Прибор для вычерчивания кривых 3-го и 4-го порядков Советский патент 1979 года по МПК B43L11/00 

(54) ПРИБОР ДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ КРИВЫХ ТРЕТЬЕГО И ЧЕТВЕРТОГО ПОРЯДКОВ

1

Изобретение относится к приборам для вычерчивания кривых.

Известен прибор для вычерчивания кривых третьего и четвертого порядков, содержащий две кулисы с ползунами, шарнирноукрепленные на основании, два шарнирно соединенных ползуна с пишущим приспособлением и шарнирный четырехзвенник, состоящий из шатуна и двух смонтированных на основании с помощью переставных шарниров кривошипов, один из которых шарнирно связан с ползуном одной кулисы 1.

Однако такой прибор не позволяет вычерчивать кривые по заданному коэффициенту подобия.

Целью изобретения является обеспечение ВОЗМОЖНОСТИ вычерчивания кривых по заданному коэффициенту подобия.

Для этого шарнирно соединенные ползуны с пишушим приспособлением надеты по одному на кулисы, а второй кривошип четырехзвенника щарнирно соединен с ползуном второй кулисы.

На фиг. 1 изображен предлагаемый прибор, фронтальная проекция; на фиг. 2 -

схе.ма построения плоских кривых способом триады; на фиг. 3 - схемы построения группы кривых линий, имеюш.их один и тот же определитель, способом триады; на фиг. 4- 7 - схемы реконструкции триадного опре-делитапя кривых линий, представленных на фиг. 2; на фиг. 8 - разрез А-А на фиг. 1 (узел I); на фиг. 9 - разрез Б-Б на фиг. 1 (узел II); на фиг. 10 - разрез В-В на фиг. 1 (узел III); на фиг. 11 - разрез Г-Г на фиг. 1 (узел IV и VIII); на фиг. 12 - одно из звеньев подвижного треугольника .в двух проекциях; на фиг. 13 - разрез Д-Д на фиг. 1 (узел V); на фиг. 14 - разрез Е-Е на фиг. 1 (узел VI); на фиг. 15 разрез Ж-Ж на фиг. 1 (узел VIl)jHa фиг. 16 - разрез 3-3 на фиг. 1 (узел IX); на фиг. 17 - звенья продольного параллелограмма; на фиг. 18 - кинематическая схема механизма для вычерчивания овалов Декарта; на фиг. 19 - кинематическая схема механизма для вычерчивания строфоиды: на фиг. 20 - кинематическая схема механизма для вычерчивания трилистника; на фиг. 21 - кинематическая схема механизма для вычерчивания кривой Каппа; на

фиг. 22 - конструкция узла II механизма перенастроенного для вычерчивания строфоиды; на фиг. 23 - схема, по которой доказано, что механизм вычерчивает строфоиду; на фиг. 24 - конструкция узла 11 .механизма, перенастроенного для вычерчивания трилистника; на фиг. 25 - конструкция узла X, введенного при перенастройке механизма для вычерчивания трилистника и кривой Каппа; на фиг. 26 - схема, по

которой доказано, что механизм вычерчивает кривую Каппа.

Прибор состоит из звеньев I и 2, выполненных в виде линейки с узкими продольными прорезями и двумя пазами (снизу и сверху) звеньев 3, 4 и 5 с продольными прорезями и отверстиями под оси шарниров и неподвижного основания 6 - линейки со сквозной узкой прорезью и пазом для подобных головок осей звеньев.

На фиг. 1 прибор изображен в рабочем положении при вычерчивании овала Декарта. Оси вращения узлов III и VII закреплены неподвижно на основании 6 и находятся в фокусах овала Декарта.

Вокруг этих осей могут вращаться звенья 1 и 2. Звенья 1 и 2 и основание 6 составляют подвижный треугольник, а звенья 3, 4, 5 и основание 6 - щарнирный параллелограмм, Звенья 2 и 3 соединены с основанием 6 через звено 7. Палец 8 (узел I на фиг. 1) имеет отверстие (см. фиг. 8), в которое запрессовывается держатель пищущего штифта 9 (можно использовать пишущую ножку циркуля). Палец 8 крепится при помощи гайки с насечкой так, чтобы он мог свободно перемещаться одновременно вдоль прорезей 1 и 2. Палец 10 неподвижно закреплен на звене 2 при помощи гайки 11 (все гайки, кроме указанных особо, выполнены по типу гайки 11).

Палец 10 свободно перемещается вдоль прорези звена 3. Палец узла VI (см. фиг. 14) состоит из двух частей 12 и 13 с отверстиями. Часть 13 пальца закреплена неподвижно на звене 1 (см. фиг. 1), часть 12 свободно перемещается в прорези звена 4. Эти части соединяются при помощи щтифта 14. Такая конструкция узла VII позволяет вычерчивать симметричные части овала Декарта без частичной разборки механизма. Если вынуть щтифт 14, механизм легко переводится для вычерчивания второй симметричной части овала. Оси вращения узлов IV и VIIfзaкpeплeны неподвижно на основании 6 механизма. Вокруг этих осей вращаются звенья 3. Ось 15 узла V (см. фиг. 13) закреплена неподвижно в прорези звена 5. Вокруг этой оси вращается звено 3. Звенья 5 и 4 соединены щарнирно (см. фиг. 13).

Узлы II, IV: (Vlll), V, VI, VII могут перемещаться вдоль прорезей и фиксироваться в нужном месте при помощи гаек 11, 16, 17, 18 и 19 соответственно.

На всех осях механизма желательно устанавливать щариковые подщипники. Для предотвращения прогиба звеньев 1 и 2 палец 10 и ось вращения 20 имеют буртики соответственной высоты.

Рассмотрим кинематические схемы и принцип работы механизма. Если закрепить узлы III, IV, VII и VIII (см. фиг. 18) на поле чертежа, то при работе механизма пищущий щтифт, установленный в полом пальце узла 1, опищет овал Декарта, фокусы которого совпадут с осями узлов III И VII. Перенастройка механизма для вычерчивания овала Декарта с различными параметрами (для подобных кривых) сводится к изменению длин звеньев и CD с соблюдением условия:

S-jS; CDS,S Const

Увеличение или уменьшение одного из размеров Д S или А при постоянной величине звена 83 S ведет также к образованию овалов Декарта с другими параметрами.

С увеличением размера AiS параметры овала уменьшаются, а с увеличение.м размера А Sj. овал увеличивается. Одновременное увеличение размеров AtSl и AiSi приводит к увеличению параметров, а у.меньшение этих размеров - к уменьшению параметров овала Декарта.

Для вычерчивания строфоиды механизм перенастраивается согласно фиг. 19. Вузле И палец 10 заменяется на палец со взаимно перпендикулярными лысками, который выполняет роль крестообразного ползуна со взаимно перпендикулярными направляющими (см. фиг. 22). Палец 21 одновременно скользит вдоль прорезей звеньев 2 и 3, описывая окружность qi. Механизм должен удовлетворять условию: S 83 2S 83,

A,, откуда AjM 2Si D.

Треугольники SiSjD и MSjD равны между собой, так как SiSs SiM, углы DSiSj и DMS$ прямые, а гипотенуза SjD общая. Поэтому S,D DM, , т. е. DM DA,.

Следовательно, AjD DM Si D.

Это основное свойство строфоиды. Таким образом, механизм вычерчивает строфоиду.

Если выдержать уаювие StSj 2SiSj,

А, О AiSj,

то пишущий шрифт, установленный в узле I механизма, будет воспроизводить трилистник (см. фиг. 20). При этом узел II благодаря дополнительно введенным звену 7 и узлу X, закрепленному неподвижно на основании 6, перемещается по окружности q. Для вычерчивания кривой Каппа (см. фиг. 21) узел IV и звенья 4 и 5 излищни. Неподвижная ось вращения звена 7 перемещается вдоль прорези основания в крайнее правое положение. Палец узла IX шарнирно соединяет звенья 3 и 7. В узле I палец 8 (см. фиг. 8) заменяется пальцем квадратного сечения, а в.место пальца 10 (см. фиг. 9) устанавливается полый палец 8 узла I (см. фиг. 8).

Для предотвращения прогиба звена 3 на палец 8 надевается распорная втулка, высота которой равна толщине основания 6. При движении механизма (см. фиг. 21) пишущий штифт, установленный в полом пальце узла II, будет вычерчивать кривую Каппа.

Формула изобретения

Прибор для вычерчивания кривых третьего и четвертого порядков, содержащий две кулисы с ползунами, шарнирно укрепленные

на основании, два шарнирно соединенных ползуна с пищущим приспособлением и шарнирный четырехзвенник, состоящий из шатуна и двух смонтированных на основании с помощью переставных щарниров кривошипов, один из которых щарнирно связан с ползуном одной кулисы, отличающийся тем, что, с целью возможности вычерчивания кривых по заданному коэффициенту подобия, щарнирно соединенные ползуны с пищущим приспособлением надеты по одному на ку0лисы, а второй кривошип четырехзвенника щарнирно соединен с ползуном второй ку.мисы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фи2.1

«J/

1

7

Фиг. 2 /) Фиг. 7

гг5-6

W

ГР

Фиг.8

Фиг. 9

5г

%

16

Фиг. W

Фиг.11

Ц-й

17

Ш.

-/5

JM

яЕ

Jo

. /

f-f

/2 / /J 18

)К- Ж

13

3-3

YTy/.

/У/7А1

Г чУчУЧЧЕ

Л

(

п.

mL

Фиъ.б J ff

К.-К

И-И

Фuz.г2

11

Фиг.,5/00