия реакции и момента заделки соответственно и подпружиненный стрелочный указатель 7 направления действия нагрузки, установленный с возможностью поворота в гнездах, выполненных по периметру пластин, и смонтированный в опоре 2 и модели балки механизм синхронного поворота стрелочных указателей, состоящий из размещенного между пластинами рычага с прорезью на конце, поворотно установленного средней частью на закрепленной в опоре оси вращения, и связанных бесконечной гибкой связью двух одинаковых шкивов, один из которых жестко установлен на оси 10 вращения, а другой размещен на второй оси 14 вращения и имеет взаимодействующий с прорезью рычага кривошип, при этом стрелочный указатель 7 нагрузки смонтирован на втором шкиве, стрелочный указатель 5 реакции жестко связан с осью 1о вращения, а стрелочный указатель 6 момента заделки размещен на опоре посредством шарнира, имеющего ось 24 вращения, и взаимодействует с другим концом рычага посредством Г-образного стержня 25. При размещении стрелочного указателя 7 нагрузки под раличными углами к оси модели балки (сверху, с торца и снизу) стрелочные указатели 5, 6 реакции и заделки занимают положение, соответствующее каждому положению стрелочного указателя 7, при этом при действии последнего по оси модели балки все стрелочные указатели располагаются по одной прямой, совпадающей с осью балки. 6 ил.

Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, в лекционных демонстрациях при изучении реакций консольной балки от воздействия на нее сосредоточенной внешней силы.

Цель изобретения - повышение наглядности,

На фиг,1 дан прибор при нагружении балки силой, приложенной к ней сверху, общий вид;,на фиг,2 - то же, вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг,4 - механизм синхронного поворота стрелочных указателей, общий вид; на фиг.З - прибор при нагружении балки силой, направленной вдоль ее оси, общий вид; на фиг.6 - то же, при нагружении балки силой, приложенной к ней снизу, общий вид.

Учебный прибор по механике содержит вертикально установленную на основании 1 опору 2 с размещенной в ней (или выполненной заодно с опорой моделью консольной балки, состоящей из двух жестко связанных с опорой 2 параллельных пластин 3 и 4, установленные с лицевой стороны опоры и пластины 3 соответственно поворотные стрелочные указатели 5 и 6 направлений действия реакции и момента заделки и подпружиненный стрелочный указатель 7 направления действия нагрузки, установленный с возможностью поворота в гнездах 8, выполненных по периметру пластин 3 и 4, и смонтированный в опоре 2 и модели балки механизм синхронного поворота стрелочных указателей.

Механизм синхронного поворота стре лочных указателей состоит из размещенного между пластинами 3 и 4 рычага 9, поворотно установленного средней частью на закрепленной в опоре 2 оси 10 вращения, и связанных бесконечной

0

5

0

5

0

5

0

5

гибкой связью 11 двух одинаковых шкивов 12 и 13, один из которых (шкив 12) жестко установлен на оси 10 вращения, а другой (шкив 13) размещен на оси 14 вращения и имеет кривошип 15, взаимодействующий с прорезью 16, выполненной на конце рычага 9.

Стрелочный указатель 7 направления действия нагрузки смонтирован на шкиве 13 и состоит из размещенного в выполненной в шкиве 13 полости 17 резьбового стержня 18, пружины 19 и навинченной на тстержень 18 стрелки с выступами 20, взаимодействующими с гнездами 8 пластин 3 и 4, при этом линия действия стрелочного указателе 7 лежит на прямой, проходящей через центры шкива 13 и кривошипа 15, Стрелочный указатель 5 направления действия реакции заделки жестко установлен на оси 10 вращения параллельно стрелочному указателю 7 направления действия нагрузки. Стрелочный указатель 6 момента заделки имеет две втулки 21 и 22, посредством первой из которых он установлен в размещенном на опоре 2 шарнире, выполненном в виде закрепленной в кронштейне 23 и взаимодействующей с втулкой 21 оси 24, а посредством второй (втулки 22) и поворотного Г-образного стержня 25 связан с установленной на конце рычага 9 втулкой 26, при этом стрелочный указатель 6 смонтирован таким образом, что при действии на модель балки силы, направленной вдоль ее оси (фиг.5), его проекция на опору 2 представляет собой прямую линию, толщина которой равна толщине пластины, из которой выполнен (изготовлен ) стрелочный указатель 6,

Прибор работает следующим образом.

Для демонстрации случая нагружения консольной балки сосредоточенной си

лой, приложенной к ней сверху (фиг01 стрелочный указатель 7 направления действия нагрузки размещают на верхних кромках пластин 3 и 4 путем уста новки выступов 20 в гнездах 8, имеющихся на этих кромках, В результате этого расположение стрелочного указателя 5 будет соответствовать напралению действия реакции заделки ( неподвижной опоры), а расположение стрелочного указателя 6 покажет направление действия положительного реактивного момента.

Для демонстрации случая нагружени балки силой, направленной вдоль ее оси (фиг,5) поступают следующим образом. Вначале воздействуют на стрелочный указатель 7 силой, направленной вдоль его оси от модели балки, под воздействием которой стержень 18 сжимая пружину 19, переместится по полости 17, а выступы 20 выйдут из взаимодействия с гнездами 8, освобождая тем самым стрелочный указател 7. Затем поворачивают стрелочный указатель 7 на требуемый угол (в данном случае на 90 ) и устанавливают его в гнездах 8 уже на торцах пластин 3 и 4, Одновременно с поворотом стрелочного указателя 7 повернется шкив 13, в результате чего посредством гибкой связи 11 повернется

шкив 12 вместе с осью 10 и связанным с ней стрелочным указателем 5 реакции заделки, а за счет взаимодействия кривошипа 15 с прорезью рычага 9 последний также повернется на оси 10, воздействуя при этом на стрелочный указатель 6 момента заделки через Г-образный стержень 25 В результате этого все стрелочные указатели займут горизонтальное положение, при этом стрелочный указатель 5 реакции будет направлен против действующей на балку силы, т.е. стрелочного указателя 7, а момент заделки будет равен нулю, о чем свидетельствует равенство проекции стрелочного указателя 6 прямой линии на опоре 2, т0е, его минимальная видимость

Для демонстрации случая нагружения балки силой, приложенной к ней снизу (фиг,6), стрелочный указатель 7 аналогичным пр-едыдущему случаю образом перемещают в нижнее положение и размещают его выступы 20 в гнездах 8, имеющихся на нижних кромках пластин 3 и 4, при этом стрелочные

0

0

5

5

0

5

0

0

указатели 5 и 6 реакции и момента зл- делки изменяют свое направление на противоположное тому направлению, которое наблюдают в первом описанном случае нагружения балки. Размещая стрелочный указатель 7 нагрузки в различных гнездах 8, демонстируют случаи нагружения консольной балки силой, приложенной под разными углами к ее оси.

Использование изобретения позволяет повысить наглядность демонстрации зависимости направления действия силы реакции и момента заделки от направления действия нагрузки на консольно закрепленную балку,,

Формула изобретения

Учебный прибор по механике, содержащий вертикально установленную на основании опору с размещенной в ней моделью консольной балки, выполненной в виде жестко связанных с опорой двух параллельных пластин, установленные с лицевой стороны опоры и одной из пластин соответственно поворотные стрелочные указатели направлений действия реакции и момента заделки и подпружиненный стрелочный указатель направления действия нагрузки, установленный с возможностью поворота в гнездах, выполненных по периметру пластин, и смонтированный в опоре и модели балки механизм синхронного поворота стрелочных указателей, имеющий размещенный между пластинами рычаг, поворотно установленный средней частью на закрепленной в опоре оси вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения наглядности, стрелочный указатель момента заделки установлен в размещенном на опоре шарнире и связан с одним концом рычага посредством поворотного Г-образного стержня, стрелочный указатель реакции заделки жестко установлен на оси вращения, а механизм синхронного поворота стрелочных указателей снабжен связанными бесконечной гибкой связью двумя шкивами, один из которых жестко установлен на оси вращения, а другой размещен на второй оси вращения, установленной на конце модели консольной балки, и имеет кривошип, взаимодействующий с прорезью, выполненной на другом конце рычагаs при этом стрелочный указатель нагрузки жестко смонтирован на втором шки- на прямой, проходящей через центр это- ве так, что линия его действия лежит го шкива и кривошлпа.

9 12 10

А

А

26,

Г

в

Фиг. 2

А-А

Фиг.З

«

Н--Ф4

Ј