Прибор для воспроизведения кривых

 

Использование: в чертежных приборах для воспроизведения функциональных кривых в качестве наглядного средства обучения в учебных заведениях. Сущность: прибор включает два шарнирных параллелограмма, образованных двумя двуплечими кривошипами и двумя шатунами с прорезями. Прорези шатунов пересекаются с прорезями вертикальных стержней, а в точках их пересечения установлены пишущие штифты. Шарнирные параллелограммы связаны между собой фрикционной передачей, а шатуны одного из них дополнительно связаны с вертикальным стержнем инверсорами. Прибор снабжен двумя каретками, состоящими из горизонтальных направляющих с установленными в них штоками. Со штоками жестко скреплены вертикальные стержни. 1 ил.

Изобретение относится к приборам для воспроизведения кривых и может быть использован, например, в учебном процессе в ВУЗах.

Известен прибор для вычерчивания кривых, содержащий два кинематически связанных шарнирных параллелограмма, каждый из которых имеет ведущий и ведомый кривошипы и шатун с прорезью, пишущие штифты, два вертикальных звена, связанных с шатуном одного из параллелограммов посредством жестко закрепленных на них ползунов, наклонное звено, шарнирно соединенное одним концом с ползуном одного из вертикальных звеньев, другим концом с другим вертикальным звеном, каретку, состоящую из горизонтального штока, установленного в направляющей и жестко скрепленного с ним вертикального стержня с прорезью, пантограф, имеющий вертикальное неподвижное звено с двумя ползунами, установленные соосно ведущим кривошипом зубчатые колеса, связанные гибкой связью, и зубчатое колесо с неподвижной осью, при этом кривошипы второго шарнирного параллелограмма шарнирно установлены на наклонном звене, пишущие штифты установлены в месте пересечения прорези вертикального стержня с прорезями шатунов, а ведущий кривошип первого параллелограмма кинематически связан с кареткой реечными передачами, рейки которых жестко скреплены с ползунами вертикального звена пантографа и штоком и взаимодействуют с зубчатым колесом кривошипа и зубчатым колесом с неподвижной осью.

Указанный прибор не обеспечивает воспроизведение проекций кривых пересечения поверхностей двух конусов, оси которых взаимно перпендикулярны и пересекаются.

Известен также прибор для воспроизведения кривой, содержащий шарнирный параллелограмм, состоящий из двух кривошипов и шатуна с прорезью, горизонтальную направляющую, установленный в ней шток, вертикальное звено с прорезью, жестко скрепленное со штоком наклонное звено с прорезью и пишущие штифты, две вертикальные траверсы с прорезями, связанные с горизонтальной направляющей посредством жестко закрепленных на них ползунов, два инверсора, каждый из которых связывает ползун одной из траверс с вертикальным звеном, при этом один из кривошипов связан с одной из траверс посредством закрепленного на его конце штифта, установленного в прорези траверсы, вторая траверса связана с шатуном и наклонным звеном посредством штифта, установленного в их прорезях в месте пересечения, один пишущий штифт установлен в прорези вертикального звена в месте соединения инверсоров, а второй в прорезях шатуна и вертикального звена в месте их пересечения.

Однако указанный прибор не позволяет воспроизводить проекций кривых пересечения поверхности двух конусов, оси которых взаимно перпендикулярны и пересекаются.

Цель изобретения расширение диапазона воспроизведения кривых путем одновременного вычерчивания проекций линий пересечения двух конусов, когда оси перпендикулярны и пересекаются, в плоскостях XOY и XOZ с помощью плоского аналога.

Поставленная цель достигается тем, что известный прибор содержит корпус, каретку, состоящую из горизонтальной направляющей установленного в ней штока, вертикальное звено с прорезью, жестко скрепленное со штоком, пишущие штифты, две вертикальные траверсы с прорезями, связанные с горизонтальной направляющей посредством жестко закрепленных на них ползунов, инверсора, каждый из которых связывает ползун с одной из траверс с вертикальным звеном, при этом один пишущий штифт установлен в прорезях шатуна и вертикального звена в месте их пересечения и наклонное звено с прорезью он имеет каретку, состоящую из горизонтальной направляющей установленного в ней штока, вертикального стержня с прорезью жестко скрепленного со штоком, двуплечные шарнирные параллелограммы, связанные друг с другом фрикционной передачей, каждый из которых состоит из двух двуплечных кривошипов и двух шатунов с прорезями, при этом шатуны с прорезями одного двуплечного шарнирного параллелограмма связаны с вертикальными стержнями прорезями посредством пишущих штифтов, установленных в месте их пересечения, а шатуны с прорезями второго двуплечного шарнирного параллелограмма связаны также с вертикальными стержнями прорезями посредством пишущих штифтов, установленных в месте их пересечения и связаны инверсорами.

Указанное отличие в исследованном классе не обнаружено.

На чертеже представлена кинематическая схема прибора и показано взаиморасположение двух конусов, оси которых перпендикулярны и пересекаются.

Для образования функциональных кривых S₁ f₁( ϕ_i) и S₂ f₂( ϕ_i) проекции кривой пересечения поверхностей двух конусов на плоскости XOY и XOZ и предназначен прибор, который содержит два двуплечих шарнирных параллелограмма ABO₁CDO₂ и μωO₃LKO₄, состоящих из ведущих двуплечих кривошипов 1 и 2, шарнирно установленных на корпусе основания 3, ведомых двуплечих кривошипов 4, 5 и шатунов с прорезями 6, 7, 8 и 9. На осях О₁ и О₃ сидят фрикционные диски 10 и 11, на которые перекинут ремень 12, с помощью которого связаны двуплечие шарнирные параллелограммы. Каретки, состоящие из горизонтальных штоков 13 и 14, установлены в направляющих основания 3 и жестко скреплены с ним вертикальными стержнями 15 и 16 прорезями. Каретки кинематически связаны с ведущими кривошипами 1 и 2 с помощью пишущих штифтов 17-22, установленных прорезями стержней 15 и 16 и прорезями шатунов 6, 7, 8 и 9 в месте их пересечения. Ползуны траверсы 23 и 24 связаны вертикальными стержнями 15 и 16 и инверсорами, содержащими крестообразные звенья 25, 26, и ползуны 27-30. При этом плечи крестообразных звеньев 25, 26 и несущие ползуны 27 и 28 связаны с направляющей основания 3 в точке 0. Наклонное звено 31 прорезью кинематически связано с шатунами прорезями 6 и 7 с помощью штифтов 32, 33, установленных в месте их пересечения.

Принцип действия прибора.

При настройке прибора длина кривошипов АО₂ и ВО₁ шарнирного двуплечего параллелограмма ABO₁CDO₂ равна длине отрезка a¹k. Отрезок a¹k получается при пересечении образующей конусов, т.е. из точки а¹ если опускать перпендикуляр на отрезок mn, отрезок mn получается соприкасанием образующего конуса и окружности радиусом с центром О₅, который получается при пересечении осей двух конусов Е и F, а длина кривошипов О₁С и DO₂ равна длине отрезка c¹f. Отрезок c¹f получается при пересечении образующей конусов Е и F, т.е. если из точки с¹ опустить перпендикуляр на продолжение отрезка mn. Длина двуплечих кривошипов 2 и 5 шарнирного двуплечего параллелограмма mWO₃LKO₄ равна длине отрезка ee. Отрезок ее получается при пересечении образующего конуса F с окружностью радиусом r₁ o₅l oe. Основание О₁О₂ шарнирного двуплечего параллелограмма АВО₁CDO₂ совпадает с отрезком mn, а основание О₃О₄ шарнирного двуплечего параллелограмма mWO₃LKO₄ проходит через точку О параллельно основанию О₁О₂ шарнирного двуплечего параллелограмма АВО₁СDO₂. Наклонное звено 31 совпадает с образующей конуса Е при повороте двуплечего кривошипа 1 шарнирного параллелограмма АВО₁CDO₂ по ходу часовой стрелки с помощью ременной передачи 12 двуплечий кривошип 2 шарнирного параллелограмма MWO₃LKO₄ поворачивается против хода часовой стрелки. Шатуны 6 и 7 приводят в движение штифты 32 и 33, что вызывает перемещение траверс 23, 24 и инверсоров с крестообразными звеньями 25 и 26, а инверсоры с крестообразными звеньями 25, 26 приводят в движение стержни 15, 16 с помощью пишущих штифтов 19, 21, установленных в прорезях шатунов 8 и 9 в месте их пересечения. Таким образом, при вращении кривошипов 1 и 2 по ходу часовой стрелки пишущие штифты в точках 19-22 вычерчивают на плоскости XOY горизонтальную проекцию линии пересечения двух конусов S₁ f₁(ϕ_i ), а пишущие штифты в точках 17 и 18 вычерчивают на плоскости XOZ вертикальную проекцию S₂ f₂ (ϕ_i) С целью расширения круга решаемых задач параметры прибора возможно сделать регулируемыми.

Формула изобретения

ПРИБОР ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ КРИВЫХ, содержащий корпус, шарнирный параллелограмм, состоящий из двух кривошипов и шатуна с прорезью, каретку, состоящую из горизонтальной направляющей с установленным в ней штоком, наклонное звено и вертикальный стержень с прорезями, причем последний жестко связан со штоком, а его прорезь пересекается с прорезью шатуна, две вертикальные траверсы с прорезями, связанные с горизонтальной направляющей посредством жестко закрепленных на них ползунов, два инверсора, каждый из которых связывает ползун одной из траверс с вертикальным стержнем, и пишущие штифты, один из которых установлен в точке пересечения прорезей шатуна и вертикального стержня, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона воспроизводимых кривых, он снабжен второй кареткой, состоящей из горизонтальной направляющей с установленным в ней штоком, вторым вертикальным стержнем с прорезью, жестко связанным со штоком, и вторым шарнирным параллелограммом, связанным с первым фрикционной передачей, при этом каждый из шарнирных параллелограммов образован двумя двуплечими кривошипами и двумя шатунами с прорезями, прорези шатунов обоих параллелограммов и прорези вертикальных стержней выполнены пересекающимися, а в точках их пересечения установлены пишущие штифты, причем шатуны одного шарнирного параллелограмма дополнительно связаны с вертикальными стержнями инверсорами.

РИСУНКИ

Рисунок 1