Прибор для вычерчивания кривых 2-го порядка

(51 В 431. 11 заявкиисое инени Государственный коми(43) Опубликовано СССР ло делам изобретений н открытий(53 5) Дата опубликов Авторыизобретения С. Вернидуб и В, Т. Ше(71) Заявите ЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ КРИВЫХОРОГО ПОРЯДКА 4) ПРИБ 2 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,11.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.В основу прибора положена геометрическая триада, позволяющая строить плоские кривые по единому алгоритму. Разработанный метод устанавливает органическую связь синтеза механизмов с синтетическими построениями кривых линий по триадным определителям. Построение эллипса, гиперболы и параболы осуществляется по заданным диаметру и хорде, что очень важно в инженерной практике.Для построения той или иной коники необходимо составить определитель кривой. Пусть дан диаметр 5,5 з и хорда С 0 (фиг. 1). Прямая д, проводится через хорду С 1), окружность дз - через три точки 5 С, О. Точки 5, и 5 з принимаются за центры, а третий центр 5 з находится в пересечении окружности дз с диаметром 5,5,. Таким образом, получен триадный определитель кривой 2-го порядка, составленный тремя коллинеарными центрами 5 ь 5 ъ 5 з, прямой д перпендикулярной к линии центров, и окружностью О на концах диаметра которой располагаются центры 5, и 5 з (фиг. 1). Построение коники дзосуществляется способом триады.60 05 В зависимости от значения параметров(д - диаметр окружности , а и Ь - линейные размеры, показывающие удалениецентров 5, и 5 от прямой д,) и их отношений можно получить разные кривые 2-гопорядка как по виду, так и по формс:1. Если линейные размеры а и Ь располагаются по одну сторону от прямой д,то кривая дз - эллипс (фиг. 1, 2).2, Если линейные размеры а и Ь располагаются по разные стороны от прямой дто кривая д, - гипербола (фиг. 3).3. Если линейный размер Ь есть величина бесконечная, то определенный этим параметром центр 5 находится в бесконечности (направление на этот центр показывает линия 5,5,), и кривая д, является параболой (фиг, 4).После овеществления в материале триадного определителя (фиг, 1) получается10-звенный прибор, позволяющий достичьпоставленной цели.На фиг. 2 показана кинематическая схема предлагаемого прибора. На неподвижном звене 1, несущем прямолинейную направляющую д 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 д,. По кулисе 3 может скользить ползун 8, образующий в точке Аз вторую вращательную пару с ползуном 9,скользящим по кулисе 4. В свою очередькулисы 2 и 3 связаны между собою с возможностью перемещения при помощикрестообразного ползуна 10 со взаимноперпендикулярными направляющими. Вточке А, вставлен пишущий штифт.Прибор используют следующим образом.Если закрепить неподвижное основаниеприбора так, чтобы пишущий штифт расположился над листом чертежной бумаги, топри вращении кулисы 2 вокруг центра 5,будут вращаться и кулисы 3 и 4 соответственно вокруг осей в центр 5, и 5, стоек неподвижного звена 1. При этом всезвенья прибора будут перемещаться, и пишущий штифт опишет кривую второго порядка - эллипс дз (фиг. 2). Таким образом, прибор осуществит преобразованиепрямой д и окружности д сопряженных втриаде, в эллипс.Настройка прибора для вычерчиванияэллипсов, гипербол и парабол по заданному диаметру и хорде проста,Пусть задан диаметр 5,5, и хорда СРэллипса. Настройка прибора сводится кследующему (фиг. 2). На неподвижном основании на расстоянии, равном длине диаметра, жестко фиксируются переставные 10 15 20 25 30 г) ) 40 45 50 05 шарниры в центрах 5, и 5,. Исходя из конкретных инженерных условий, выбирается линейный параметр Ь и на этом расстоянии от центра 5 жестко фиксируется прямолинейная направляющая д на которой отмечается точка Р, удаленная от геометрической оси 5,5,5, шарниров на велисочину . Параметр а является зависимым от заданных и определяется следующим образом. Расслабляется крепление перестав- ного шарнира в центре 5, и геометрический центр крестообразного ползуна 10 совмещается с точкой Р, При этом все звенья прибора переместятся и шарнир в центре 5 з 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 5, 5 и Р, 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 5 ь 5 и хорде СР выполняется аналогично (фиг. 3),Для вычерчивания параболы прибор настраивается путем удаления в бесконечность шарнира в центре 5,. 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 д, 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 5, на основании при заданной хорде СР 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 5 5 и 5 з 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 посредством двух других ползунов, образующих вторую вращательную пару, несущую пишущее приспособление, а ползун направляющей шарнирно связан с первой вращательной парой, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности вычерчивания и упрощения настройки, псрвая и третья кулисы связаны с помощьюкрестообразного ползуна.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе5 1. Добровольский В. В, Теория механизмов для образования плоских кривых,Изд-во ЛН СССР, 1953, с. 23 - 25.682395 иг,З ставитель С, Либерма Корректор О. дани актор Н, Хубларова Типография, пр. Сапунова,Заказ 2013/6 Изд.516 Тираж 477НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписноеткрытий