ПРИБОР ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ УПРУГИХ КРИВЫХ Советский патент 1973 года по МПК B43L11/00 

1

Изобретение относится к области математических приборов и может быть применено при графоаналитическом решении задач плоского изгиба тонких стержней при любых по величине упругих деформациях.

Известен прибор для построения упругих кривых.

Цель изобретения - механизировать процесс построения упругих кривых. Это достигается тем, что прибор содержит градуированную направляющую, три каретки, одна из которых смонтирована на направляющей и несет перпендикулярно к ней расположенную градуированную линейку, вторая установлена на этой линейке и несет пищущее приспособление, а третья укреплена на второй с возможностью поворота и имеет отсчетный ролик для измерения длины кривой и два опорных ножевых ролика, один из которых поворотный (рулевой), и средства для поворота рулевого ролика относительно третьей каретки, причем в качестве средств поворота рулевого ролика применен тангенсный механизм с трособлочной передачей.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор, вид сверху; на фиг. 2 - третья каретка; на фиг. 3 - схема трособлочной передачи.

На направляющей /, устанавливаемой параллельно оси абсцисс графика, с помощью щтанг 2 смонтирована каретка 3 с градуированной линейкой 4, закрепленной параллельно оси ординат. На линейке установлена каретка 5, в щарнире 6 которой, имеющем градусную щкалу 7, расположена поворотная каретка 8 с ножевыми роликами (опорными) 9 и 10 и отсчетным роликом 11. Ролик 9 является рулевым. Он установлен в вилке 12, свободно вращающейся в щарнире 13 каретки . Плоскости роликов 10 и 11 неподвижны относительно каретки 8; плоскость ножевого ролика 10 паралельна плоскости, проходящей через оси щарниров 6 и 13, ось вращения его лежит на прямой, перпендикулярной к этой плоскости и пересекающей ось щарнира 6. Плоскость отсчетного ролика 11 совпадает с плоскостью, проходящей через оси щарниров 6 и 13.

Трособлочный механизм с передаточным отнощением, равным единице, содержит щкивы

14 и 15 одинакового диаметра, причем щкив 14 установлен неподвижно на вилке 12, а шкив 15 может свободно вращаться на оси, закрепленной на каретке 5, четыре направляющих блока, из которых два блока 16 вращаются на осях, закрепленных на каретке 5, а два блока 17 - на каретке 8, и практически нерастяжимый гибкий трос 18. На градуированной щтанге 19, установленной на линейке 4 параллельно направляющей 1, закреплен

переставной ползун 20, с которым щарнирно

соединен стержень 21, свободно скользящий в пазу шкива 15. Эти детали образуют тангенсный механизм. На каретке 5 укреплено пишущее приспособление 22.

Трособлочный механизм в сочетании с тангенсным поворачивает плоскость рулевого ролика 9 относительно плоскости, проходящей через оси шарниров 6 и 13, в зависимости от положения каретки 5 относительно оси 6. Трособлочная передача собрана так, что плоскость рулевого ролика 9 совпадает с плоскостью, проходящей через оси шарниров 6 и 13, если стержень 21 параллелен направляющей 1. При этом пишущее приспособление находится на линии сжатия (оси абсцисс).

При перемещении по бумаге каретки 8 ось шарнира 6 и, следовательно, острие пишущего приспособления 22 описывает кривую с мгновенным значением кривизны

:--tgT,

где d - расстояние между осями шарниров 6

и 13 (постоянная прибора); Ф - угол поворота плоскости рулевого ролика 9 к плоскости, проходящей через оси шарниров 6 и 13, определяемый по формуле

(f aTcig-, с

где у - ордината точки кривой;

с - изменяемое плечо тангенсного механизма.

Следовательно, мгновенное значение кривизны, воспроизводимой кривой, удовлетворяет уравнению - ---у, т. е. кривая являр cd

ется эластикой.

Вычерчивание эластики ведут следующим образом. Перемещением каретки 5 вдоль оси ординат пишущее приспособление смещают с оси абсцисс на заданное расстояние уо. Каретку 8 поворачивают на заданный угол vo наклона упругой кривой к линии сжатия в данной начальной точке по градусной шкале 7. Перестановкой ползуна 20 по штанге 19 устанавливают плечо тангенсного механизма с -Мл

d

по заданной начальной кривизне - . 5ро

При перемещении каретки 3 вдоль оси абсцисс пишущее острие вычерчивает эластику с заданными начальными параметрами.

При построении эластик для стержней с по10-V„1

стояннои начальной кривизной - , т. е. удовлетворяющих уравнению типа

У , / РEf

ось абсцисс графика смещается на величину , так как уравнение такой кривой

(У±а).

можно представить в виде -

р Ef

р

Линейная шкала на штанге 19 может быть заменена круговой шкалой кривизны, установленной на переставном ползуне 20.

Предмет изобретения

1. Прибор для построения упругих кривых, отличающийся тем, что, с целью механизации процесса, он содержит градуированную направляющую, три каретки, одна из которых

смонтирована на направляющей и несет перпендикулярно к ней расположенную градуированную линейку, вторая установлена на этой линейке и несет пишущее приспособление, а третья укреплена на второй с возможностью

поворота и имеет отсчетный ролик для измерения длины кривой и два опорных ножевых ролика, один из которых поворотный (рулевой) , и средства для поворота рулевого ролика относительно третьей каретки.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения пропорциональной зависимости между кривизной и ординатой кривой, в качестве средств поворота рулевого ролика применен тангенсный механизм с трособлочной передачей.

ff 7 Б 8

fuz /

11

w

7

Ю

Г7

9иг 2