Устройство для воспроизведения кривых

(505 В 43 3 11/00 3 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТ РСКО К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ КРИВЫХ(57) Изобретение относится к механике и может быть использовано при вычерчивании или обработке с перемещением инструмента по криволинейной траектории. Целью изобретения является расширение функциональных и технологических возможностей. Устройство для воспроизведения кривых Изобретение относится к механике иможет быть использовано при вычерчивании или обработке с перемещением инстру-мента по криволинейной траектории.Известны изобретения, относящиеся кустройствам для воспроизведения кривых,содержащим основание, на котором установлен полэун; шарнирно связанный с шатуном и механизмом, несущим рабочийэлемент (инструмент) и задающим,при равномерном вращении шатуна относительноползуна неравномерное по синусоидальномузакону перемещение проекции точки рабоче-.го элемента на прямую, перпендикулярнуюнаправляющим ползуна, причем шатун посредством вилки связан с пальцем, неподвижно закрепленным на основании,Известные устройства предназначеныдля воспроизведения кривых малой кривизны при относительно небольших габаритах состоит из основания, на котором установлены ползун, несущий шатун и кулиса, в направляющих которой расположено звено, шарнирно связанное с шатуном. Ползун и звено связаны передачей с гибким звеном, Рабочий элемент установлен на рычаге или ползуне кривошипно-полэунного механизма, входное звено которого жестко связано. с шатуном. Изменяя передаточное отношение механизма вращения поступательно перемещающегося относительно кулисы элемента, задают характер кривой,4 по которой перемещается проекция определенной точки А рабочего элемента на прямую, перпендикулярную направляющим полэуна, 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. устройств, причем эти кривые с высокой степенью точности должны быть приближены к дугам окружности, Однако достаточная точность воспроизведения дуги окружности с малой кривизной обеспечивается при незначительном угле поворота шатуна (не более 20) что сужает технологические возможности устройств, Кроме того, указанные устройства не могут воспроизводить другие виды кривых, например эллипс, и следовательно обладают незначительными функциональными воэможностями.Известно устройство для воспроизведения кривых - эллипсограф; являющееся наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату и совокупности существенных признаков. Известное устрой- ство для воспроизведения кривых содержит основание, на котором установлен полэун, шарнирно связанный с шатуном и механиз5 10 15 20 25 30 40 50 55 мом, несущим рабочий элемент и задающим при равномерном вращении шатуна относительно полэуна неравномерное по синусоидальному закону перемещение проекции точки рабочего элемента на прямую, перпендикулярную направляющим ползуна, и поступательно -пеРемещающееся звено, шарнирно связанное с шатуном, при этом шарниры, связывающие шатун с ползуном и поступательно перемещающимся звеном, расположены на расстоянии друг от друга,Известное устройство обеспечивает воспроизведение эллипсов,и дуг окружности.Причем дуга окружности может быть воспроизведена лишь в частном случае, когда расстояние между осями шарниров на шатуне равно нулю. В общем же случае он воспроизводит дугу эллипса, которая может быть приближена к дуге окружности с высокой степенью точности при незначительном угле поворота шатуна Относительно ползуна из исходного положения, при котором шатун расположен перпендикулярно направляющим ползуна. Что касается частного случая; то радиус кривизны равен габариту устройства, что ограничивает его использование для воспроизведения дуг окружности, радиус кривизны которых значи" тельно превйшает максимальные габариты устройства.Цель изобретения - расширение функциональных и технологических возможностей устройства.Для достижения поставленной цели в устройстве для воспроизведения кривых, содержащем основание, на котором установлен ползун, шарнирно связанный с шатуном и механизмом, несущим рабочий элемент и задающим при равномерном вра- щении шатуна относительно ползуна неравномерное по синусоидальному закону перемещение проекции точки рабочего элемента на прямую, перпендикулярную направляющим ползуна, и поступательно перемещающееся звено, шарнирно связанное с шатуном; при этом шарниры, связывающие шатун с ползуном и поступательно перемещающимся звеном, расположены на расстоянии друг от друга, поступательно перемещающееся звено снабжено средством для сообщения ему вращения, взаимосвязанного с поступательным перемещением, причем шатун кинематически связан со средством вращения поступательно перемещающегося звена. Кроме того, кинематическая связь шатуна со средством вращения поступательно перемещающегося звена выполнена в виде механизма с гибкой связью между жесткими звеньями, одно из которых закреплено неподвижно на ползу- не, а другое - на подвижном звене.На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг,2 - вариант исполнения механизма, задающего при равномерном вращении шатуна относительно ползуна неравномерное по синусоидальному закону перемещение проекции точки рабочего элемента на прямую, перпендикулярную направляющим полэуна,Устройство состоит из основания 1, на котором установлен ползун 2, связанный посредством шарнира 3 с шатуном 4. На основании установлена кулиса 5 посредством шарнира 6. Кулиса связана с поступательно относительно нее перемещающимся звеном 7 (ползуном), которое посредством шарнира 8 связано с шатуном 4, С ползуном 2 посредством шарнира 3 связан механизм,задающий при равномерном вращении шатуна 4 относительно ползуна 2 неравномерное по синусоидальному закону перемещение проекции точки А рабочего элемента (инструмента для вычерчивания или обработки) на прямую, перпендикулярную направляющим ползуна 2.На фиг.1 изображен вариант этого механизма, у которого исполнительным звеном является рычаг 9, жестко связанный с шатуном 4. На фиг,2 изображен вариант механизма, у которого исполнительное звено выполнено в виде ползуна 10, установленного на ползуне 2 и имеющего направляющие, которые расположены перпендикулярно направляющим ползуна 2. а передаточные звенья выполнены в виде ползуна 11, установленного на ползуне 10 и имеющего направляющие, расположенные параллельно направляющим ползуна 2. При этом ползун 11 посредством шарнира 12 и закрепленного на шатуне 4 рычага 9 связан с шатуном 4, а направляющие ползуна 10 проходят через шарнир 3, Средства для вращения подвижного поступательно перемещающегося относительно кулисы 5 элемента 7 выполнено в виде колеса 13, расположенного концентрично шарниру 8 и неподвижно связанного со звеном 7. На ползуне 2 неподвижно концентрично шарниру 3 закреплено колесо 14,которое посредством гибкой связи 15 (металлической ленты, закрепленной в двух точках на колесах 13 и 14, или цепи) кинематически связано с колесом 13. Колеса 13 и 14 являются круглыми, поэтому передаточное отношение между этими колесами является постоянной величиной.Устройство работает следующим образом,Сообщают перемещение ползуну 2, В результате этого точка А рабочего элементабудет перемещаться по кривой, характеркоторой зависит от передаточного отношения между колесами 13 и 14. При передаточном отношении, равном 1, точка А будетперемещаться по дуге эллипса при условии,что в исходном положении точка А и шарниры 6, 8 и 3 будут лежать на одной прямой.Большая полуось эллипса равна йм, а малаяг, Уравнение эллипса будет иметь следующий видх=гсоза;у=Ям зпа,где а - угол между шатуном и звеном 7.При определенном передаточном отношении входного звена (шатуна) к выходномузвену 7 (отношение угловых скоростей), точка А будет перемещаться по дуге, приближенной к дуге окружности, при тех жеусловиях расположения точки А и шарниров3, 6 и 8 в исходном положении. Радиус окружности равенВ 2В= -мгУравнение кривой, описываемой точкойА, будет иметь следующий параметрический вид.х- гсоза;для механизма по фиг,1 у = йм зпа+ (Ям- г)(1 - соза) тд8 а,31для механизма по фиг.2 у = йм зпа+ (1- соза) тд )аВ таблице приведены сравнительныеданные по точности воспроизведения дугиокружности различными механизмами.Для фиг,1 г = 9,945 мм; йм = 299,195 мм;= 1,3473918,Для всех устройств приняты одинаковые величины йм = 300 мм, а величины г дляпредлагаемого устройства г = 10 мм, а дляостальных устройств г = 5,0014 мм, Радиусдуги окружности, наиболее близкий к траектории перемещения точки А, равен 9000 мм.Для первого устройства величина а ограничена 45 О в связи с тем, что при дальнейшемувеличении этого угла погрешность значительно возрастает. Ограничения по углу адля второго устройства заложены в формулуизобретения,В общем виде устранение кривой, описываемой точкой А, будет следующимх- г.соза; по фиг,1 у= ймзпа+ (йм -г)(1 -соза )тд(а - );по фиг,2 у = йм зпа+ (1 - соза ) 5 тд(а - ;где- передаточное отношение угловых скоростей) входного звена - шатуна - к выходному звену 7.Изменяя передаточное отношение ,можно получать различные виды кривых, описываемых. точкой А, что расширяет функциональные возможности устройства. Для этого звенья 13, 14 и 15 могут быть сменны ми, Расширение технологических возможностей достигается за счет достаточно высокой степени точности воспроизведения дуг окружностей во всем рабочем диапазоне углов поворота шатуна.20 Формула изобретения1, Устройство для воспроизведения кривых, содержащее основайие, на котором установлен ползун, шарнирно связанный с шатуном и механизмом, несущим рабочий 25 элемент и задающим при равномерном вращении шатуна относительно ползуна неравномерное по синусоидальному закону перемещение проекции точки рабочего элемента на прямую перпендикулярно направ ляющим ползуна, и поступательноперемещающееся звено, шарнирно связанное с шатуном, при этом шарниры, связывающие шатун с ползуном и поступательно перемещающимся звеном, расположены на 35 заданном расстоянии друг от друга, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных и технологических возможностей, поступательно перемещающееся звено снабжено средством для 40 сообщения ему принудительного вращения,кинематически связайным с шатуном, причем передаточное отношение между шатуном и поступательно перемещающимся звеном является постоянным.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю,щ е ес я тем, что кинематическая связь шатунасо средством принудительного вращения поступательно перемещающегося звена выполнена в виде механизма с гибкой связью 50 между жесткими звеньями, одно из которыхзакреплено неподвижно на ползуне, а другое - на подвижном звене.1750977 орректор Н.Ревская эктор М,Кобылянска оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 2653 ВНИИПИ оста витель А.Серге ехред М,Моргентал Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5