ПРИБОР ДЛЯ ГРАФИЧЕСКОГО ПОСТРОЕНИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ, НАПРИМЕР, ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ КРИВЫХ ВИДА dv/dt=dl/dt=tgα Советский патент 1951 года по МПК B43L11/00 

Приборы для графического построения при производстве, например, тяговых расчетов кривых вида выполненные в виде устанавливаемой на рейсшине каретки в форме угольника, подвижно соединенной с другой кареткой, снабженной шарнирно монтированной линейкой со шкалой, известны. Однако они не обеспечивают возможности решения тригонометрических задач.

Особенность прибора, согласно изобретению, заключается в том, что его шарнирно монтированная линейка снабжена скрепленной с ней под углом 90° другой линейкой со шкалой, а для установки линеек каретка прибора снабжена транспортиром. Такое устройство прибора обеспечивает возможность решения также и тригонометрических задач.

На схематическом чертеже показан общий вид прибора.

Прибор представляет собой механизированную передвижную номограмму для нанесения на бумаге в системе координат (х) и (у) любой точки кривой графической интерпретации дифференциального, уравнения вида

Если по оси (х) отложить время (t), а по оси (у) - скорость (v) или путь (l) в принятых масштабах, то это уравнение будет уравнением движения, решаемым графически, где (m) - масса движущегося тела, принимаемая за постоянный параметр; - ускорение; (v) - скорость движения тела; (t) - время; (l) - пройденный путь; (fƒ) - разность между силой тяги (F) и суммарным сопротивлением (W) движению, которая видоизменяется в зависимости от скорости и профиля (рельефа) участка пути и других причин и обычно дается для каждого двигателя в виде его характеристики (F)=φ(v).

Прибор позволяет также решать любые тригонометрические задачи без применения математических таблиц или логарифмической линейки. С помощью встроенного в прибор транспортира, передвигаемого по рейсшине вместе с кареткой, можно определить и быстро вычислить простым делением любую тригонометрическую функцию во всех четырех квадрантах:

Прибор может быть применен также для графического интегрирования и решения уравнений типа например, при построении кривых движения (v)=φ(t) и (l)=φ(t).

Вокруг винта (b¹) вращается угольник (1), служащий для установки переменного параметра (0С). Наружные грани угольника строго перпендикулярны и пересекаются в точке (b) на оси (хх), что необходимо при построении кривых (v)=φ(l) и (l)=φ(t). Для отсчета угла (α) и отыскания тригонометрических функций служит транспортир (2) с центром полуокружности в точке (b), переставляемый вместе с кареткой по оси (хх), а вместе с рейсшиной по оси (уу).

Имея характеристики двигателя, величину силы (f)=φ(v) в (кг), как функцию от скорости в графическом виде или в виде таблицы, построение перечисленных выше кривых движения, т.е. определение ускорения или замедления производят графически при помощи прибора.

Для решения вышеуказанных задач графическим методом при помощи прибора необходимо предварительно задаться масштабами входящих в задачу величин, подсчитать значение коэффициента (m) и определить параметры (А) и (В). Желательно нанести в подготовленной для графических построений системе координат кривых зависимости (f-W)=φ(v) во втором координатном углу.

Передвижением рейсшины вверх или вниз, а каретки прибора вправо или влево, прибор устанавливают так, чтобы ось (хх) каретки, а также и ось вращения угольника, либо совпала с осью абсцисс при нахождении зависимости (v)=φ(l), (t)=φ(l) и (l)=φ(t), либо прошла через конец параметра (А) при нахождении зависимости (v)=φ(t).

Ось прибора (уу) должна совпадать (или быть параллельной) с осью ординат.

Перемещением угольника на каретке (а если необходимо, то каретки с угольником по рейсшине) совмещают ось вращения угольника с началом построения лучей (или с началом координат, либо с концом параметра (А) или (В) в соответствии с поставленной задачей) и, ослабив винт, крепящий угольник, вращают его около точки (b) так, чтобы наружная грань одной из его сторон (левой) дала возможность построения необходимого для данного момента расчета луча (ba₁). Закрепив угольник в этом положении, перемещают каретку по рейсшине таким образом, чтобы наружная грань второй стороны угольника (правой) прошла через начало координат при построении первого участка искомой кривой, или через конец уже построенного предыдущего участка перпендикулярно (ba₁), и карандашом наносят прямолинейный отрезок в интервале взятого приращения величины, для которого находится отрезок искомой кривой.

Переместив угольник снова до совпадения точки (b) с началом построения лучей, устанавливают его левую грань так, как этого требует построение второго луча (ba₂), закрепляют угольник и, передвинув каретку в положение прохождения правой грани угольника через конец уже полученной кривой, причерчивают к ней очередной участок (b₁b₂).

При построении кривой (l)=φ(t) после установки угольника так, чтобы его левая грань соответствовала направлению очередного луча, перемещают каретку по рейсшине и строят участок искомой кривой не по правой грани угольника, а по левой для того, чтобы получить отрезок, параллельный лучу.

В случае построения (l)=φ(t) в четвертом координатном углу перемещение каретки сопровождается передвижением рейсшины вниз до тех пор, пока левая грань угольника не даст возможности пристроить очередной участок к ранее нанесенному.

При отыскании части кривых (v)=φ(t) и (v)=φ(l), отвечающих режиму выбега (или торможения) при кривых (W+W) и (W+W_м+W_т), в первом координатном углу луч строится по правой грани угольника, а отрезок искомой кривой - по левой грани. Если же эти кривые нанесены во втором координатном углу, то луч должен соответствовать левой грани угольника, а участок искомой кривой строится параллельно лучу.

Прибор для графического построения при производстве, например, тяговых расчетов кривых вида выполненный в виде устанавливаемой на рейсшине каретки в форме угольника, подвижно соединяемой с другой кареткой, снабженной шарнирно монтированной линейкой со шкалой, отличающийся тем, что, с целью использования прибора для решения тригонометрических задач, шарнирно монтированная линейка снабжена скрепленной с ней под углом 90° другой линейкой со шкалой, а для установки линеек каретка снабжена транспортиром.