ПРИБОР ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ТОЧЕК ГРАНИЧНОЙ ЛИНИИ КОСОГО СЕЧЕНИЯ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ ПО ФОРМЕ ЕГО МЕРИДИОНАЛЬНОЙ ОБРАЗУЮЩЕЙ Советский патент 1968 года по МПК B43L11/00 

Прибор механизирует процесс построения графическим путем точек граничной линии косого сечения тела вращения по форме его меридиональной образующей, а также дает возможность решать обратную задачу - по симметричной кривой, принятой как граничная линия косого сечения тела вращения с неизвестной формой образующей и по принятому углу сечения, определить образующую в меридиональной плоскости. Сечение можно получить в любом месте тела вращения под любым углом к оси тела вращения, большим 0°. Прибор содержит привод, связанный с ним кривошипно-кулисный механизм, укрепленные в поворотной рамке направляющий стержень кулисы и упругую нить, имитирующую след меридиональной плоскости на секущей, ведущую штангу, перпендикулярную направляющему стержню кулисы и жестко соединенную с последней, поворотную зажимную линейку со сменным шаблоном. Контур шаблона соответствует форме меридиональной образующей. С линейкой жестко скреплены параллельные направляющие, представляющие собой ось тела вращения, а рабочее ребро линейки - ее проекцию; направляющие связаны с ведущей штангой.

На фиг. 1 и 2 показано построение косого сечения тела вращения, например кругового конуса; на фиг. 3 - кинематическая схема прибора; на фиг. 4 - схема подвижной части прибора; на фиг. 5 - общий вид прибора.

Прибор содержит жесткую раму 1 с траверсой 2 и установочными винтами 3, при помощи которых ось 0-0 прибора устанавливается перпендикулярно плоскости чертежа.

В средней части рамы закреплена цапфа с подшипником 4. На цапфе неподвижно установлена рама 5 привода прибора.

Привод содержит планетарный механизм с шестернями, помещенными на оси 6, на конце которой укреплена ведущая шестерня 7 и ведущая шестерня перебора поворотной рамки. Шестерня передает движение через промежуточные шестерни 8 ведомой шестерне 9.

С приводом связан кривошипно-кулисный механизм, содержащий кривошип 10 и кулису 11. Кривошип 10 вращается вокруг оси 12 и при любой установке должен своим пальцем, ведущим кулису при вращении, проходить через ось 0-0 поворотной рамки. Для регулировки расстояния между осью 0-0 прибора и осью 12 кривошипа служит винт 13, вращающийся в подшипниках рамы 5, и шкала 14 для установки заданного расстояния.

Вокруг оси 0-0 в подшипниках 4 вращается поворотная рамка 15, в нижней части которой укреплен направляющий стержень 16 кулисы 11 и упругая нить 17, имитирующая след меридиональной плоскости Т на секущей.

Перпендикулярно направляющему стержню 16 установлена ведущая штанга 18, жестко соединенная с кулисой 11.

С ведущей штангой 18 посредством скользящей муфты соединена ось 19, на втулке 20 которой закреплена прижимной гайкой поворотная зажимная линейка 21 через жестко скрепленные с ней параллельные направляющие 22, представляющие ось OS тела вращения и качающиеся вокруг оси 0-0. На линейке 21 устанавливают и закрепляют сменный шаблон 23. Контур шаблона соответствует форме меридиональной образующей.

Для определения косого сечения А-A¹ (фиг. 1) тела вращения, например кругового конуса ASA′, задают образующую в меридиональной плоскости Т, секущую плоскость H, образующую с осью конуса SO угол α в перпендикулярной H плоскости, угол β - между осью и образующей. Через ось конуса SO проходит в исходном положении меридиональная плоскость, являющаяся также проектирующей на секущей плоскости H. След меридиональной плоскости Т на секущей плоскости H будет прямая t₁-t₁.

В плоскости Т, кроме оси OS, лежат образующие SA и SA¹, проходящие через точки А и A¹, принадлежащие сечению, через эти же точки проходит след t₁-t₁.

В зависимости от соразмерности углов α и β в сечении конуса могут быть получены различные кривые.

В исходном положении из вершины S конуса опускают на плоскость H перпендикуляр SP₁, основание P₁ которого расположится на следе t₁-t₁.

Вращением плоскости Т вокруг ее следа t₁-t₁ совмещают ее с плоскостью H и получают совмещенное положение вершины S₁ и оси конуса S₁O, образующей S₁A, которая сохранит с осью S₁O угол β и перпендикуляр S₁P₁.

Угол α сохранится между осью в совмещенном положении и следом t₁-t₁, а образующая S₁A, пересекаясь со следом t₁-t₁, определит точку А, принадлежащую кривой сечения.

Сохраняя неизменным положения конуса и секущей плоскости H (фиг. 2), вращают плоскость Т вокруг оси тела вращения. В этом случае плоскость Т образует след t₁₁-t₁₁ на плоскости H.

Образующая конуса SB, лежащая в меридиональной плоскости, встретится со следом t₁₁-t₁₁ в точке В, принадлежащей кривой сечения.

Опуская из вершины S перпендикуляр на след t₁₁-t₁₁, получают основание перпендикуляра в точке Р₁₁. Ось SO, образующая SB и перпендикуляр SP₁₁ лежат в меридиональной плоскости Т.

Далее совмещают плоскость Т с секущей H, вращая вокруг следа t₁₁-t₁₁.

При совмещении вершина S будет перемещаться в плоскости вращения, перпендикулярной оси вращения t₁₁-t₁₁. След плоскости вращения на плоскости H пройдет через точку P₁, которая является полюсом для любого поворота меридиональной плоскости вокруг оси тела вращения. След плоскости вращения на меридиональной плоскости проходит через SP₁₁.

Совмещенное положение вершины S в точке S₁₁ на плоскости H располагается на линии, проходящей из Р₁₁ через полюс P₁, а место совмещенной вершины определяют проведением дуги из центра О радиусом OS.

Совмещенное положение оси конуса будет OS₁₁, а образующая при сохранении угла β займет положение S₁₁B. Точка В определится как точка пересечения следа t₁₁-t₁₁ и образующей S₁₁B и будет принадлежать кривой сечения.

При любом повороте меридиональной плоскости Т и при ее совмещении с плоскостью H сохранится система и принцип построения, при которой точки О и P₁, а также след в исходном положении будут постоянны.

Кривая искомого сечения определяется точками (А, В) пересечения образующей, совмещаемой с плоскостью H, со следами меридиональной плоскости, например t₁-t₁, t₁₁-t₁₁ и т.д.

Работает прибор следующим образом.

Прибор устанавливают на чертежную плоскость и установочными винтами 3 выравнивают положение его так, чтобы при вращении рамки 15 упругая нить 17 перемещалась на минимальном расстоянии от плоскости чертежа, оставаясь ему параллельной.

Рамку 15 помещают в исходное положение и устанавливают угол сечения α по угломерной шкале 24 и расстояние сечения от вершины S, откладываемое по направляющим 22 от оси 0-0, и закрепляют втулку 20. Палец кривошипа 10 займет положение согласно установленным величинам угла и расстояния OO-Р. По шкале 14 устанавливают центр вращения кривошипа 10, после чего кривошип закрепляют. На линейке 21 закрепляют сменный шаблон 23, имитирующий образующую SO в меридиональной плоскости, совмещая ось шаблона с рабочей кромкой линейки 21, согласовав положение образующей относительно вершины S.

Для получения кривой сечения определяют точки, ей принадлежащие, для этого включают привод и поворачивают на некоторый угол рамку 15, отмечая точку А пересечения шаблона 23 с упругой нитью 17, имитирующей след t₁-t₁.

При вращении рамки на 360° получают ряд точек, соединив которые, получают полную кривую сечения тела вращения.

Прибор для построения точек граничной линии косого сочения тела вращения по форме его меридиональной образующей, отличающийся тем, что, с целью механизации процесса, он содержит привод, связанный с ним кривошипно-кулисный механизм, укрепленные в поворотной рамке направляющий стержень кулисы и упругую нить, имитирующую след меридиональной плоскости на секущей, ведущую штангу, перпендикулярную направляющему стержню кулисы и жестко соединенную с последней, поворотную зажимную линейку со сменным шаблоном, контур которого соответствует форме меридиональной образующей, и две жестко скрепленные с линейкой параллельные направляющие, представляющие ось тела вращения и связанные с ведущей штангой.