Прибор для вычерчивания математических кривых Советский патент 1989 года по МПК B43L11/00 

1

Изобретение относится к приборостроению, а именно к приборам для вычерчивания математических кривых.

Целью изобретения является повышение удобства в работе и точности вычерчивания кривых, ветви которых проходят через центр вращения.

На чертеже показан прибор, общий вид.

Прибор содержит кронштейн 1, Г- образной формы, жестко связанный с валиками 2, установленными в подшипниках двух струбцин 3 так, что его ось лежит в плоскости чертежа, поворотную в подшипнике кронштейна 1 стойку 4 со съемной центрирующей иглой 5, проходящую через окно стойки 4 штангу 6, несущую установленный на подшипниках конический вал-шестерню 7, находя 2

щийся в зацеплении с верхней 8 или нижней 9 (в зависимости от характера вычерчиваемой кривой) шестернями, установленными с возможностью осевого перемещения на вертикальной оси 10, смонтированной в подшипниках штанги 6 и связанной с направляющей 11, несущей пишущее приспособление 12, установленный на вал-шеетерне 7 переставной приводной ролик 13, фиксируемый в требуемом положении винтом 14, рукоятки 15 и 16, кнопку переключения конической передачи 17, винт для фиксации кнопки 18. Для точной установки радиусов R , R и г штанга 6, направляющая 11 и цилиндрическая поверхность вал-шестерни 7 . снабжены шкалами.

Периферия ролика 13 заострена и имеет мелкие зубья треугольной формы.

4

;о

00

ел

со

благодаря чему при качении ролика по чертежу на его поверхности образуются вмятины в зацепление с которыми входят указанные зубья, что исклю чает проскальзывание ролика, обеспечивая постоянство передаточного отношения передачи.

Центрирующая игла может быть установлена во втулке, например, в ви- де конуса Морзе. Для того, чтобы струбцины 3 не ущемляли рабочего поля чертежа, расстояние L межДУ ними принимают из условия: L 0,72В, где В - размер стороны формата чертежа.

Это вытекает из следующих соображений: так как рабочее поле имеет форму круга, то приняв предельный случай, когда радиус этого круга R В/2, получаем: (В2/4)0,7Bj АБ 0,7Б-0,,2В, сторона квадрата, за пределы которого не должна

выходить струбцина, С-(0,2Вр/2 0,14В. Расстояние между струбцинами, при котором они не ограничивают рабочее поле даже в том случае, если их вылет в пределы чертежа равен С, равно

L B-2C B-2 0,14B 0,72B.

С помощью струбцин 3 прибор прикрепляют к краю стола и настраивают соответств тощей перестауовкой штанг 6, направляющей 11 и ролика 13, а затем поворотом кронштейна 1 вокруг оси валика 2 прибор опускают на закрепленный на столе лист бумаги, вонзая острие иглы 5 в точку пересечения осей координат чертежа, и, придерживая РУкоятку 15 с помощью другой рукоятки 16, поворачивают штангу 6 вокруг оси стойки 4 на 360° , при этом увлекаег мый трением о чертеж ролик 13 через коническую пару 7 и 8 или 7 и 9, ко- торые зацепляются друг с другом подъемом или опусканием кнопки 17, кинематически связанной с шестернями 8 и 9, с последующей фиксацией кнопки 17 винтом 18, приводит во вращение на- правляющую 11 с пищушим приспособлением 12, которое вычерчивает требуе- |Мую кривую.

При вращении направляющей вокруг оси стойки 4 пишущее приспособление 12 совершает планетарное движение, состоящее из переносного вращательного вокруг оси стойки 4 и относительного вращательного вокруг оси валика

10. При зацеплении шестерен 7 и 8 и выполнении условий

г Г1 . г

г. Ь

R-2r R, R-2r R/ R-2r R/ где г и R - выбираемые пользователем радиусы производящей и направляющей окружностей соответственно

г,, R - радиусы ролика 13 и ведущего диска (чертежа),

прибор вычерчивает соответственно укороченные, обыкновенные и удлиненные эпициклоиды, при зацеплении шестерен 7 и 9 и вып9лнении условий

г ,

R. R

Гг. Т 7 rj.

R R

R.

прибор вычерчивает соответственно укороченные, обыкновенные и удлиненные гипоциклоиды. При соответствующей настройке с помощью прибора можно также вычерчивать эллипсы и кардиоиды.

Благодаря наличию быстросъемной центрирующей иглы 5 и струбцин 3 предлагаемый прибор позволяет вычерчивать также различные трохоидальные розы ил кривые Гвидо Гранди, для которых

г RA + г R +raR. Уравнения роз имеют вид x()cosmt-()cos(t+mt;); y()s inrat-()s in(t+mt) или полярных координатах

P )sinT;---r , zm+1

где m - модуль трохоиды,

tf - угол поворота стойки 4.

Полагая -- (4 и 2()a,

имеем f asin .

Так как sin |u цявляется периодической функцией, то роза состоит из конгруэнтных лепестков, симметричных относительно наибольших радиусов, каждый из которых равен а.

Возможно три случая. В первом слу чае р- целое число. В этом случае роза состоит из ц лепестков при р- нечетном и из 2 ц лепестков при f четном. Во втором случае - рациональное число, равное m/n(n 7 1). В этом случае роза состоит из m лепестков, когда оба числа тип - нечетные, и из 2т лепестков, когда одно из этих чисел является четным, при этом каждый следующий лепесток частично покрывает предьщущий. В третьем случае - иррациональное число. В этом случае роза состоит из бесчисленного множества лепестков, частично накладывающихся один на другой.

Для построения предлагаемым прибором любой розы необходимо снять иглу 5, принять R 2г ), а и в силу ксЖструктив- ных особенностей прибора выполнить условие R : R,.

Для построения трехлепестковой розы необходимо принять 1/3 или 2/3. Например, при V, 50 мм можно принять г 15 мм, тогда R Зг А5 мм, а г 60 мм R 2г 120, R, Зт , 3-50 150, таким образом, R 120 R, 150.

Для построения четырех лепестковой розы 1/4 или 3/4, для

построения пятилепестковой розы 1/5, 2/5, 3/5, 4/5.

Для смены чертежа прибор может быть откинут поворотом его на валике 2.

Формула изобретения

Прибор для вычерчивания математических кривых, содержащий вал-шестерню, связанный с ним приводной ролик, направляющую с пишущим приспособлением, связанную с щестерней, и

вертикальную стойку со съемной центрирующей иглой, отличающий- с я тем, что, с целью повышения удобства в работе и точности вычерчи- вания кривых, ветви которых проходят

через центр вращения, он имеет связан- со стойкой и посредством подшипника с валом-шестерней горизонтальную штангу, Г-образный кронштейн, соединенный со стойкой, и соединеннее

с кронштейном посредством валика

струбцины для установки на чертежной доске при этом шестерня установлена на оси, смонтированной на штанге с возможностью взаимодействия с валомшестерней.

Изобретение относится к приборостроению. Целью изобретения является повышение удобства в работе и точности вычерчивания кривьк. Прибор имеет стойку со съемным центром и штангу, с которой связан вал-шестерня, взаимодействующий с одной из шестерен, установленных на оси, соединенной со штднгой и направляющей, несущей пишущее приспособление. На валу-шестерне установлен ролик, при вращении которого через шестерни приводится в движение пишущее приспособление. Для вычерчивания кривых, проходящих через центр вращения, убирают с поля чертежа иглу и вращают прибор относительно стойки, связанной с кронштейном, установленным на валике, соединяющем струбцины. При смене чертежа прибор может быть откинут поворотом его относительно валика. Различного характера кривые получают подбором сочетаний параметров длины штанги, направляющей и перестановкой ролика.1 ил. (Л