Прибор для вычерчивания кривых Советский патент 1982 года по МПК B43L13/00 

(5) ПРИБОР ДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ КРИВЫХ

1

Изобретение относится к приборам для вычерчивания кривых, в частности к устройствам для автоматизации чертежных .или плазовых работ при восстановлении (вычерчивании) точечно заданных аэродинамических контуров в виде составной кривой (обвода линий) , состыкованной из дуг кривых второго порядка с наперед заданными значениями инженерного дискриминанта.

Известен прибор для вычерчива.ния кривых второго порядка, содержащий три установленных на основании переставных ползуна, соединенных в треугольник тремя стержнями, каждый из которых одним концом шарнирно связан с одним из ползунов, а другим образует поступательную пару с другим ползуном, и пишущее приспособление l J.

известный прибор не позволяет восстанавливать контуры с учетом наперед заданного значения

инженерного дискримината, т.е. способа построения обводов, который нашел наибольшее распространение при плазовых работах в авиационной промышленности.

Целью изобретения является расширение диапазона решаемых задач.

Поставленная цель достигается тем, что прибор для вычерчивания кривых, содержащий три установлен10ных на основании переставных ползуна, соединенных в треугольник тремя стержнями, каждый из которых одним концом шарнирло связан с одним из ползунов, а другим образует посту15пательную пару с другим ползуном и пишущее приспособление, имеет линейку, одним концом шарнирно связанную с одним из ползунов и другим концом соединенную с противолежащим

20 ему стержнем посредством двойно.го ползуна, шарнирно связанный ; линейкой рычаг и две пары штанг, попарно шарнирно связанных с другими переставными ползунами, при этом штанги, связанные с разными ползунами, попарно соединены между собой и с рычагом посредством строенных шарнирно связанных ползунов, штанги каждой пары, не связанные строенным ползуном, соединены при помощи двух шарнирно связанных ползунов, а пишущее приспособление установлено на последних. На фиг. 1 показана кинематическая схема прибора; на фиг. 2 - схема теоретического обоснования прибора, . Устройство содержит- три стержня 1, 2 и 3 которые с помощью шарнирных переставных ползунов 4, 5 и 6, несущих острия располагаются на поле чертежа (плаза) .таким образом, чтобы они совпали с базовым , где F - начальная точка искомой дуги; f 1. - конечная точка этоЛ ЛУГи; Т - точка пересечения касательных прямых в граничных точках дуги (фиг. 2)I причемстержень 3 имеет градуированную шкалу с началом в точке . 8 шарнире ползуна 6 одним концом закреплена линейка 7-, второй конец которой свободно скользит в двойном шарнирном ползуне-нониусе 8, расположенном на градуированном стержне 3. Линейка 7 фиксируется в базовом треугольнике таким образом, чтобы она занимала положение его медианы. Устройство содержит также четыре штанги , образующие полный четырехсторонник, одни концы противополо ных сторон которых попарно (9, 10 и 11, 12) закреплены в соответствующих шарнирах переставных ползунов 4 и 5 расположенных в граничных точках дуги, а вторые концы свободно скользят в тройных шарнирных ползунах .13 и 1. Причем одна сдвоенная вершина четырехсторонника жестко фиксируется винтами 15 и 16 таким образом, чтобы она совпала с соответствующим зна)ением инженерного дискримината на линейке 7. В противоположной сдвоенной вершине располагается двойной шарнирный ползун 17, который снабжен пишущим (режущим) устройство (не показан). В шарнире переставного ползуна 6 закреплен стержень 18, занимающий положение диагонали четырехсторонни ка и свободно скользящий в тройных шарнирных ползунах 13 и 1. Для вычерчивания дуги кривой вто рого порядка (эллипса, параболы, ги перболы) по ее граничным условиям (двум граничным точкам, соответствующим касательным прямым и значению инженерного дискримината) с помощью предлагаемого прибора необходимо его зафиксировать на поле чертежа (плаза) так, чтрбы стержни 1, 2 и 3 совпали со сторонами базового , а шарнирные переставные ползуны t, 5 It 6 заняли бы положение в вершинах этого треугольника, причем стержень 3. который имеет градуированную шкалу, совпал бы с хордой искомой дуги. Линейку 7 с помощью двойного шарнирного ползунанониуса 8 располагают в базовом треугольнике так, чтобы она заняла положение медиань. На линейке 7 отмечается точка с .заданным з начением инженерного дискримината. Штанги 10 и 12 фиксируют винтами 15 и 16 на поле чертежа так, чтобы их точка пересечения совпала с точкой на линейке 7 с наперед заданным значением инженерного дискримината. Тогда при перемещении двойного шарнирного ползуна с пишущим устройством вычертим искомую дугу кривой второго порядка: параболу, если точка пересечения штанг 10 и 12 совпадает с серединой медианы (линейка 7); эллипс, если точка пересечения штанг 10 и 12 расположена ниже середины медианы (ближе к хорде дуги) ; гиперболу, если точка пересечения штанг 10 и 12 расположена выше середины медианы (ближе к точке пе|: есечения касательных прямых). Пусть на плоскости заданы следующие краевые условия искомой дуги кривой второго порядка (фиг. 2): две граничные точки F-, F , соответ- . ствующие касательные прямые t , ti причем tj nti4i T, но в общем слу . , , . Рассмотрим возможность построения дуги кривой второго порядка (эллипса, параболы, гиперболы и в частном случае окружности, если .) при наперед заданных краевых условиях этой дуги и Значении инженерного дискримината геометрическими построениями, не выходя за пределы базового iFi,.. На основании теоремы Паскаля точки пересечения трех-пар противоположных сторон шестиугольника, вписанного в коническое сечение, лежат

на одной прямой. В частном случае эта конфигурация может быть сведена к случаю, когда кривая второго порядка может быть задана базовым ТР{ + ( (фиг; 2) и точкой F , взятой на медиане TN этого треугольника, причем в авиационной, промышленности положение точки F на медиане задается так. называемым дискриминатом f FN/TN .

При 0.,5 кривая будет эллипсом; если f 0,5 кривая парабола; если О, кривая - гипербола.

Алгоритм построения текущей точки F кривой второго порядка осуществляется с помощью построения полного четырехсторонника а, Ь, с, d: проводим прямую а через точки и F и прямую .Ь через точки Fj и F; проводим диагональ 1 и отмечаем ее точки пересечения с прямыми а и Ь: , ; проводим прямую с через точки F и G и прямую d через точки и Е; отмечаем искомую текущую точку F кривой второго порядка как пересечение прямых d и с ().

Непрерывно вращая диагональ 1 вокруг точки Т, построим искомую дугу кривой второго порядка с заданными краевыми условиями и соответствующим значением инженерного дискримината.

Таким образом, если на чертеже (плазе) задан табличный аэродинамический контур, который дополнен соответствующими касательными прямыми и значениями инженерного дискримината, то для каждой смежной пары точек можно построить дугу кривой второго порядка и тем самым восстановить точечный контур в виде обвода первого порядка гладкости.

Использование изобретения позволит автоматизироватьпроцесс восстановления рациональных точечно заданных аэродинамических контуров в вид 5 лобвода из дуг кривых второго порядка.

Формула изобретения

10

Прибор для вычерчивания .кривых, содержащий три установленных на оснрвании переставных ползуна, соединенных в треугольник тремя стержнями, каждый из которых одним концом шарнирно связан с рдним из ползунов, а другим образует поступательную пару с другим ползуном, и пишущее приспособление, отличающий 0 с я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач, он имеет линейку, одним концом шарнирно связанную с одним из ползунов и другим концом соединенную с противолежащим

5 ему стержнем посредством двойного ползуна, шарнирно связанный с линейкой рычаг и две пары штанг, попарно шарнирно связанных с другими переставными ползунами, при этом штанги,

0 связанные с разными ползунами, попарно соединены между собой и с рычагом посредством строенных шарнирно связанных ползунов, штанги каждой .пары, не связанные строенным полз,уном, соединены при помощи двух шарнирно связанных ползунов, а пишущее , приспособление установлено на последних. . , , .

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

f тбб+дб, кл. в L 11/02, 1963.