Чертежный прибор Советский патент 1981 года по МПК B43L11/00 

(54) ЧЕРТЕЖНЫЙ ПРИБОР

Изобретение относится к механизации графических работ, связанных с конструированием сопряженных профилей зубьев плоского зубчатого зацепления и может быть использовано для решения аналогичных задач при проектировании обкатного инструмента, а именно при определении центров и радиусов кривизны сопряженных профилей по линии зацепления. Известен чертежный прибор, содержащий закрепленную на установочной линейке в поворотном кольце прозрачную трехгранную призму, одна грань которой обращена к чертежной плоскости и имеет две взаимно перпендикулярные риски, одна из которых параллельна ребру призмы, и на боковых гранях которой симметрично и параллельно ребру нанесены две визирные риски 1. С помощью известного прибора можно строить нормали к кривым, в том числе и к линии зацепления, однако нельзя определять центры и радиусы кривизны сопряженных профилей по линии зацепления. Цель изобретения - расширение диапазона решаемых дериватором задач и ускорение процесса определения центров и радиусов кривизны сопряженных профилей по линии зацепления. Для достижения указанной цели прибор имеет три дополнительные линейки, первая из которых жестко связана с кольцом, закрепленные на установочной линейке крестовину со стопором, двумя взаимно перпендикулярными пазами и опорными иглами и ползуны с нониусом и стопором и шарнирно связанную с ползуном направляющую, при этом вторая дополнительная линейка установлена в направляющей, а третья - в одном из пазов крестовины. На фиг. 1 показан прибор, общий вид; на фиг. 2 - схема для теоретического обоснования. Прибор представляет собой плоский подвижный многозвенник и содержит прозрачную трехгранную призму 1, жестко закрепленную в несущем кольце 2, которое в свою очередь поворотно установлено в рычаге 3 и может быть повернуто в нем при .помощи линейки 4, жестко соединенной с несущим кольцом, плоскость одной из боковых граней линейки 4 проходит через ребро призмы 1. Рычаг 3 жестко соединен с установочной линейкой 5, снабженной линейной щкалои с риской нулевого деления, проходящей через ось вращения призмы 1. Одна грань призмы обращена к чертежной плоскости и имеет в центре две взаимно перпендикулярные риски, одна из которых параллельна ребру призмы, и на боковых гранях которой симметрично и параллельно по отношению к ребру нанесены две визирные риски. Линейка 5 установлена с возможностью г(оступательного перемещения в жесткой крестовине 6, с двумя взаимно перпендикулярными пазами, снабженной стопором 7 для фиксирования положения установочной линейки и двумя опорными иглами, одна из которых, со стороны призмы, предназначена для установки в процессе работы в полюсе зацепления Р и фиксирования совместно со второй иглой положения чертежного прибора на листе ватмана. В крестовине 6 также подвижно установлена линейка 8, которая может соверщать поступательное перемещение в направлении, перпендикулярном направлению перемещения установочной линейки, при этом плоскость 5 одной из боковых граней линейки 8 проходит через ось огюрной иглы крестовины 6 устанавливаемой в полюсе зацепления Р. На линейке 5 установлен с возможностью поступательного перемещения ползун 9, снабженный конусной нжалой и стопором 10 для фиксирования своего положения. Поллун 9 шарнирно связан с нaнpaвляFOщeй 11, в которой установлена с возможностью ноступательпого перемеп 1ения линейка 12, плоскость одной из боковых граней которой проходит через центр шарнира, в котором имеется отверстие для установки иглы с целью произведения отметки на чертеже центр шарнира находится на прямой, проходящей через нулевую риску нониуспой н.1калы движка 9. Центр оси вращения кол1)ца 2, центр оси опорной иглы крестовины б, устанавливае.мой в полюсе зацепления Р. Центр шарнира расположен на одной прямой, параллельной боковым граням устаногючной линейки 5. Теоретическое обоснование работы прибора. Характеристикой абсолютного движения контактной точки в плоском зубчато.м зацеплении является линия зацепления (ЛЗ), размеры и форма которой определяются размерами Ri и Ra окружностных центроид и формой любого из сопряженных профилей. Геометрически ЛЗ является результатом ортогональных преобразований одного из сонряженных профилей с его нормалями, при которых, например, профиль f с нормалью п поворачивается относительно центра О,1 до положения, когда эта нор у;аль будет проходить через полюс зацепления Р и занимать положение п . В этом положеьшн основание нормали - точка К является точкой, нринадлежащей ЛЗ. Картина скоростей для контактной точки К такова, что Ve, j соответственно векторы Vz, Vij,скоростей переносных и относительных ее движений;Vj -вектор скорости относительного движения профилей в точках; Vj - вектор скорости абсолютного движения. Последний вектор имеет направление касательной к ЛЗ. Для сопряженных профилей в их общей контактной точке К можно определить при помощи известного построения Бобилье положения центров кривизны Si и Sj радиусы кривизнь KSi и KSj основе известного доказательства построения Бобилье, являющегося графическим аналогом формулы Эйлера-Савери, положен тот факт, что точка S для которой полюс зацепления является ее ортогональной проекцией на контактной нормали п - п , является в заменяющем четырехщарнирном механизме OiQjSjSi мгновенным центром вращения шатуна S) S в его абсолютном движении - движении по отношению к стойке Это означает, что скорость точки К в абсолютном движении, как точки, принадлежащей шатуну, направлена перпендикулярно отрезку К 3, являющемуся ее мгновенным радиусом вращения. Вместе с тем, скорость точки К, как точки, принадлежащей ЛЗ, направлена по касательной к ЛЗ. Следовательно, можно заключить, что нормаль к ЛЗ в рассматриваемой точке К проходит через мгновенный центр S. Эта особенность является характерной для всех точек ЛЗ, причем каждой точке К;, на ЛЗ соответствует свой определенный центр Sj.. Установленное свойство нормалей ЛЗ позволяет расширить известное построение Бобилье и решить задачу на определение центров и радиусов кривизны сопряженных профилей посредством ЛЗ. Работа с помощью прибора выполняется следующим образом. На лист ватмана, на котором вычерчены в увеличенном масштабе окружностные центроиды с центрами О, и Oj, точка их касания, Р, являющаяся полюсом зацепления, а также линия зацепления ЛЗ, устанавливают прибор таким образом, чтобы установочное острие той опорной иглы крестовины 6, которая расположена со стороны призмы 1, совпало с полюсом зацепления Р. Перемещая установочную линейку 5 в крестовине 6, добиваются такого ее положения, при котором призма I устанавливается над ЛЗ. Зафиксировав линейку 5 в крестовине при помощи стопора 7, поворачивают посредством линейки 4 несущее кольцо 2 с призмой 1 до такого его положения, при котором излом преломленного в призме изображения заданной ЛЗ, окажется на ребре призмы. В этом случае ребро призмы, а следовательно и плоскость боковой грани линейки 4, совпадающая с ребром, будут направлены по нормали к ЛЗ. Проведя вдоль этой грани на чертеже прямую линию, поворачивают линейку 4 в сторону от крестовины 6. Затем, перемещая линейку 8 в крестовине, добиваются такого ее положения, при котором боковая грань линейки пересекает построенную прямую линию. После этого проводят вдоль указанной грани прямую линию, исходящую из полюса зацепления Р, и освобождают рабочую зону чертежа от линейки 8. Перемещая движок 9 по установленной линейке 5, добиваются такого его положения, при котором плоскость боковой грани линейки 12 со стороны щарнира Si проходит через точку пересечения построенных ранее прямых линий и центр О первой центроиды. Зафиксировав посредством стопора 10 движок 9, снимают показания по шкале установочной линейки 5 и нониусной шкале движка и делают на чертеже отметку при помощи иглы, вставляемой в отверстие оси шарнира. Выполненная отметка будет являться центром кривизны одного из профилей в его контактной точке на ЛЗ. Аналогичным образом при помощи линейки 12 определяется в той же точке центр Si и величина радиуса кривизны другого профиля. Формула изобретения Чертежный прибор, содержащий закрепленную на установочной линейке в поворотном кольце прозрачную трехгранную призму, одна грань которой обращена к чертежной плоскости и имеет две взаимно перпендикулярные риски, одна из которых параллельна ребру призмы, и на боковых гранях которой симметрично и параллельно ребру нанесены две визирные риски, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач, он имеет три дополнительные линейки, первая из которых жестко связана с кольцом, закрепленные на установочной линейке крестовину со стопором, двумя взаимно перпендикулярными пазами и опорными иглами и ползун с нониусом и стопором и шарнирно связанную с ползуном направляющую, при этом вторая дополнительная линейка установлена в направляющей, а третья - в одном из пазов крестовины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 610684, кл. В 43 L 11/00, 1976.