Чертежный прибор

(22) Заявлено 26.12,79 (21) 2860628/28-12с присоединением заявки Мв -публиковано 30.08.81. Бюллетень Хо ата опубликования описания 05.09.81 делам изооретеиий и открытий 72) Авторы изобретения Л. Панчук, С. Н. Иванушкина и А, И, Тарафвр) Заявитель Омский политехнически нститут(54) ЧЕРТЕЖНЫЙ ПРИБОР Изобретение относится к механизации графических работ, связанных с конструированием сопряженных профилей зубьев плоского зубчатого зацепления и может быть использовано для решения аналогичных задач при проектировании обкатного инструмента, а именно при определении центров и радиусов кривизны сопряженных профилей по линии зацепления.Известен чертежный прибор, содержащий закрепленную на установочной линейке в поворотном кольце прозрачную трехгранную призму, одна грань которой обращена к чертежной плоскости и имеет две взаимно перпендикулярные риски, одна из которых параллельна ребру призмы, и на боковых гранях которой симметрично и параллельно ребру нанесены две визирные 1 риски 1.С помощью известного прибора можно строить нормали к кривым, в том числе и к линии зацепления, однако нельзя определять центры и радиусы кривизны сопряженных профилей по линии зацепления. ОЦель изобретения - расширение диапазона решаемых дериватором задач и ускорение процесса определения центров и радиусов кривизны сопряженных про. филей по линии зацепления.Для достижения указанной цели прибор имеет три дополнительные линейки, первая из которых жестко связана с кольцом, закрепленные на установочной линейке крестовину со стопором, двумя взаимно перпендикулярными пазами и опорными игла. ми и ползуны с нониусом и стопором и шарнирно связанную с ползуном направляющую, при этом вторая дополнительная линейка установлена в направляющей, а третья - в одном из пазов крестовины.На фиг. 1 показан прибор, общий вид; на фиг. 2 - схема для теоретического обоснования.Прибор представляет собой плоский подвижный многозвенник и содержит прозрачную трехгранную призму 1, жестко закрепленную в несущем кольце 2, которое в свою очередь поворотно установлено в рычаге 3 и может быть повернуто в нем при .помощи линейки 4, жестко соединенной с несущим кольцом, плоскость одной из боковых граней линейки 4 проходит через ребро призмы 1. Рычаг 3 жестко соединен с установочной линейкой 5, снабженной линейной шка 859220лой с риской нулевого деления, проходящей через ось вращения призмы 1.Одна грань призмы обращена к чертежной плоскости и имеет в центре две взаимно перпендикулярные риски, одна из которых параллельна ребру призмы, и на боковых гранях которой симметрично и параллельно по отношению к ребру нанесены две визирные риски,Линейка 5 установлена с возможностью поступательного перемещения в жесткой крестовине 6, с двумя взаимно перпендикулярными пазами, снабженной стопором 7 для фиксирования положения установочной линейки и двумя опорными иглами, одна из которых, со стороны призмы, предназначена для установки в процессе работы в полюсе зацепления Р и фиксирования совместно со второй иглой положения чертежного прибора на листе ватмана. В крестовине 6 также подвижно установлена линейка 8, которая может совершать поступательное щремещецие в направлении, перпендикулярном направлению перемещения установочной линейки, при этом плоскость 5 одной из боковых граней линейки 8 проходит через ось опорной иглы крестовины 6, устанавливаемой в полюсе зацепления Р. На линейке 5 установлен с возможностью поступательного перемещения ползун 9, снабженный коцусцой шкалой и стопором 10 для фиксирования своего положения, Ползун 9 шарнирно связан с направляющей 11, в которой установлена с возможностью цоступа 1 х льцого перемещения линейка 12, плоскость одной из боковых граней которой проходит через центр шарнира, в котором имеется отверстие для установки иглы с целью произведения отметки на чертеже центр шарнира находится на прямой, проходящей через пулевую риску нониусцой шкалы движка 9. Центр оси вращения кольца 2, центр оси опорной иглы крестовины 6. устанавливаемой в полюсе зацепления Р. Центр шарнира расположен на одной прямой, параллельной боковым граням уегацовочной линейки 5,Теоретическое обоснование работы прибора. Характеристикой абсолютного движения контактной точки в плоском зубчатом зацеплении является линия зацепления (ЛЗ), размеры и форма которой определяются размерами К 1 и Кр окружностных центроид и формой любого из сопряженных профилей. Геометрически ЛЗ является результатом ортогональных преобразований одного из сопряженных профилей с его нормалями, при которых, например, профиль 1 с нормалью и поворачивается относительно центра 01 до положения, когда эта нормаль будет проходить через полюс зацепления Р и занимать положение и, В этом положении основание нормали - точка К является точкой, принадлежащей ЛЗ. Кар тина скоростей для контактной точки К такова, чтоЧе, и 2, - соответственно векторыных скоростеи перенос и относительных ее движе ний;ч, -вектор скорости относительного движения профилей в точках;ч - вектор скорости абсолютного движения.Последний вектор имеет направление касательной к ЛЗ. Для сопряженных профилей в их общей контактной точке К можно определить при помощи известного построения Бобилье положения центров кривизны 5, и Я радиусы кривизны К 5 и НЯ 15 В основе известного доказательства построения Бобилье, являющегося графическим аналогом формулы Эйлера-Савери, положен тот факт, что точка 5 для которой полюс зацепления является ее ортогональной проекцией на контактной нормали п - и, является в заменяющем четырехшарнирном механизме О, 033, мгновенным центром вращения шатуна 5,в его абсолютном движении - движении по отношению 25 к стойке 010 г, Это означает, что скоростьточки К в абсолютном движении, как точки, принадлежащей шатуну, направлена перпендикулярно отрезку К 5, являющемуся ее мгновенным радиусом вращения. Вместе с тем, скорость точки К, как точки, принад-лежащей ЛЗ, направлена по касательнойк ЛЗ. Следовательно, можно заключить, что нормаль к ЛЗ в рассматриваемой точке К проходит через мгновенный центр Я, Эта особенность является характерной для всех з 5 точек ЛЗ, причем каждой точке Кна ЛЗсоответствует свой определенный центр Я.Установленное свойство нормалей ЛЗ позволяет расширить известное построение Бобилье и решить задачу на определение центров и радиусов кривизны сопряженных про филей посредством ЛЗ.Работа с помощью прибора выполняетсяследующим образом.На лист ватмана, на котором вычерченыв увеличенном масштабе окружностные цент роиды с центрами О, и 01, точка их касания, Р, являющаяся полюсом зацепления, а также линия зацепления ЛЗ, устанавливают прибор таким образом, чтобы установочное острие той опорной иглы крестовины 6, которая расположена со стороны 50 призмы 1, совпало с полюсом зацепления Р.Перемещая установочную линейку 5 в крестовине 6, добиваются такого ее положения, при котором призма 1 устанавливается над ЛЗ, Зафиксировав линейку 5 в крестовине при помощи стопора 7, поворачивают посредством линейки 4 несущее кольцо 2 с призмой 1 до такого его положения, при котором излом преломленного в призме изображения заданной ЛЗ, окажется наребре призмы. В этом случае ребро призмы, а следовательно и плоскость боковой грани линейки 4, совпадающая с ребром, будут направлены по нормали к ЛЗ. Проведя вдоль этой грани на чертеже прямую линию, поворачивают линейку 4 в сторону от крестовины 6. Затем, перемещая линейку 8 в крестовине, добиваются такого ее положения, при котором боковая грань линейки пересекает построенную прямую линию. После этого проводят вдоль указанной грани прямую линию, исходящую из полюса зацепления Р, и освобождают рабочую зону чертежа от линейки 8, Перемещая движок 9 по установленной линейке 5, добиваются такого его положения, при котором плоскость боковой грани линейки 12 со стороны шарнира Ь проходит через точку пересечения построенных ранее прямых линий и центр О, первой центроиды. Зафиксировав посредством стопора 10 движок 9, снимают показания по шкале установочной линейки 5 и нониусной шкале движка и делают на чертеже отметку при помощи иглы, вставляемой в отверстие оси шарнира. Выполненная отметка будет являться центром кривизны одного из профилей в его контактной точке на ЛЗ. Аналогичным образом при помощи линейки 12 определяется в той же точке центр Ь и величина радиуса кривизны другого профиля. формула изобретения5 Чертежный прибор, содержащий закрепленную на установочной линейке в поворотном кольце прозрачную трехгранную призму, одна грань которой обращена к чертежной плоскости и имеет две взаимно 1 Оперпендикулярные риски, одна из которых параллельна ребру призмы, и на боковых гранях которой симметрично и параллельно ребру нанесены две визирные риски, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач, он имеет три 15 дополнительные линейки, первая из которых жестко связана с кольцом, закрепленные на установочной линейке крестовину со стопором, двумя взаимно перпендикулярными пазами и опорными иглами и ползун с нониусом и стопором и шарнирно свя занную с ползуном направляющую, приэтом вторая дополнительная линейка установлена в направляющей, а третья - в одном из пазов крестовины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР610684, кл. В 43 1. 11/00, 1976.859220фиг, ГСоставитель Д. Гриценко Редактор Е. Спиридонова Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая Заказ 7439/32 Тираж 412 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4