Учебный прибор по механике

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Предложен учебный прибор по механике,содержащий основание, размещенные на основании опоры, балку, установленную с возможностью осевого перемещения, и связанную концами с опорами, установленный на одной из опор вращения, расположенный вдоль балки и кинематически связанный с ней стрелочный указатель реактивного момента заделки, вторая опора имеет связанный с осью вращения стрелочного указателя кривошип, соединенный с балкой и средство нагружения, имеющее имитатор нагрузки в виде подпружиненного стрелочного указателя, действующего на балку и установленного в направляющей, выполненной в виде размещенной на основании вертикальной пластины с вырезом,отличающийся тем, что балка установлена также с возможностью вертикального перемещения перпендикулярно ее оси, при этом ее основание снабжено направляющей, выполненной в виде вертикального стержня, а средство, обеспечивающее горизонтальное и вертикальное перемещение балки выполнено в виде трубчатой крестовины с горизонтальным отверстием, в котором расположен конец балки, а в вертикальном отверстии направляющий стержень основания.(72) Асангалиев Елибек Атрауович Асангалиева Мадина Елибековна Дейнеко Павел Федорович,Дейнеко Павел Павлович(73) Республиканское государственное казенное предприятие Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(56) Предварительный патент РК 6583, кл. 09 23/08, 1998(54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО МЕХАНИКЕ(57) Изобретение относится к учебным приборам по теоретической механике и может быть использовано для демонстрации направления реакции подвижной(скользящей) заделки, а также стержневой опоры. Задача, на решение которой направлено данное изобретение,заключается в повышении демонстрационных возможностей прибора. Технический результат,получаемый при осуществлении изобретения, состоит в возможности показа реакции двухподвижной заделки реакции неподвижной опоры и простота конструкции. 22542 Изобретение относится к учебным приборам по теоретической механике и может быть использовано для демонстрации направления реакции подвижной(скользящей) заделки, а также стержневой опоры. Известен учебный прибор по механике,содержащий основание, размещенные на основании опоры, балку, связанную концами с опорами,установленные в одной из опор на оси вращения,расположенной вдоль балки и кинематический связанный с ней, указатели реакции опоры и реактивного момента заделки вторая опора имеет связанный с осью вращения стрелочного указателя ее реакции кривошип и взаимодействующий с ним стержень, связанный с балкой цилиндрическим шарниром, и средство нагружения, имеющее имитатор нагрузки в виде подпружиненного стрелочного указателя, действующего на балку и установленного в направляющей, выполненной в виде размещенной на основании вертикальной пластины с профильным вырезом, при этом кинематическая связь оси вращения указателей реакции опоры и реактивного момента заделки с балкой выполнена в виде зубчато - реечной передачи,рейка которой жестко связана со средством для удержания балки, состоящим из подвижной в вертикальном направлении Т-образной стойки,установленной в роликах, закрепленных на опоре, и несущей направляющие ролики для балки (А.с. СССР 1554003, кл. 09 23/08, 1990, БИ- 12). Основной недостаток данного прибора сложность конструкции, обусловленная сложностью средства для удержания балки. Наиболее близким по технической сущности является, учебный прибор по механике, содержащий основание, размещенные на основании опоры,балку,связанную концами с опорами,установленные на одной из опор на оси вращения,расположенной вдоль балки и кинематически связанной с ней стрелочные указатели реакции опоры и реактивного момента заделки, вторая опора имеет связанный с осью кривошип и взаимодействующий с ним стержень, связанный с балкой, и средство нагружения, имеющее имитатор нагрузки в виде подпружиненного стрелочного указателя, действующего на балку и установленного в направляющей, выполненной в виде размещенной на основании вертикальной пластины с профильным вырезом, отличающийся тем, что стержень связан с балкой сферическим шарниром. Прибор по п. 1,отличающийся тем, что балка выполнена в виде пустотелого цилиндра,установленного с возможностью вращения и осевого перемещения в первой опоре (см. предпатент РК 6583, кл. 09 23/08, БИ- 8, 1998). Основным недостатком данного прибора является низкие демонстрационные возможности из-за невозможности показа реакции двух подвижной заделки,а также сложность изготовления сферического шарнира. Задача, на решение которой направлено данное изобретение,заключается в повышении демонстрационных возможностей прибора. 2 Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, состоит в возможности показа реакции двухподвижной заделки реакции неподвижной опоры и простота конструкции. Сущность изобретения заключается в следующем. Предложен учебный прибор по механике, содержащий основание, размещенные на основании опоры, балку, установленную с возможностью осевого перемещения, и связанную концами с опорами, установленный на одной из опор вращения, расположенный вдоль балки и кинематически связанный с ней стрелочный указатель реактивного момента заделки, вторая опора имеет связанный с осью вращения стрелочного указателя кривошип, соединенный с балкой и средство нагружения, имеющее имитатор нагрузки в виде подпружиненного стрелочного указателя, действующего на балку и установленного в направляющей, выполненной в виде размещенной на основании вертикальной пластины с вырезом,отличающийся тем, что балка установлена также с возможностью вертикального перемещения перпендикулярно ее оси, при этом ее основание снабжено направляющей, выполненной в виде вертикального стержня, а средство, обеспечивающее горизонтальное и вертикальное перемещение балки выполнено в виде трубчатой крестовины с горизонтальным отверстием, в котором расположен конец балки, а в вертикальном отверстии направляющий стержень основания. Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором на фиг.1 - общий вид учебного прибора по механике, на фиг. 2 - сечение по вертикальной оси двухподвижной опоры, на фиг. 3 - сечение по оси имитатора нагрузки на балку, на фиг.4 - сечение по неподвижной опоре. Учебный прибор по механике содержит основание 1, размещенные на нем опоры 2 и 3 и балку 4, выполненную в виде круглого стержня,связанного концами с опорами. Имитатор нагрузки выполнен в виде подпружиненного поворотного стрелочного указателя 5, действующего на ось 6 балки 4 и размещенной на основании 1 вертикальной пластины 7 с профильным вырезом, по периметру которого выполнен выступ 8, с которым взаимодействует зацеп 9 стрелочного указателя 5. Опора 2 является двухподвижной (скользящей) заделкой и имеет крестовину, выполненную в виде двух подшипников 10 и 11 скольжения из которых в горизонтальном подшипнике 10 расположена балка 4, а в вертикальном - стержень 12, жестко связанный с основанием 1. Опора 2 снабжена панелью 13 со стрелочным указателем 14 реактивного момента заделки, который жестко связан с поворотной осью 15, с которой также жестко связана вилка 16,расположенная в окне 17 панели 13, и взаимодействующая со стержнем 18, жестко связанным с подшипником 10 крестовины. Неподвижная опора 3 имеет стрелочный указатель ее реакции 19, жестко связанный с осью 20 кривошипа 21, другая ось 22 которого расположена в балке 4. Профильный вырез пластины 7 выполнен 22542 в виде окружности и обеспечивает перемещение балки 4 пружиной 23, установленной между зацепом 9 и стрелочным указателем нагрузки 5. Учебный прибор по механике работает следующим образом. В исходном положении (см. фиг. 1) внешняя сила, действующая на балку 4, создаваемая пружиной 23, воздействует на балку 4 сверху и справа и смещает ее влево и вниз. Такое перемещение балки 4 поворачивает кривошип 21 также влево и вниз, устанавливая стрелочный указатель реакции параллельно направлению действующей силы,направленной в противоположенную сторону, что соответствует действительности. При этом смещение балки 4 вниз,перемещает подшипник 10 также вниз, а вместе с ним и стержень 18, который поворачивает вилку 16 и вместе с ней стрелочный указатель 14 реактивного момента, который единственный возникает в двух подвижной заделке,показывая истинное направление действующего момента двухподвижной заделки. Поворачивая стрелочный указатель нагрузки 5 в ту или иную сторону,демонстрируют изменения направления реакции опоры и реактивного момента в зависимости от направления внешней силы. При этом при действии нагрузки на балку 4 снизу она перемещается вверх,в результате чего стержень 18 также перемещается вверх, поворачивая вилку 16, вместе с ней и стрелочный указатель 14, который перемещаются вниз, показывая изменение направления действия,реакции двухподвижной заделки ее реактивного момента. При действии нагрузки на балку 4 слева она смещается вправо, так как кривошип 21 окажется в неустойчивом положении и последний повернется вправо примерно на 180 градусов. В этом положении стрелочный указатель 19 покажет, что реакция опоры 3 изменила свое направление на противоположное по сравнению с исходным положением. При положении стрелочного указателя нагрузки 5 вдоль оси балки, стрелочные указатели 14 и 19 также примут горизонтальное положение, при этом указатель 14 будет виден наблюдателю,показывая при этом, что реактивный момент опоры 2 будет равен нулю. Таким образом, за один оборот нагружающего средства, то-есть на 360 градусов, демонстрируют изменения направлении реакции двухподвижной заделки в опоре 2 и неподвижной опоре 3, которые при этом дважды изменяют свои направления на противоположные. Учебный прибор по механике позволяет наглядно и доходчиво демонстрировать направления действий возникающего в двухподвижной заделке реактивного момента и реакции опор неподвижной балки в зависимости от расположения нагружающей силы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Учебный прибор по механике, содержащий основание, размещенные на основании опоры,балку, установленную с возможностью осевого перемещения, и связанную концами с опорами,установленный на одной из опор вращения,расположенный вдоль балки и кинематически связанный с ней стрелочный указатель реактивного момента заделки, вторая опора имеет связанный с осью вращения стрелочного указателя кривошип,соединенный с балкой и средство нагружения,имеющее имитатор нагрузки в виде подпружиненного стрелочного указателя,действующего на балку и установленного в направляющей, выполненной в виде размещенной на основании вертикальной пластины с вырезом,отличающийся тем, что балка установлена также с возможностью вертикального перемещения перпендикулярно ее оси, при этом ее основание снабжено направляющей, выполненной в виде вертикального стержня, а средство, обеспечивающее горизонтальное и вертикальное перемещение балки выполнено в виде трубчатой крестовины с горизонтальным отверстием, в котором расположен конец балки, а в вертикальном отверстии направляющий стержень основания.