Прибор для вычерчивания дуги каппы Советский патент 1991 года по МПК B43L11/00 

Изобретение относится к чертежным приборам для воспроизведения математических кривых и может быть использовано, например, в учебном процессе ВУЗов.

Целью изобретения является расшире- ние диапазона воспроизводимых кривых путем одновременного вычерчивания дуги каппы и ее эквидистанты.

На чертеже показана кинематическая схема прибора.

Прибор содержит неподвижные направляющие - вертикальную 1 и горизонтальную 2. В листе их пересечения ь шарнире 0 закреплены кулиса 3 и поворотное звено 4, с которым под прямым углом скреплен рычаг 5, которые кинематически связаны с направляющей 1 шарнирным ромбом ОВСД, в котором кулиса 3 установлена по его диагонали. Поворотное звено 4 имеет вилку на свободном конце. На на- правляющей 2 с помощью переставного ползуна 6 установлена вертикальная траверса 7, а на направляющей 1 с помощью ползуна 8 установлена горизонтальная траверса 9. траверсы 7, 9 связаны между собой крестообразным ползуном 10 со штифтом, установленным в вилке поворотного звена 4. На ползуне 8 шарнирно закреплена вторая кулиса 11, связанная с кулисой 3 крестообразным ползуном 12 и с поворотным звеном 4 диадой 13 из двух шарнирно соединенных ползунов, несущий пишущий штифт (точка N). С ползуном диады 13, установленным на звене 4, ортогонально ему скреплена наклонная траверса 14, несущая ползун 15, шарнирно соединенный с ползуном 16, с помощью которого на направляющей 1 установлена вторая горизонтальная траверса 17, В шарнире диады 13 закреплено звено 18, связанное с рычагом 5 и тра- версой 17 связкой 19 из трех шарнирно соединенных ползунов. На звене 18 с помощью переставного ползуна 20 установлен второй пишущий штифт.

Для вычерчивания дуги кривой каппы ползун 6 фиксируют на направляющей 2 на расстоянии а (параметр кривой) от шарнира 0. Тогда при перемещении ползуна 8 по вертикальной направляющей 1 пишущий штифт, который установлен на диаде 13, опишет искомую дугу кривой, а пишущий узел ползуна 20 вычертит эквидистанту этой кривой, звено 18 в текущей точке искомой кривой укажет направление нормали и тем самым определится направление касателъ- ной прямой.

Прибор применяют следующим образом.

Откладывают на оси (направляющая 2) отрезок и в точке А восстанавливают

перпендикуляр (траверса 7) к этой оси. Проводят из точки О произвольный луч (звено 4); пусть он пересекает этот перпендикуляр в точке Е. Отмеривают на луче отрезок , тогда геометрическое место точек при вращении луча вокруг точки О и будет искомая дуга кривой каппы.

Приборное решение равенства отрезков обеспечивается тем, что AOLN всегда равнобедренный (), ибо кулиса 3 в шарнирном ромбе с вершинами ОВСД служит диагональю в нем, а значит, делит угол между направляющей 1 и звеном 4 пополам. Так как траверса 9 перпендикулярна направляющей 1, то отрезок , что и необходимо для нахождения геометрических мест точек искомой кривой.

Из прямоугольного Л ОАЕ следует, что tg(L АОЕ). Если принять, что L LOE a и , то получают a , что выражает уравнение каппы. Следовательно при перемещении ползуна 9 по направляющей 1 пишущий штифт диады 13 вычерчивает кривую каппу.

Подкасательная кривой каппы равна OGf a cos2 a. Из Д FNG можно записать, что ON2 OF/ OG. Известно также, что радиус- вектор текущей точки N искомой кривой равен a. Тогда можно записать, что

ON2

OG

a2 ctg2 a a cos2 а

sin2 or

Из прямоугольного Д OTF можно определить, что OF OT/sln a,

Из прямоугольного ДОМТ можно определить, что OT a/sin а, где , Тогда эти выражения позволяют определить, что

ПР- а

Ji .,

sin а но

sin а

sin2 a

OG, откуда

i i a ctg a:

sin2 a

a cos a.

Следовательно, отрезок OG является подкасательной, а отрезок OF (рычаг 5) поднормалью, т.е. звено 18 по направлению совпадает с нормалью искомой кривой в текущей точке. Следовательно, при перемещениях ползуна 8 по направляющей 1 пишу- щий узел ползуна 20 вычерчивает эквидистанту искомой кривой, а звено 18 определяет направление нормали кривой каппы.

Формула изобретения Прибор для вычерчивания дуги каппы, содержащий неподвижные вертикальную и горизонтальную направляющие, кулису, шарнирно соединенную с направляющими в месте их пересечения, горизонтальную

траверсу, связанную с вертикальной направляющей посредством ползуна и несущую крестообразный ползун со штифтом, вторую кулису, шарнирно закрепленную на ползуне траверсы, и пишущий штифт, уста- новленный на диаде из двух шарнирно соединенных ползунов, один из которых установлен на второй кулисе и скреплен с наклонной траверсой, отличающийся тем, что, с целью7расширения диапазона воспроизводимых кривых путем одновременно вычерчивания дуги каппы и ее экви- дистант, он имеет вертикальную траверсу, установленную на горизонтальной направляющей с помощью переставного ползуна и связанную с горизонтальной траверсой крестообразным ползуном со штифтом, поворотное звено с вилкой, закрепленное в шарнире первой кулисы, связанное с второй кулисой диадой и кинематически соеди-

ненное с вертикальной направляющей и первой кулисой с помощью шарнирного ромба, в котором первая кулиса установлена по диагонали, рычаг, скрепленный с по- вооотным звеном в шарнире под прямым углом, дополнительную горизонтальную траверсу, установленную на вертикальной направляющей посредством ползуна, шарнирно связанного с ползуном наклонной траверсы, звено, закрепленное в шарнире диады, связку из трех шарнирно соединенных ползунов, связывающую рычаг, дополнительную горизонтальную траверсу и звено, и дополнительный штифт, установленный на звене посредством дополнительного ползуна, при этом штифт крестообразного ползуна установлен в вилке поворотного звена, а первая и вторая кулисы связаны дополнительным крестообразным ползуном.

Изобретение относится к приборам для построения математических кривых и позволяет расширить диапазон воспроизводимых кривых путем одновременного вычерчивания дуги каппы и ее эквидистан- ты. Направляющая 1, кулиса 3 и поворотное звено. 4 связаны между собой- шарнирным ромбом ОВСД, в котором кулиса 3 установлена по диагонали. Кулиса 11 шарнирно соединена с ползуном 8 горизонтальной траверсы 9 и связана с кулисой 3 крестообразным ползуном 12 и со звйном 4 диадой 13, несущей пишущий штифт. Вертикальная траверса 7 связана с горизонтальной траверсой 9 крестообразным ползуном 10 со штифтом, установленным в вилке поворотного звена 4. С одним из ползунов диады 13 скреплена наклонная траверса 14, через ползуны 15 и 16 связанная с второй горизонтальной траверсой 17, связанной связкой 19 из трех ползунов с рычагом 5, ортогонально спрямленным с поворотным звеном 4, и со звеном 18, шарнирно закрепленным на диаде 13 и несущим пишущий штифт на переставном ползуне 20. При перемещении ползуна 8 по направляющей 1 пишущий штифт диады 13 воспроизводит дугу каппы, звено 18 указывает направление нормали, а пишущий штифт ползуна 20 воспроизводит эквидистанту каппы. 1 ил. Я.« С О х| 00 Ј Os