Прибор для вычерчивания кривых

 

Изобретение относится к математическим приборам для вычерчивания математических кривых. Прибор содержит две взаимно перпендикулярные направляющие, одна со штангой, ортогональной той направляющей , в шарнире которой одним концом укреплена кулиса, а вторая -сдвоенный шарнирный ползун с второй штангой, крестообразный ортогональный ползун, шатун, Т-образный рычаге вторым шарниром в вершине , одна полка которого укреплена в первом шарнире, стойка скользит в сдвоенном шарнирном ползуне, а вторая полка, кулиса и вторая штанга связаны строенным шарнирным ползуном, во втором шарнире одним концом укреплена траверса, свободный конец которой и первая штанга связаны вторым ортогональным крестообразным ползуном , снабженным пишущим узлом, в первом шарнире установлен шарнирный ромб, диагональю которого служит шатун, скользящий в шарнирном ползуне, расположенном в вершине ромба, а свободный конец связан с кулисой ортогональным крестообразным ползуном. При вращении Т-образного рычага вокруг первого шарнира пишущий узел крестообразного ползуна опишет гиперболизм параболы. 1 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц1)з B 43 L 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4813252/12 (22) 09.04.90 (46) 30.04.92. Бюл. hb 16 (71) Таганрогский радиотехнический инсти- . тут им. В. Д. Калмыкова (72) Е. Г, Утишев (53) 744. (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1164074, кл. В 43 L 11/02, 1984. (54) ПРИБОР ДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ КРИBblX (57) Изобретение относится к математическим приборам для вычерчивания математических кривых. Прибор содержит две взаимно перпендикулярные направляющие, одна со штангой, ортогональной той направляющей, в шарнире которой одним концом укреплена кулиса, а вторая — сдвоенный шарнирный ползун с второй штангой, креИзобретение относится к приборам для воспроизведения математических кривых и может быть использовано при синтезе механизмов-построителей, а также в учебном процессе во всех высших и средних учебных заведениях.

Известен механизм для воспроизведения кардиоиды, содержащий неподвижную направляющую, шарнирно установленную на ней первую кулису и поворотное звено, связанное с кулисой крестообразным ползуном, несущим пишущий штифт, вторую кулису, шарнирно установленную соосно с

Ж 1729814 А1 стообразный ортогональный ползун, шатун, Т-образный рычаг с вторым шарниром в вершине, одна полка которого укреплена в первом шарнире. стойка скользит в сдвоенном шарнирном ползуне, а вторая полка, кулиса и вторая штанга связаны строенным шарнирным ползуном, во втором шарнире одним концом укреплена траверса, свободный конец которой и первая штанга связаны вторым ортогональным крестообразным ползуном, снабженным пишущим узлом, в первом шарнире установлен шарнирный ромб, диагональю которого служит шатун, скользящий в шарнирном ползуне, расположенном в вершине ромба, а свободный конец связан с кулисой ортогональным крестообразным ф ползуном. При вращении Т-образного рычага вокруг первого шарнира пишущий узел М крестообразного ползуна опишет гиперболизм параболы. 1 ил. первой, дополнительное поворотное звено, одним концом шарнирно связанное с направляющей посредством переставного ползуна и соединенное с второй кулисой дополнительным крестообразным ползуном, первая кулиса связана с направляющей с помощью шарнирного ромба, одна из вершин которого совмещена с шарниром кулисы, а вторая кулиса связана с противолежащим шарниром ромба посредством установленного на ней ползуна; при этом конец основного поворотного звена шарнирно соединен с дополнительным крестообразным ползуном.

1729814

20

55

Недостатком этого прибора является то, что его нельзя перестроить для вычерчивания кривой с уравнением

XY =а без введения новых существенных признаков, Известно устройство, содержащее неподвижную горизонтальную направляющую, две неподвижные вертикальные направляющие, кулису, шарнирно закрепленную на горизонтальной направляющей посредством переставного ползуна и связанную с каждой из вертикальных направляющих посредством диады из двух шарнирно соединенных ползунов, горизонтальную траверсу, скрепленную с одной из диад, наклонную траверсу, скрепленную с другой диадой и связанную с горизонтальной траверсой третьей диадой из двух попарно соединенных ползунов, несущей пишущий штифт, вторую кулису, шарнирно закрепленную на горизонтальной направляющей с помощью переставного ползуна и связанную с первой кулисой крестообразным ползуном и с одной из вертикальных направляющих четвертой диадой из двух шарнирно соединенных ползунов, вертикальную траверсу, скрепленную с третьей диадой, дополнительную горизонтальную траверсу, скрепленную четвертой диадой и связанную с вертикальной траверсой вторым крестообразным ползуном с вторым пишущим штифтом, К недостатку этого прибора следует отнести то, что он не позволяет вычертить кривую у у =аз которая является гиперболизмом параболы.

Наиболее близким к заявляемому устройству является прибор, содержащий закрепленную на основании направляющую, установленную на ней Т-образную штангу, пишущий штифт, установленный на ползуне штанги, и кинематически связанный со штангой шарнирный ромбоид, кривошип, один конец которого шарнирно связан с основанием посредством переставного ползуна, и планку, одним концом шарнирно связанную со свободным концом кривошипа, другим — с ползуном штанги, при этом ползун штанги выполнен крестообразным, штанга жестко соединена с одним из звеньев шарнирного ромбоида, смежное его звено шарнирно соединено с кривошипом и планкой, а вершина, соединяющая звенья, связана с основанием посредством шарнирно установленного на нем ползуна.

К недостатку этого прибора следует отнести то, что он не позволяет вычертить кривую у2 3 которая является гиперболизмом параболы, Цель изобретения — расширение диапазона решаемых задач путем построения гиперболизма параболы

Поставленная цель достигается тем, что прибор для вычерчивания кривых, содержащий вертикальную и горизонтальную направляющие, связанные с горизонтальной направляющей вертикальную штангу с крестообразным ползуном на верхнем конце, звено, соединя ющее этот ползун с пол зуном вертикальной направляющей, и шарнирный ромб, соединенный одной из вершин с направляющими в точке их соединения, и шарнирный ползун, расположенный в противолежащей вершине ромба и соединенный с одним концом рычага, проходящего по диагонали ромба,и пишущий штифт, Т-образный рычаг, связанный своей стойкой посредством диады ползунов с горизонтальной направляющей и с нижним концом штанги, а полками с вершиной угла, соединяющего направляющие и с крестообразным ползуном верхнего конца штанги, горизонтальную штангу, соединенную одним концом с ползуном вертикальной направляющей и имеющую крестообразный ползун, несущий вертикальную траверсу, связанную шарнирно с вершиной Т-образного рычага, при этом звено выполнено в виде кулисы, а рычаг, проходящий по диагонали ромба в виде шатуна, соединенного посредством крестообразного ползуна с кулисой, а пишущий штифт установлен в крестообразном ползуне горизонтальной штанги.

На чертеже показана кинематическая схема заявляемого прибора.

Прибор содержит две взаимно перпендикулярные направляющие 1 и 2, с шарниром 3 в вершине. На направляющей 2 расположен шарнирный ползун 4 с горизонтальной штангой 5, а в его вершине одним концом укреплена кулиса 6. На направляющей 1 фиксируется диада ползунов 7 на расстоянии параметра кривой "а" от шарнира 3 с вертикальной штангой 8, котороя ортогональна направляющей1.Т вЂ” образный рычаг

9 с шарниром 10 в вершине телескопической полки укреплен в шарнире 3, а стойка свободно скользит в диаде ползунов 7, причем вторая его полка, штанга 8 и кулиса 6 связаны строенным шарнирным ползуном

11. В шарнире 10 одним концом установле-. на траверса 12, свободный конец которой и штанга связаны ортогональным крестообразным ползуном 13, снабженным пишущим узлом (не показан). В шарнире 3 смонтирован шарнирный ромб 14, смежные

1729814 стороны которого совпадают с направляющей 2 и телескопической полкой Т-образного рычага 9, а его диагональю служит шатун

15, скользящий в шарнирном ползуне 16, расположенном в вершине ромба, свободный конец которого связан с кулисой 6 с помощью ортогонального крестообразного ползуна 17.

Для вычерчивания искомой кривой необходимо диаду ползунов 7 зафиксировать на направляющей 1 на расстоянии а (параметр кривой) от шарнира 3. Тогда при вращении Т-образного рычага 9 вокруг шарнира 3 пишущий узел крестообразного ползуна 13 опишет искомую кривую под названием гиперболизм параболы.

Переменная прямая, проходящая через начало координат, пересекает окружность

Х +Y =аХ в точке В, а прямую Х-а — в точке

Е. На перпендикуляре BL иэ точки В на ось

0Х откладывают отрезок LT, равный ОЕ.

Точка Т тогда описывает кривую

Х,юг=аз (1) которая является гиперболизмом параболы.

Обозначим угол между переменной прямой OE и осью абсцисс через p . .Из прямоугольного треугольника OFE можно записать

О E=a/ños(р), Отсюда следует, что ордината текущей точкиТ

Y=a/cos(р), (2) ибо по построению TL=QE.

Из прямоугольного ЛОУВ можно записать, что ОВ=а cos (p), аналогично из прямоугольного ЛО( — 0L=OB соз(р). Тогда абсцисса текущей точки Т кривой

Х=а соз (р), (3)

Исключая значение косинуса из уравнений (2) и (3), определяют, что текущая точка

Т описывает кривую с уравнением

ХУ =а что и определяет искомую кривую.

Использование изобретения по сравнению с прототипом расширяет его возможности и позволяет, используя имитацию

45 не горизонтальной штанги.

40 геометрического решения, вычертить дугу кривой гиперболического параболизма с уравнением(1). Изобретение может быть использовано при синтезе механизмов-построителей для обработки изделий, ограниченных составными криволинейными поверхностями типа решеток турбин, гребных винтов и т.п., в частности, прибор может быть использован как учебный механизм для вычерчивания математических кривых.

Формула изобретения

Прибор для вычерчивания кривых, содержащий вертикальную и горизонтальную направляющие, связанную с горизонтальной направляющей вертикальную штангу с крестообразным ползуном на верхнем конце, звено, соединяющее этот ползун с ползуном вертикальной направляющей, шарнирный ромб, соединенный одной иэ вершин с направляющими а точке их соединения, шарнирный ползун, расположенный в противолежащей вершине ромба и соединенный с одним концом рычага, проходящего по диагонали ромба, и пишущий штифт, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач путем построения гиперболизма параболы, он имеет Т-образный рычаг, связанный своей стойкой посредством диады ползунов с горизонтальной направляющей и с нижним концом штанги, а полками — с вершиной угла, соединяющего направляющие, и с крестообразным ползуном верхнего конца штанги, горизонтальную штангу, соединенную одним концом с ползуном вертикальной направляющей, имеющую крестообразный ползун, несущий вертикальную траверсу, связанную шарнирно с вершиной Т-образного рычага, при этом звено выполнено в виде кулисы, а рычаг, проходящий по диагонали ромба, в виде шатуна, соединенного посредством крестообразного ползуна с кулисой, а пишущий штифт установлен в крестообразном ползу1729814

Составитель Е.Утишев

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 1472 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101