Учебное пособие по механике Советский патент 1935 года по МПК G09B23/08 

Известны приборы по механике, дающие возможность демонстрировать и проверять опытным путем простейшие положения статики на плоскости.

Предлагаемое пособие, имеющее три измерения, позволяет демонстрировать и проверять опытным путем законы механики как на плоскости, так и в пространстве, причем оно дает возможность определять как численное значение, так и направление реакций связей. С этой целью пособие выполнено в виде решетчатого параллелепипеда с ребрами уголкового сечения, снабженными продольными прорезями, служащими для установки и перемещения в них реек и валиков барабанов, позволяющих при посредстве троса, гирь и динамометров осуществлять требуемые комбинации сил и связей различной величины и направления.

На чертеже фиг. 1, 2 и 3 изображают учебное пособие в трех проекциях; фиг. 4-установку на пособии транспортира, укосины крана и динамометров; фиг. 5 - установку на пособии цилиндрической зубчатой передачи; фиг. 6- установку качающейся кулисы; фиг. 7- установку приборов для определения моментов инерции тела и исследования колебательных движений.

(267)

Пособие (фиг. 1, 2, 3) состоит кз ре щетчатого параллелепипеда, установленного на ножках, и дополнительных приспособлений к нему в виде комплекта моделей механизмов и приборов статики и динамики.

Ребра 7 сконструированы из разнобокого уголкового железа и скреплены деталями 5 для придания жесткости, припаянными или приклепанными к уголкам. Подъемные винты 6 в ножках позволяют устанавливать пособие в горизонтальном положение: с помощью уровня.

Каждый из двенадцати уголковых ребер 7 рамы имеет две прорези 8 и две шкалы миллиметровых делений (не показанные на чертеже), по одной прорези и по одной шкале в каждой полке уголка.

Прорези при посредстве барашков 9 позволяют укреплять на ребрах в любом полоз нии барабаны 10, зубчатые рейки 11 и гладкие рейки 12.

Барабаны сЪужат для перекидывания через них ндагей, к которым подвешиваются гири 113, осуществляющие известные задаваемые силы.

Зубчатые рейки служат для укрепления на них нитей, к которым подвешивают испытуемую модель 2. В нити

включают динамометры 14, определяющие силы (реакции связей и задаваемые).

Гладкие рейки служат для укрепления на них посредством ползунков с подшипниками 15 неподвижных, частей механизмов, например, кулисы 3 и приборов и установок 4 динамики (фиг. 7).

Шкалы миллиметровых делений позволяют точно устанавливать барабаны 10, зубчатые рейки 11 и гладкие рейки 12, а также при посредстве барашков нити (не показанные на чертеже), дающие возможность установить по ним модель или прибор в горизонтальном или вертикальном положениях.

Для установки модели или прибора под данным углом служит транспортир 16 (фиг. 4), укрепленный на гладкой рейке 17, вдоль которой он может перемещаться при помощи муфт или ползунков 18.

Для вычерчивания кривых по кинематике служит стекло (не показанное на чертеже), прикрепляемое к одной из рам в вертикальном положении.

Для демонстрирования некоторых операций с силами, не находящимися в равновесии, служат приспособления, подобные приспособлениям прибора Тзйлора: неподвижный диск, укрепляемый на раме, свободный диск на шариках и др. Система блоков прибора Тэйлора осуществляется на предлагаемом пособии барабанами.

На чертеже показаны некоторые простейшие случаи демонстрирования опытов по механике.

1)Определение численного значения и направления опорных реакций:

а)фермы 2 с параллельными поясами на двух опорах (фиг. 1);

б)укосины 2 (фиг. 4), укрепленной на стойке крана посредствол шарнира и троса; укосина разъемная, в нее включен динамометр 19 для определения сжимающего усилия в ней.

2)Цилиндрическая зубчатая передача 3 (фиг. S).

3)Качающаяся кулиса 3 (фиг, 6). Из этого механизма -можно получить другой - вращающуюся кулису - сближением гладких реек 12, на которые надеты ползунки 15, несущие подшипники 20 валиков механизма. Подобно этому можно из параллелограма получить антипараллелограмы. Подобный же прием дает возможность демонстрировать преобразования данного механизма, например, шарнирного четырехугольника путем последовательного превращения его различных звеньев в стойку.

4)Определение моментов инерции твердого тела способом качаний - щатуна 4 и шкива 4 (фиг. 7).

5)Исследование свободных и вынужденнЬ1х колебаний массы на пружине 4 (фиг. 7).

Все модели статики имеют съемные конструкции связей (опора неподвижная, опора на катках, подшипник, подпятник и др.). Сначала модель демонстрируется со связями, нак несвободное тело, затем ее освобождают от связей, подвешивая на раме.

Модель балки дает возможность демонстрировать и проверить все операции с параллельными силами в плоскости; другие модели дают такую же возможность для любой системы сил в пространстве как параллельных, так и не параллельных (не приложенных в одной точке).

Демонстрирование на приборе операций с силами, приложенными в одной точке, как в плоскости, так и в пространстве, не требует никаких моделей вовсе.

В частности, на приборе можно определить опытным путем положение центра тяжести тела какой угодно формы (например, многоколенчатого вала), что может представить интерес и в заводской практике. Для этого достаточно данное тело освободить от связей, подвесив его на раме. Так как реакция связей определяется с помощью динамометров, то в шести уравнениях равновесия неизвестными будут липгь координаты центра тяжести тела, которые найдем из трех уравнений моментов.

Предмет изобретения,

1. Учебное пособие по механике, отличающееся тем, что оно выполиено в виде решетчатого параллелепипеда с ребрами 7 углового сечения, снабженными продольными прорезями 8 (фиг. 1) служащими для установки и перемеще.

ния 3 них реек 11, 12 и валикоз барабанов 10, позволяющих при посредстве тросов, гирь и динамометров осуществлять требуемые комбинации сйл и связей, соответствующие заданию величин и направлений.

2. При учебном пособии по п. 1 применение укр- члеяной на рейках 12

(фиг. и) качающейся кулисы 3, служащей для демонстрирования преобразования ее во вращающуюся кулису путем сближения упомянутых реек.

3. При учебном пособии по п. 1 применение транспортира 16 (фиг. 4), снабженного муфтами 18 для перемещения его вдоль рейки 17.

С13иг1

ШигА

Фхгй

..

.-...........,..-д,

Фиг5

ОЗигЙ