Прибор для вычерчивания кривых 2-го порядка

Прибор для вычерчивания кривых 2-го порядка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П "И С " А Н И Е (11)682395

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.04.76 (21) 2353616/28-12 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

В 43L 11/02

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (53) УДК 744.34 (088.8) ло делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (72) Авторы изобретения

А. С. Вернидуб и В. T. Шеин (71) Заявитель (54) ПРИБОР ДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ КРИВЫХ

ВТОРОГО ПОРЯДКА

Изобретение относится к средствам механизации графических работ, в частности к приборам для вычерчивания кривых 2-го порядка.

Известен прибор для вычерчивания кривых 2-го порядка, содержащий направляющую с ползуном и три кулисы, шарнирно укрепленные на основании, первая и вторая из которых связаны при помощи двух ползунов, образующих одну вращательную пару, вторая и третья кулисы соединены посредством двух ползунов, несущих пишущее приспособление и образующих вторую вращательную пару, а ползун направляющей шарнирно связан с первой вращательной парой,(1).

Недостатками известного прибора являются сложность конструкции (он содержит двенадцать звеньев), в связи с чем он не обеспечивает достаточной точности, и сложность настройки прибора, Цель изобретсния — повышение точности вычерчивания и упрощение настройки.

Для этой цели в предлагаемом приборе первая и третья кулисы связаны с помощью крестообразного ползуна.

На фиг. 1 изображен новый триадный определитель кривой 2-го порядка; на фиг, 2 — кинематическая схема предложенного прибора, настроенного для вычерчивания эллипса; на фиг. 3 — прибор, настроенный для вычерчивания гиперболы; на фиг. 4— прибор, настроенный для вычерчивания параболы.

5 В основу прибора положена геометрическая триада, позволяющая строить плоские кривые по единому алгоритму. Разработанный метод устанавливает органическую связь синтеза механизмов с синтетическими

I0 построениями кривых линий по триадным определителям. Построение эллипса, гиперболы и параболы осуществляется по заданным диаметру и хорде, что очень важно в инженерной практике.

15 Для построения той или иной коники необходимо составить определитель кривой.

Пусть дан диаметр S проводится через хорду CD, окружность qq — через три точки

20 S, С, D. Точки S и 5е принимаются за центры, а третий центр Sa находится в пересечении окружности q> с диаметром

S>S>. Таким образом, получен триадный определитель кривой 2-го порядка, состав25 ленный тремя коллинеарными центрами

5ь Sz, $а, прямой дь перпендикулярной к линии центров, и окружностью q>, на концах диаметра которой располагаются центры

Si и 5 (фиг. 1). Построение коники qa ocy30 ществляется способом триады.

682395

G0

В зависимости от значения параметров (d — диаметр окружности q>, а и b — линейные размеры, показывающие удаление центров S> и S от прямой ql) и их отношений можно получить разные кривые 2-ro порядка как по виду, так и по формс:

1. Если линейные размеры а и b располагаются по одну сторону от прямой п, то кривая qq — эллипс (фиг. 1, 2).

2. Если линейные размеры а и b располагаются по разные стороны от прямой qÄ то кривая дз — гипербола (фиг. 3).

3. Если линейный размер b есть величина бесконечная, то определенный этим параметром центр S> находится в бесконечности (направление на этот центр показывает линия S S ), и кривая q> является параболой (фиг. 4).

После овеществления в материале триадного определителя (фиг. 1) получается

10-звенный прибор, позволяющий достичь поставленной цели.

На фиг. 2 показана кинематическая схема предлагаемого прибора. На неподвижном звене 1, несущем прямолинейную направляющую q>, закреплены с помощью переставных шарниров кулисы 2, 3 и 4. Ползун 5 установлен с возможностью скольжения по кулисе 2 и образует в точке А первую вращательную пару с ползуном 6, одетым на кулису 3, а ползун 7 шарнирно соединен в точке А> с ползунами 5, 6 и скользит по неподвижной прямолинейной направляющей q . По кулисе 3 может скользить ползун 8, образующий в точке Аз вторую вращательную пару с ползуном 9, скользящим по кулисе 4. В свою очередь кулисы 2 и 3 связаны между собою с возможностью перемещения при помощи крестообразного ползуна 10 со взаимно перпендикулярными направляющими. В точке Аз вставлен пишущий штифт.

Прибор используют следующим образом.

Если закрепить неподвижное основание прибора так, чтобы пишущий штифт расположился над листом чертежной бумаги, то при вращении кулисы 2 вокруг центра S будут вращаться и кулисы 3 и 4 соответственно вокруг осей †центр S> и S стоек неподвижного звена 1. При этом все звенья прибора будут перемещаться, и пишущий штифт опишет кривую второго порядка — эллипс qq (фиг. 2). Таким образом, прибор осуществит преобразование прямой q и окружности q, сопряженных в триаде, в эллипс.

Настройка прибора для вычерчивания эллипсов, гипербол и парабол по заданному диаметру и хорде проста, Пусть задан диаметр S S и хорда CD эллипса. Настройка прибора сводится к следующему (фиг. 2). На неподвижном основании на расстоянии, равном длине диаметра, жестко фиксируются переставные 0

30 > )Д

50 дЭ шарниры в центрах S и S,. Исходя из конкретных инженерных условий, выбирается линейный параметр b и на этом расстоянии от центра Sz жестко фиксируется прямолинейная направляющая q>, на которой отмечается точка D, удаленная от геометрической оси SiSqSq шарниров на велисв чину . Параметр а является зависимым

2 от заданных и определяется следующим образом. Расслабляется крепление переставного шарнира в центре S> и геометрический центр крестообразного ползуна 10 совмещается с точкой D. При этом все звенья прибора переместятся и шарнир в центре

Sg займет требуемое положение (параметр а установлен), в котором он жестко фиксируется. Прибор настроен для вычерчивания эллипса по заданным параметрам.

Если на чертеже известны положения точек S„, S и D, то настройка прибора сводится к совмещению геометрических осей соответствующих шарниров с этими точками с последующим жестким их фиксированием на основании.

Настройка прибора для вычерчивания гиперболы по заданному расстоянию между вершинами Яь S> и хорде CD выполняется аналогично (фиг. 3).

Для вычерчивания параболы прибор настраивается путем удаления в бесконечность шарнира в центре S>. Это приводит к незначительному изменению кинематической схемы прибора (фиг. 4), который становится восьмизвенным. Это достигается путем замены кулисы 3 и ползунов 6 и 7 (фиг. 2, 3) ползуном 3 (фиг. 4), скользящим по неподвижной направляющей q> и выполненным в виде прямоугольной траверсы, которая связана при помощи диады, состоящей из ползунов 6 и 7, с кулисой 4 с возможностью перемещения. Определение положения шарнира в центре S> на основании при заданной хорде CD осуществляется точно так же, как и при настройке прибора для вычерчивания эллипса и гиперболы.

Таким образом, предлагаемый прибор для вычерчивания коники по заданным параметрам настраивается путем фиксирования в определенных местах переставных шарниров с центрами 5ь 5 и 5> в прорези основания.

Прибор имеет одну степень свободы, Формула изобретения

Прибор для вычерчивания кривых вто- рого порядка, содержащий направляющую с ползуном и три кулисы, шарнирно укрепленные на основании, первая и вторая из которых связаны при помощи двух ползунов, образующих одну вращательную пару, вторая и третья кулисы соединены по682395 средством двух других ползунов, образующих вторую вращательную пару, несущую пишущее приспособление, а ползун направляющей шарнирно связан с первой вращательной парой, отличающийся тем, что, с целью повышения точности вычерчивания и упрощения настройки, псрвая и третья кулисы связаны с помощью крестообразного ползуна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Добровольский В. B. Теория механизмов для образования плоских кривых.

Изд-во ЛН СССР, 1953, с. 23 — 25, 682395

Рог,3

@a Ч

Составитель С. Либерман

Корректор О. Данишева

Редактор Н. Хубларова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2013/6 Изд. № 516 Тираж 477 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5