Прибор для вычерчивания кривых

 

Использование: в чертежных приборах, применяемых в приборостроении, а также в учебных заведениях для вычерчивания выпуклых и вогнутых разомкнутых кривых. Сущность: прибор содержит связанные реечными передачами шарнирно соединенные звенья, включающие полое коромысло, кривошип и шатун. Пишущие штифты установлены на концах стержней, установленных в полостях коромысла с возможностью возвратно-поступательного перемещения в них и качательного движения вместе с ним. Концы плеч коромысла несут зубчатые рейки, взаимодействующие с двумя парами зубчатых колес и с двумя зубчатыми секторами, закрепленными на корпусе. Каждый конец коромысла жестко связан с осью одной из пар зубчатых колес, а один из концов посредством шатуна связан с кривошипом. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для одновременного вычерчивания как выпуклых, так и вогнутых кривых, образованных подвижными точками коромысла, выполняющего качательно-поступательные движения.

Известен прибор для вычерчивания кривых, содержащий два кинематически связанных параллелограмма, каждый из которых имеет ведущий и ведомый кривошипы и шатун с прорезью, пишущие штифты, два вертикальных звена, связанные с шатуном одного из параллелограммов посредством жестко закрепленных на них ползуна, наклонное звено, шарнирно связанные одним концом с ползуном одного из вертикальных звеньев и 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, установленным соосно ведущим кривошипам зубчатые колеса, связанные гибкой связью и зубчатое колесо с неподвижной осью, при этом кривошипы 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 с неподвижной осью.

Указанный прибор не обеспечивает вычерчивания выпуклых и вогнутых разомкнутых кривых.

Известен также прибор для одновременного вычерчивания нескольких графиков точек шатуна четырехзвенного механизма с прикрепленной к его шатуну пластиной с отверстиями для избирательно вставляемых в них пишущих элементов, вычерчивающих графики на бумаге, или для образования этих графиков на фотобумаге засвечиванием ее через эти отверстия. С целью разбивки вычерчиваемых на фотобумаге графиков, на участки, связанные с угловым положением ведущего кривошипа четырехзвенного механизма, в отверстия пластины избирательно установлены патроны с электролампами для засвечивания фотобумаги, а к ведущему кривошипу прикреплен коллекторный диск, посредством скользящих контактов, включенных в цепь питания электроламп для ее прорывания, причем к диску прикреплена шестерня, сцепленная с другой шестерней с приводной рукояткой.

Известный прибор не обеспечивает одновременного вычерчивания выпуклых и вогнутых разомкнутых кривых.

Целью изобретения является одновременное воспроизведение выпуклых и вогнутых разомкнутых кривых, что расширяет эксплуатационные возможности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что прибор для воспроизведения графиков подвижных точек звеньев четырехзвенника, содержащий плоский четырехзвенный шарнирный механизм, пишущее приспособление, связанное с плоскостью движения шатуна, стол с чертежной бумагой и ведущий вал, связанный с кривошипом, снабжен стержнем, свободно вставленным в выполненное двуплечим и пустотелым коромысло и установленным в нем с возможностью движения вдоль коромысла и качательного движения вместе с ним.

Структурное свойство механизма, симметричное расположение реечных передач относительно центра вращения коромысла, возвратно-поступательное движение стержня вдоль качающегося коромысла дают возможность одновременно вычерчивать выпуклые и вогнутые разомкнутые кривые.

На чертеже представлена кинематическая схема предлагаемого прибора.

В корпусе 1 установлен с возможностью свободного вращения вал 0. На валу 0 жестко сидит втулка 2. Во втулку 2 свободно вставлен кривошип 3, закрепленный винтом 4. На неподвижной оси О₁ свободно сидит пустотелое двуплечее коромысло 5. Коромысло 5 связано с шатуном 6 через две вращательные пары А и В. На симметричных отводах коромысла 5 жестко закреплены оси 7 и 8. На оси 7 свободно сидят жестко связанные друг с другом зубчатки 9 и 10. Аналогично на оси 8 свободно сидят связанные друг с другом зубчатки 11 и 12. На корпусе 1 закреплены зубчатки 13 и 14 с общим центром вращения О₁, совпадающим с центром вращения коромысла 5. Зубчатка 9 сцеплена с зубчаткой 13, а зубчатка 11 с зубчаткой 14. В пустотелом коромысле 5 свободно вставлен стержень 15, на свободных концах которого закреплены пишущие элементы М и N. На стержне 15 симметрично с обеих сторон закреплены рейки 16 и 17. Рейки 16 и 17 соответственно одновременно сцеплены с зубчатками 10 и 12. При таком сочетании звеньев и кинематических пар подвижные точки М и N прибора одновременно вычерчивают разомкнутые кривые S_M f(β ) и S_N f(β) Прибор можно приспособить для обработки сложных профилей методом резания. В этом случае режущий инструмент можно закрепить в подвижных точках М и N.

Прибор работает следующим образом. При вращении кривошипа 3 вокруг своей оси O посредством шатуна 6 коромысло 5 совершает качательное движение вокруг своей оси О₁. Угол качания β коромысла зависит от длины кривошипа ОА, который регулируется и фиксируется винтом 4. Точка В шарнирное соединение шатуна 6 и коромысла 5 перемещается по траектории ВВ₀В¹. В исходном положении коромысло 5 расположено горизонтально, а связанный с ним стержень 15 занимает правое крайнее положение в точке М. При повороте кривошипа 3 на угол ϕ₁ точка В переместится вниз и займет положение В_о, коромысло повернется на угол β/2. При повороте коромысла по часовой стрелке благодаря неподвижной зубчатке 13 зубчатки 9 и 10 повернутся по часовой стрелке и повлекут за собой рейку 16, т.е. жестко связанный с ней стержень 15 переместится к центру О₁, а связанное с ним пишущее приспособление в точке М, опишет на неподвижной плоскости, на которой закреплена бумага, одну ветвь кривой ММ_о. Одновременно другим концом стержня 15 в точке N пишущее приспособление опишет ветвь кривой NN₀¹. При повороте кривошипа 3 на угол ϕ₂ коромысло 5 повернется против часовой стрелки на угол β /2, а его точка В_о перейдет в точку В. В этот период стержень 15 одновременно поворотом переместится вправо по тому участку функциональной кривой и займет первоначальное положение. При повороте кривошипа 3 на угол ϕ₂ коромысло перемещается вверх на угол β /2, а его точка В займет положение в точке В¹. Можно заметить, что в этом случае зубчатка 7 выходит из закрепления с неподвижной зубчаткой 13, а зубчатка 8 входит в закрепление с зубчаткой 14. Это вызывает поворот зубчаток 8 и 12 против часовой стрелки и следовательно стержень 15 переместится вправо, а его пишущие точки М и N опишут траекторию ММ¹ и NN¹. И наконец, при повороте кривошипа 3 на угол ϕ₄ коромысло 5 перемещается на угол β /2, точка В₁ переместится в точку В, следовательно зубчатки 11 и 12 повернутся против часовой стрелки, что вызовет перемещение стержня 15 вправо, а точка М_' перейдет в точку М и точка N' перейдет в точку N и цепь замыкается. В приборе четырехзвенный шарнирный механизм использован для изменения угла поворота β угол β меняется также при изменении длин кривошипа ОА при помощи винта 4.

Таким образом прибор позволяет получить выпуклые и вогнутые разомкнутые кривые, вычерчиваемые точками М и N, которые зависят от угла поворота коромысла β, от размеров зубчатых колес и длины звеньев О₁М и О₁M в исходном положении.

Формула изобретения

ПРИБОР ДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ КРИВЫХ, содержащий соединенные реечными передачами и ползунами шарнирно связанные звенья, включающие кривошип и коромысло, и пишущие штифты, установленные на стержнях, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей прибора за счет возможности одновременного вычерчивания выпуклых и вогнутых разомкнутых кривых, он снабжен двумя неподвижно закрепленными на корпусе зубчатыми секторами, центр которых совпадает с центром вращения коромысла, реечные передачи образованы плечами коромысла и двумя парами зубчатых колес, каждая из которых взаимодействует с одной из зубчатых реек плеча коромысла и с одним из зубчатых секторов, при этом плечи коромысла выполнены полыми, стержни с пишущими штифтами свободными концами установлены в полостях коромысла с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль коромысла и качательного движения вместе с ним, каждый из концов коромысла жестко связан с осью одной из пар зубчатых колес, а один из его концов посредством шатуна связан с кривошипом.

РИСУНКИ

Рисунок 1