Прибор для построения кривых Советский патент 1992 года по МПК B43L11/00 

Изобретение относится к чертежным принадлежностям для механизации графических построений, служит для построения сечения винтовой поверхности плоскостью и может найти применение в учебном процессе при профилировании сопряженных поверхностей.

Известен прибор для воспроизведения кривой, содержащий основание, прозрачный диск для размещения подложки и связанный с кронштейном через ползун вычерчивающий орган. Кроме того, он имеет

установленные один в другом полые цилиндры, прозрачный диск с центральным отверстием, закрепленный на торце внутреннего цилиндра, а также ось, установленную одним концом в основании и проходящую через отверстие диска. На прозрачном диске размещен шаблон, на свободном конце оси закреплена прозрачная координатная пластина, а во внутреннем цилиндре установлено светофокусирующее устройство. Прибор снабжен также планкой с визирной линией, расположенной перпендикулярно перемещению ползуна, и рукояткой, соединенной с планкой и внутренним цилиндром. При этом диск для размещения подложки установлен на торце наружного цилиндра, а планка расположена над координатной пластиной.

Данный прибор позволяет строить сечение винтовой поверхности плоскостью.

Однако прибор имеет достаточно сложную конструкцию, хотя в него и не включен кинематический механизм, преобразующий поворот прозрачного диска в поступательное перемещение планки с визирной линейкой; сечение винтовой поверхности, плоскостью воспроизводится по точкам, причем некоторые построения осуществляются вручную; вследствие этого снижается как точность воспроизведения кривой, так и производительность решения задачи.

Известен также прибор для вычерчивания циклоид, содержащий направляющую, пишущее устройство и средства перемещения пишущего приспособления по циклоиде. При этом средство перемещения пишущего устройства выполнено из каретки, несущей бесступенчатый вариатор и установленной на направляющей, консольной линейки, перпендикулярной к направляющей на каретке, и ступенчатого диска с радиальной планкой с продольной прорезью, Пишущее приспособление установлено в прорези планки с возможностью перестановки.

Данный прибор позволяет строить циклоиды с различными параметрами образующих окружностей, но не позволяет строить сечение винтовой поверхности плоскостью.

Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем построения сечения винтовой поверхности плоскостью.

Для достижения поставленной цели прибор для построения кривых, имеющий направляющую, средство задания параметров кривой, пишущее приспособление и средство перемещения пишущего приспособления, имеющее установленную на направляющей и связанную с ней трособ- лочную систему, каретку, несущую бесступенчатый вариатор, соединенную с кареткой консольную линейку, и ступенчатый диск, укрепленный на конце линейки, дополнительно имеет две штанги, жестко закрепленные на направляющей перпендикулярно к ней, установленную с помощью ползунов на штангах рейку и связанную с ней посредством крестообразного ползуна вертикальную линейку, установленную с возможностью перемещения и фиксации, а средство задания параметров кривой состоит из модели винтовой поверхности с

разметкой секущей плоскости и жестко закрепленного на диске шаблона, кромка которого имеет конфигурацию торцового профиля винтовой поверхности, при этом

консольная линейка расположена по направлению оси винтовой поверхности, рейка - по направлению следа секущей плоскости, а пишущий элемент подпружинен и установлен на вертикальной линейке

0 с возможностью взаимодействия с кромкой шаблона.

На чертеже изображен предложенный прибор, общий вид.

Прибор содержит направляющую 1, по5 движно установленную в опорах, на которой размещена каретка 2, несущая бесступенчатый вариатор 3. На каретке 2 укреплена вер- тикально расположенная консольная линейка А со ступенчатым диском 5, на ко0 тором жестко установлен шаблон 6, кромка которого моделирует торцовый профиль винтовой поверхности. Соосно с бесступенчатым вариатором 3 на каретке J2 жестко j размещен ролик 7, охватываемый тросом 8,

5 который .своими концами закреплен на штангах 9 и 10, жестко .установленных перпендикулярно направляющей 1 по разные стороны от каретки 2. Второй трос 11 охватывает одну из ступеней ступенчатого диска

0 5 и бесступенчатый вариатор 3, выполненный в виде двух конусов с радиальными пазами и снабженный микрометрическим винтом. На штангах 9 и 10 подвижно с возможностью фиксации посредством ползу5.нов 12 и 13 установлена рейка 14, параллельная направляющей 1. Рейка 14 моделирует след секущей плоскости. На ней подвижно с возможностью перемещения по ней и фиксации посредством крестообраз0 ного ползуна 15 закреплена вертикальная линейка 16 с установленным на ней пишущим приспособлением 17, которое поджимается к кромке шаблона 6 с помощью пружины 18. Шаблон 6, рейка 14 и модель

5 (фронтальная проекция) винтовой поверхности являются средством задания кривой 19, получаемой в пересечении этой поверхности проецирующей плоскостью.

Перед работой прибора осуществляют

0 его настройку, которая заключается в следующих действиях.

Прибор устанавливают на модель (чертеж) винтовой поверхности, заданной своим торцовым профилем (его конфигурацию имеет

5 кромка шаблона 6) и параметром винтового движения Р таким образом, что консольная линейка 4 расположена по направлению оси заданной поверхности, Ось ступенчатого диска 5 фиксирует, а направляющую 1 вращением вокруг оси бесступенчатого вариатора 3 устанавливают параллельно следу сеt

кущей плоскости . Перемещая ползуны

12 и 13 на штангах 9 и 10, устанавливают рейку 14 так, чтобы она совпала со следом

секущей плоскости , а затем фиксируют

ее. Крестообразный ползун 15 на рейке 14 закрепляют в положении, когда вертикаль- ная линейка 16 проходит через одну из крайних точек фронтальной проекции сечения. Затем шаблон 6 устанавливают на ступенчатый диск 5 и фиксируют его в положении, при котором пишущее приспо- собление 17 соприкасается с кромкой шаблона в его крайней точке. В заключение с помощью бесступенчатого вариатора 3 устанавливают такое передаточное отношение, что повороту диска 5 на некоторый угол Ар соответствует поступательное перемещение направляющей 1, а соответственно крестообразного ползуна 15 вместе с рейкой 14 на величину Р /sin а (а- угол наклона следа секущей плоскости к гори- зонтали) - на чертеже соответствует отрезку АВ.

Работа прибора заключается в следующем.

Трособлочная система, состоящая из тросов 8 и 11 и ролика 7, перемещает направляющую 1 в опорах вдоль каретки 2. Это перемещение взаимно связано с углом поворота диска 5 вокруг своей оси, а вместе с ним и шаблона 6. Направляющая 1 посред- ством штанг 9, 10 и рейки 14 передает поступательное перемещение по горизонтали вертикальной линейке 16, а последняя вызывает перемещение пишущего приспособления 17, которое постоянно находится в соприкосновении с кромкой шаблона 6 благодаря пружине 18 и в своем движении вычерчивает проекцию сечения винтовой поверхности плоскостью - кривую 19.

Теоретическое обоснование возможно- сти построения сечения винтовой поверхности плоскостью может быть следующим.

Винтовую поверхность можно рассматривать как однопараметрическое множество ее торцовых профилей. В процессе образования поверхности торцовый профиль совершает два движения - вращательное и поступательное, причем углу поворота (р профиля вокруг оси поверхности соответствует его поступательное перемещение вдоль той же оси на величину Р р (Р - параметр винтового движения). В предлагаемом приборе вращательное движение шаблона с заданным торцовым профилем моделируется с помощью вращающегося диска 5, на

котором укреплен шаблон. Секущая плоскость 2, занимающая фронтально-проецирующее положение, моделируется рейкой 14. Так как секущая плоскость занимает проецирующее положение, то фронтальная проекция сечения совпадает со следом этой плоскости. Для определения горизонтальной проекции сечения (на плоскость, перпендикулярно оси винтовой поверхности) предположим, что на чертеже винтовой поверхности заданы два положения профиля, причем повернуты они относительно друг друга на величину Ду. Тогда смещение их вдоль оси будет равно Р Д. Как следует из чертежа прибора, расстояние между точками А и В, в которых след секущей плоскости пересекает торцовые профили в двух заданных положениях, будет равно Р A /slna. В предлагаемом приборе с помощью бесступенчатого вариатора 3 задается такое передаточное отношение, что углу Д поворота диска 5 соответствует линейное перемещение направляющей 1 в опорах на величину Р Д /sina. Проекции точки сечения находятся на вертикальной линии связи, причем горизонтальная проекция точки расположена в пересечении линии связи с торцовым профилем в его соответствующем положении. В приборе вертикальная линейка 16 моделирует линию связи, а пишущее приспособление, нахо дясь в соприкосновении с кромкой шаблона, фиксирует точку искомого сечения. Проекция сечения 19 получается при непрерывном повороте диска 5.

Перед началом работы прибора вертикальную линейку 16 располагают так, чтобы она прошла через крайнюю точку фронтальной проекции сечения, тогда шаблон поворачивают до положения, при котором. пишущее приспособление контактирует с кромкой шаблона в его крайней точке.

Таким образом, предлагаемый прибор позволяет строить проекцию сечения винтовой поверхности плоскостью. Проекция сечения вычерчивается на плоскости, перпендикулярной оси этой поверхности, и представляет собой непрерывную кривую. Точность построения этой кривой полног стью определяется только точностью изготовления звеньев прибора.

При решении задачи по определению цилиндрической поверхности рейки, сопряженной с заданной винтовой поверхностью, строят ряд сечений винтовой поверхности проецирующими плоскостями, а затем проводят касательные к ним, параллельные направлению образующих цилиндрической поверхности - на чертеже прибора - под углом а. к горизонтали. Построенные точки касания задают линию контакта заданной винтовой поверхности и искомой цилиндрической, а линия контакта в итоге определяет профиль поверхности рейки. Так как касательная к кривой проецируется в касательную к ее проекции, то тот же результат получают, если строить касательные к сечениям, построенным на плоскости, перпендикулярной оси винтовой поверхности. Это значит, что данный прибор может быть использован при профилировании-реечного инструмента, предназначенного для обработки винтовой поверхности детали.

Предложенный прибор может быть использован для вычерчивания циклоид, в этом случае со ступе нчатого диска снимается шаблон и устанавливается дополнительная линейка с прорезью, в которой на заданном расстоянии устанавливается пишущее приспособление,

Ф.ормула изобретения Прибор для построения кривых, имеющий направляющую, средство задания параметров кривой, пишущее приспособление и средство перемещения пишущего

приспособления, имеющее установленную на направляющей и связанную с ней тро- соблочной системой каретку, несущую бесступенчатый вариатор, соединенную с

кареткой консольную линейку и ступенчатый диск, укрепленный на конце линейки, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем построения сечения винтовой поверхности плоскостью, он имеет две штанги, жестко закрепленные на направляющей перпендикулярно к ней, установленную с помощью ползунов на штангах рейку и связанную с ней посредством крестообразного

ползуна вертикальную линейку, установленную с возможностью перемещения и фиксации, а средство задания параметров кривой состоит из модели винтовой поверхности с разметкой секущей плоскости и жестко закрепленного на диске шаблона, кромка которого имеет конфигурацию торцового профиля винтовой поверхности, при этом консольная линейка расположена по направлению оси винтовой поверхности,

рейка - по направлению следа секущей плоскости, а пишущий элемент подпружинен и установлен на вертикальной линейке с возможностью взаимодействия с кромкой шаблона..

Изобретение относится к чертежным принадлежностям для механизации графических построений, служит для построения сечения винтовой поверхности плоскостью v. может найти применение в учебном процессе и при профилировании сопряженных поверхностей. Цель изобретения - расширение диапазона решаемых задач путем построения сечения винтовой поверхности. Прибор содержит направляющую, подвижно установленную в опорах, на которой размещена каретка, несущая бесступенчатый вариатор. На каретке укреплена вертикально расположенная консольная линейка со ступенчатым диском, на котором установлен шаблон. Соосно с бесступенчатым вариатором на каретке жестко размещен ролик, охватываемый тросом, который своими концами закреплен на штангах, установленных перпендикулярно направляющей по разные стороны от каретки. Второй трос охватывает одну из ступеней ступенчатого диска и бесступенчатый вариатор. На штангах с помощью ползунов установлена рейка, параллельная направляющей. На рейке подвижно с возможностью фиксации закреплена вертикальная линейка с установленным на ней пишущим приспособлением, которое поджимается к профилю шаблона с помощью пружины. В процессе работы прибора вращательное движение диска, а также закрепленного на нем шаблона, преобразуется в поступательное перемещение вертикальной линейки. Пишущее приспособление, постоянно контактируя с профилем шаблона, вычерчивает проекцию сечения винтовой поверхности плоскостью. 1 ил.