Учебный прибор по теоретической механике

 

Союз Советсиик

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СЬ ТЕЛЬСТЬУ

Дата опубликования описания 07.11,81

Р1)М. Кл.з

G 09 В 25/00

Государственный комнтет

СССР но делам нэобретеннй н отнрытнй (53) УДК 621. 224 (088.8) (: 2) Автор изобретения

В.Л. Малеин

Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (71) Заявитель (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ

Изобретение относится к учебно=на. глядным пособиям, в частности к приборам по теоретической механике, и может быть использовано при изучении раздела динамики.

Известен учебный прибор по теорети ческой механике, содержащий установленные иа основании: роторы с жестко укрепленными на них неуравновешенны-. ми массами, стойку и привод flj.

Недостатком его является ограниченность диапазона решаемых задач, в частности невозможность использования при изучении влияния изменения момента инерции на динамические реакции.

Цель изобретения — расширение ди= апазона решаемых задач путем обеспечения воэможности демонстрации влия ния изменения момента инерции на..ди 20 намичеякие реакции.

Это достигается тем, что прибор имеет маховик, снабженный винтом и установленными на винте грузами, и пружины двойного действия, соединяющие маховик с основанием и со стойкой. кроме того, маховик и основание снабжены измерительными приборами и маховик снабжен регистратором перемещения 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 З,привод 4,стойку,и маховик 5, связанный с основанием 1 тягами 6 и пружинами 7 двойного действия. Маховик 5 снабжен винтом 8, установленными на нем грузами 9,с индикаторами .1.0., шкалами 11, маховичком 12, пружинаьы 13 и регистратором 14 перемещения .связанных с иим грузов 9. Маховик 5 и основание 1 снабжены измерительными приборами 15 и 16. На приводе 4 закреплена шестерня 17

Учебный прибор работает следующим образом.

Прн вращении привода 4 через шестерню 17 движение передается на роторы 2 с.закрепленными на них массами 3. Колебания основания 1 через . малоинерционные тяги 6 и упругую двухстороннюю связь в виде пружин 7 передается на маховик 5. Деформация пружин 7, фиксируемая измерительным прибором lб,,позволяет судить о ди879632 намических 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 сопротивления будет переменным при постоянном приведенном моменте инерции,то будет наблюдаться коле-, бание 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„ стремятся привести маховик 5 в устойчивое равйовесное состояние. С другой стороны, маховик 5, обладая моментом инерции, будет всегда стремиться сохранить свое положение неизменным. Причем, чем больше будет его момент инерции, тем он будет более устойчйв (т,Е. инерционен) к воздействию иа него возмущающего момента М„, идущего оТ,, генератора периодических колебаний.

Это приведет к тому„ что амплитуда колебаний основания 1 всегда будет больше амплитуды колебаний маховика 5. Чем более устойчивым будет маховик 5 к действию возмущающего момента Мр, тем это неравенство будет сильнее, и, следовательно, деформация пружин 7 больше. Деформация пружин 7 пропорциональна силам, прило- женным к ним. Эти силы проходят через тяги 6, пружины 7 и приложены к шарнирам механизма А и Б. При вращении .маховичка 12 движение через винт В с разнонаправленными по элементам угс лами подъема передается на дополнител Ьые грузы 9 к центру маховика и можно уменьшить (увеличить) его мо-" мент инерции. Перемещен ие грузов 9 контролируется по шкалам 11, которые имеют градуировку в относительных делениях, Этим делениям соответствуют определенные значения моментов инерций 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 амплитуд колебаний основания i и маховика 5. Меняя последовательно положение грузов 9 на маховике 5, т.е. меняя его момен- инерции„ можно построить экспериментальную кривую, демонЩ стрирующую зависимость динамических реакций в шарнирах механизмов от мо,мента инерции маховика, и сравнить ее с теоретичсской кривой.

Изобретенное устройство обеспечивает илпюстрацию с большой наглядностью теоретических положений„ излагаемых в курсе теоретической механивести учебный процесс более производительно и эффективно.

Формула изобретения

1. Учебный прибор по теоретической механике, содержащий установленные на основании роторы с жестко укрепленни4и на ННх HcyÐ èзновешенными массами„ стойку, н привод, о т л и . а ю шийся тем, что, с целью расширения диапа- pe IIàeIèõ задач путем обеспечения возможности демонстрации влияния изменения момента инерции на динамические реакции, он имеет маховик, снабженный винтом и установленными на винте грузами, и пружйны двойного действия, соединяющие маховик с основанием и со стойкой.

2. Учебный прибор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что маховик и основание снабжены измерительными приборами, 3„ Учебный прибор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что маховик снабжен регистратором перемещения связанных с ним грузов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Юдин B.À. и Петронас Л.B. Теория механизмов v. машин. N., Высшая школа, 1977, с. 420-424.

879632

Составитель В. Ермашов

Редактор Т. Колодцева Техред Т.Маточка

Корректор В. Синицкая

Заказ.9727/22 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4