Прибор для вычерчивания эллипсов Советский патент 1979 года по МПК B43L11/04 

Изобретение относится к приборам для вычерчивания кривых, в частности к приборам для вычерчивания эллипсов.

Известен прибор для вычерчивания эллипсов, содержащий основание и два шарнирных параллелограмма, расположенных в параллельных плоскостях по обе стороны основания, ведущие звенья которых смонтированы на основании с помощью общих неподвижных шарниров, а ведомые звенья соединены с помощью ползуна, несущего пишущее приспособление и помещенного на пересечении их взаимно перпендикулярных направляющих 1 .

Недостатком данного прибора является наличие «мертвой точки, появляющейся в момент прохождения ведущих звеньев через прямую, соединяющую места крепления ве,дущих звеньев к основанию.

Вследствие того, что усилие, приводящее в движение пишущее приспособление, можно прикладывать либо к одному из ведущих звеньев, либо к пищущему приспособлению, а щарнирные соединения звеньев имеют некоторый люфт, вызывающий небольшую неравномерность и несинхронность хода всех звеньев, происходящее за счет этого мгновенное изменение направления моментов при прохождении звеньев через «мертвую точку приводит к бесконечному увеличению прикладываемого усилия, т. е. механизм заклинивается. Заклинивание приводит или к сдвигу основания относительно осей выбранных координат, когда основание нежестко соединено с плоскостью, на которой вычерчивают эллипс, или к поломке одного из слабых звеньев, когда усилие слищком велико, а основание жестко закреплено на плоскости.

Кроме того, известным прибором нельзя вычерчивать или вырезать эллипсы с различным иаправлением главных осей без изменения координат основания.

Целью изобретения является повыщение надежности пркбс а в работе, а также упрощение настройки при вычерчивании эллипсов с общим центром и различным иаправлением главных осей.

Для этой цели он имеет два параллельных рычага, установленных одним концом на шарнирах, соединяющих ведомое и ведущие звенья одного из параллелограммов. и коромысло, шарнирно соединенное t-o свободными концами рычагов и образующее в соединении с ними третий шарнирный параллелограмм, расположенный в плоскостн, . параллельной плоскостям первых двух па-раллелограммов, при этом ведущие звенья параллелограммов установлены на оси неподвижных шарниров с возможностью изменения угла между ними. Ведомое звено одного параллелограмма представляет собой четырехугольную рамку, двумя противоположными углами шарнирно связанную с ведущими звеньями . и имеющую направляющую, расположенную между двумя другими ее углами. На фиг. I изображен предлагаемый прибор, общий вид; на фиг. 2 - схема, поясняющая аналитическое описание прибора; на фиг. 3 - пример геометрического пост|)оения эллипсов при угле разведения ведущих звеньев в 30°; на фиг. 4 - пример построения эллипсов при угле разведения ведущих звеньев в 45. Прибор для вычерчивания эллипсов содержит основание I, два шарнирных параллелограмма 2, 3, смонтированных на общих шарнирах 4, 5 по обе стороны основвакя 1, расположенных в параллельных плоскостях и состоящих из параллельных ведущих звеньев 6, 7, попарно шарнирно соедшЕенных с соответствующими ведомыми звеньями 8, 9 связанными между собой общим ползуном Ю, перемещающимся в взаимно перпендикулярных направляющих 1, 12 ведомых звеньев 8, 9 и несущим пишущее приспособление 13, параллельные рычаги 14, установленные одним концом 15 на шарнирах 6, соединя ощих ведущие звенья б, 7 и ведомые звенья 8. 9 и расположенные под углом к ведущим звеньям 6, 7, и коромысло 17, шарнирцр связанное с другими концами 18 рычагов 14 и образующее б соединении с ними третий шарнир ный параллелограмм 19, расположенный в плоскости, параллельной первым двум параллелограммам 2, 3. На коромысле 17 закреплена ручка 20. Ведущие звенья 6, 7 шарнирных параллелограммов 2, 3 уста . Вйдомое звено 9 выполнено в виде четырехугольиой рамки 22, в направлении одиой из диагоналей которой установлена направляющая 12, а углами другой диагонали рамка шарнирно соединена с соответствующей парой ведущих звеньев 7. Работу прибора можно представить, если предварительно рассмотреть аналитическое описание, выраженное системами уравнений, которые выведены графо-аналитичесКИМ методом из схемы, пречставленной на фиг. 2. Ri} tea Ц|п. « Rl « r.gl tea ПриК г. имеем «. R( + ) 0. R ( - cos% itga a. RCsin /aH- cos/j,) .e R(,) tea , in «f (;J4.j где а - большая полуось эллипса; в - малая полуось эллипса; R,r - радиусы ведущих звеньев; а - угол поворота главных осей эллипса; р-: угол разведения ведущих звеньев; Ф - текущий угол. Задавшись величинами большой «а и малой «в полуосей и углом поворота а главных осей эллипса и подставив их в У указанных выше систем уравнений ,,4 находим значения радиусов R и г ведущих звеньев 6, 7 и угол разведеиия ведущих эвеиьев Д. Полученные значения R,r и j8 вводят в прибор, устанавливают его основанием 1 на плоскости, опускают пишущее приспособление 13 до соприкосновения с плоскостью и за ручку 20 делают полный оборот ведущих звеньев б, 7, по ходу которого происходит вычерчивание эллипса на плоскости. При этом автоматически обеспечивается поаа|ют главных осей эллипса на угол а, Прибор можно использовать для построения изометрических и диаметрических проекций, пользуясь при этом упрощенной системой уравнений (5), полученной при R г. а R(sine4 + cos) в R( В этом случае соотношение большой и -««, .y .;и.п.шс„„с оильшии и 30° (а 1,224R; 0 0,71г), для фрон альной изометрической проекции при - 45° (а 1,317R, в 0,541г), для гор„зонтальной изометрической проекции при ggo ( f,366R 0 0366г) а для диаметрической проекции при угле /3 75° (а 1,05R, в 0,945г). Таким образом, предложенный прибор для вычерчивания эллипсов позволяет чрезвычайно упростить и ускорить построение пространственных фигур и обеспечивает высокую точность начертания эллипсов. Данный прибор может быть использован как в качестве учебного пособия в школах и ВУЗах при изучении фигур второго порядка, так и в качестве точного разметочного устройству применяемого при лекальных работах, например, в самолетостроении, в кораблестроении и в других областях народного хозяйства. При замене пишущего приспособления резцом, фрезой или устройством для газовой резки металла прибор обеспечивает точное вырезание эллиптических деталей без предварительной разметки заготовки. Формула изобретения . Прибор для вычерчивания эллипсов, содержащий основание и два шарнирных параллелограмма, расположенных в параллельных плоскостях по обе стсфоны основания, ведущие з;венья которых смонтированы иа основании с помощью общих неподвижных шарниров, а ведомые звенья соединены с помощью ползуна, несущего пишущее приспособление и помещенного на пересечении их взаимно перпендикулярных направляющих, отличающийся тем, что, с целью повышеиия наае кности его в работе, а также упрощения настройки при вычерчивании эллипсов с общим центром и различным направлением главных осей, он имеет два параллельных рычага, установленных одним концом на щарнирах, соединяющих ведомое и ведущие звенья одного параллелограмма, и коромысло, щарнирно соединенное со свободными концами рычагов и образующее в соединении с ними третий шарнирный параллелограмм, расположенный в плоскости, параллельной плоскости первых двух параллелограммов, при этом ведущие звенья параллелограммов установлены на оси неподвижных шарниров с возможностью изменения угла между ними, 2. Прибор по п. , отличающийся , что ведомое звено одного параллелограмма представляет ссйой четырехугольную рамку, двумя противопож жными углами шарнирно связанную с ведущими звеньями и имеющую направляющую, расиоложенную между двумя другими ее углами. Источники информации, принятые во внимание при 3KCHepfTH3e: I. Авторское свидетельство ССС № 454139, кл. В 43 L J1/04. 1974.