Учебный прибор по теоретической механике Советский патент 1981 года по МПК G09B25/00 

Изобретение относится к учебно-наглядным пособиям, в частности к приборам по теоретической механике, и может быть использовано при изученйи раздела динамики. Известен учебный прибор по теорети ческой механике, содержащий установленные на основании: роторы с жёстко укрепленными на них неуравновешенны-ми массами, стойку и привод l3. Недостатком его является ограниченность диапазона решаемых задач, в частности невозможность использования при изучении влияния изменения момента инерции на динамические реакции. Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем обеспечения возможности демонстрации влияния изменения момента инерции на..линамичеекие реакции. Это достигается тем, что прибор имеет маховик, снабженный винтом и установленными на винте грузг1ми, и пружины двойного действия, соединяюдие маховик с основанием и со стойко кроме того, маховик и основание снаб жены измерительными приборгили и маховик снабжен регистратором перемещени связанных с ним грузов. На чертеже представлена схема учебного прибора по теоретической механике. Учебный Прибор по теоретической механике содержит установленные на основании 1 роторы 2,с жестко укрепленными на них неуравновешенными массами 3,ПРИВОД 4,стойку,и маховик 5, связанный с основанием 1 тягами б и пружинами 7 двойного действия. Маховик 5 снабжен винтом Ь, установленными на нем грузами 9 .с индикаторами JLD, шкалами 11, маховичком 12, пружинами 13 и регистратором 14 перемещения связанных с ним грузов 9. Маховик 5 и основание 1 снабжены измерительными приборами 15 и 16. На приводе 4 закреплен|1 шестерня 17. Учебный прибор работает следующим образом. При вращении привода 4 через шестерню 17 движение передаётся на роторы 2 с.закрепленными на них массами 3. Колебания основания 1 через малоинерционные тяги б и упругую двухстороннюю связь в виде пружин 7 передается на маховик SZ Деформация пружин 7, фиксируемая измерительным прибором 16,. позволяет судить о ди|Намическйх реакциях в .тягах 6, пружинах 7 и шарнирах А и Б. Максимальная амплитуда колебаний основания 1 фиксируется |измерительным прибором 15 Максимальная амплитуда колебаний маховика 5 фиксируется регистратором 14 Колебания приведенного момента сопротивления в реальной машине вызовут колебания угловой скорости маховика.

В приборе пружины 13 имитируют двигатель с линейной характеристикой соответствующей суммарной жесткости пружин

При равномерном движении маховика в реальной машине, т.е. тогда, когда приведенный момент сопротивления и приведенный момент инерции постоянны, будет постоянна и угловая скорость маховика.

Если в реальной машине приведенный .момент сопротивлени я будет переменным при постоянном.приведенном момёнте инерции, то будет наблюдаться колебание угловой скорости маховика.

В приборе такой режим работы реализуется переменной составляющей приведенного момента сопротивления в виде момента М, развиваемого генератором периодических колебаний. Такому режиму будет соответствовать переменная составляющая угловой скорости маховика 5.

Пружины 13, имитирующие двигатель с линейной .характеристикой, стремятс привести маховик 5 в устойчивое равновесное состояние. С другой сто.роны маховик 5, обладая моментом инерции, будет всегда стремиться сохранить свое положение неизменным. Причем, чем больше будет инерции, тем он будет более уцтойчив 1т,ё. инерционен) к воздействию на него возмущающего момента , идущего от . генератора периодических колебаний. Это приведет к тому, что амплитуда, колебаний основания 1 всегда будет больше амплитуды колебаний .рэи. ка 5. Чем более устойчивыгл будет маховик 5 к действию возмущающего момента MTI, тем это неравенство будет сильнее, и, следовательно, деформация пружин 7 больше. Деформация пружин 7 пропорциональна силам, приложенным к ним. Эти силы проходят чере тяги 6, пружины 7 и приложены к шарнирам механизма А и Б. При вращении .маховичка 12 движение через винт 8 с разнонаправленными по элементам углами подъема передается на дополнител 1 Иые грузы 9 к центру маховика и можно уменьшить (увеличить) его момент инерции. Перемещение грузов 9 контролируется по шкалам 11, которые имеют градуировку в относительных делениях. Этим делениям соответствуют определенные значения моментов инерции маховика.

Уменьшение.(увеличение) момента инерции маховика 5 будет уменьшать (увеличивать)устойчивость его к действию возмущающего момента М, что приведет к уменьшению (увеличению) передаваемых сил. Это приведет к уменьшению (увеличению) деформаций пружин 7, что будет зафиксировано измерительным прибором 16, и, в свою очередь,уменьшит (увеличит) разность

5 амплитуд колебаний основания i и ма-. ховика 5, Меняя последовательно положение грузов 9 на маховике 5, т.е. меняя его момент инерции, можно построить зксперимантальную кривую, демон0 ёТтрирующую зависимость динамических реакций в шарнирах механизмов от мод«1ента инерции маховика, и сравнить ее с теоретической К.РИВОЙ.

Изобретенное устройство обеспечивает иллюстрацию с больщой наглядностью теоретических положений,излагаемых в курсе теоретической, механики, и позволяет вести учебный процесс более производительно и эффективно.

0 Формула изобретения

1.Учебный прибор по теоретической механике, содержащий установленные на основании роторы с жестко укC репленными на них неуразновешенными массами, стойку, и привод, о т л и ч а ю щ к и с я тем, что, с целью расширения диапазона ре паемьтх задач путем обеспечения возможности демонстрации влияния измйчения момен1а

0 инерции иа динамические реакции, он имеет маховик, снабженный винтом и установленными на винте грузами, и пружйны двойного действ.ия, соединяющие маховик с основанием и со стой5 °й.

2.Учебный прибор по п.. I, о т ли чающийся тем, что маховик и основание снабжены нзмерительныьт приборами,

03. Учебный прибор по пп. 1 и 2,

отличающийся тем, что маховик снабжен регистр 1тором переметдения связанных с ним грузов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Юдин В.А. и Петрокас Л.В. Теория механизмов и машин. М., Высашя школа, 1977, с. 420-424.

Г-ъ

c.I .JlJL-l

D

:) V

у/