Прибор для вычерчивания кривых

 

Союз Советских

Социапистическик

Республик

ОП КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii921886 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22. 09. 80 (21) 2986826/28-12 с прнсоеаинением заявки М— (5I )È. Кл.

В 43 L 13/00

3Ъеударстеопай квинтет

СССР в делен вэобретений к открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23. 04. 82. Бюллетенить М 15 (53) УДK 744.

34(088.8) Дата опубликования описания 25.04.82 (72) Автор изобретения

Е. Г. Утишев

1 I

) Таганрогский радиотехнический институт им. В,Д. Калмыкова (71) Заявитель. (54) ПРИБОР ДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ КРИВЫХ

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 вычерчивания кривых второго порядка, содержащий три установленных на основании пере. ставных 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 (1).

Однако известный прибор не позволяет восстанавливать контуры с учетом наперед заданного значения инженерного дискримината, т.е. способа построения обводов, который на" шел наибольшее распространение при плазовых работах в авиационной промышленности.

Целью изобретения является рас1. ширение диапазона решаемых задач.

Поставленная цель достигается тем, что прибор для вычерчивания кривых, 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 постут5 пательную пару с другим ползуном и пишущее приспособление, имеет линейку, одним концом шарнирно связанную с одним иэ ползунов и другим концом соединенную с противолежащим

20 ему стержнем посредством двоиного ползуна, шарнирно связанный с линейкой рычаг и две пары штанг, попарно шарнирно связанных с другими пере1886 4

20. 3 92 ставными 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 полэунов 4, 5 и 6, несущих острия располагаются на поле чертежа (плаза) .таким образом, чтобы они совпали с базовым aF„TF„+, . где F — начальная точка искомой ду1 ги; Г,.1 - конечная точка этоД дуги;

T - точка пересечения касательных прямых в граничных точках дуги (фиг. 2), причем стержень 3 имеет градуированную шкалу с началом в

B 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 9-12, 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 14. Причем одна сдвоенная вершина четырехсторонника жестко фиксируется винтами 15 и 16 таким образом, чтобы она совпала с соответствующим значением инженерного дискримината на линейке 7. В противоположной сдвоенной вершине располагается двойной шарнирный ползун 17, который снабжен пишущим (режущим) устройство (не показан).

8 шарнире переставного ползуна б закреплен стержень 18, занимающий положение диагонали четырехсторонника и свободно скользящий в тройных шарнирных ползунах 13 и 14.

Для вычерчивания дуги кривой второго порядка (эллипса, параболы, ги25

50 м

l 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, чтобы стержни 1, 2 и 3 совпали со сторонами базового

АГ ТГ,, а шарнирные переставные ползуны 4, 5 и 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 медианы. На линейке 7 отмечается точка с .заданным значением 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 пересече ния штанг 10 и 12 расположена ниже середины медианы (ближе к хорде дуги)", гиперболу, если точка пересечения штанг 1О и 12 расположена выше середины медианы (ближе к точке пересечения касательных прямых), Пусть на плоскости заданы следующие краевые условия искомой дуги кривой второго порядка (фиг. 2): две граничные точки F< F,-„, соответствующие касательйые прямые t причем t

Значении инженерного дискримината геометрическими построениями, не выходя за пределы базового ьГ TF i

i — 4

На основании теоремы Паскаля точки пересечения трех пар противоположных сторон шестиугольника, вписанного в коническое сечение, лежат

921886

5 на одной прямой. В частном случае эта конфигурация может быть сведена к случаю, когда кривая второго порядка может быть задана базовым

nF< TF„+< (фиг. 2) и точкой F, взятой на медиане TN этого треугольника, причем в авиа.ционной. промышленности положение точки F на медиане задается так называемым дискриминатом Е = F N/TÈ

При ОСГс0,5 кривая будет эллипсом; если f = 0,5, кривая - парабола; если 0,5

Алгоритм построения текущей точки F кривой второго порядка осуществляется с помощью построения полного четырехсторонника а, Ь, с, d: проводим прямую а через точки F. u

F и прямую .Ь через точки Р„+» и

F ; проводим диагональ 1 и отмечаем ее точки пересечения с прямыми а и

Ь: Е=ап1, G=bn.1; проводим прямую с через точки F< и G и прямую d через точки Г»».» и Е; отмечаем ис-. комую текущую точку F кривой второго порядка как пересечение прямых d и с (F=dnc).

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

Таким образом, если на чертеже (плазе) задан табличный аэродинами" ческий 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 автоматизировать процесс восстановления рациональных точечно заданных аэродинамических контуров в виде

g ..=рбвода из дуг кривых второго порядка.

Формула изобретения

Прибор для вычерчивания .кривых, содержащий три установленных на основании переставных ползуна, соединенных в треугольник тремя стержня З ми, каждый из которых одним концом шарнирно связан с рдним из ползунов, а другим образует поступательную пару с другим ползуном, и пишущее приспособление, о т л и ч а ю щ и й-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 г ему стержнем посредством двойного ползуна, шарнирно связанный с 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 ползу35 ном соединены при помощи двух шарнирно связанных ползунов, а пишущее приспособление установлено на послед- них.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР,11 166498, кл. В 43 L 11/02, 1963..