Циркуль

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИДЛИСТИЧЕСНР 1":СПУБЛИН у) В 43 1, 11/ ГОСУДМфСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕ ОТНРЫТ(57) Использование:. для вычерчиваниягеометрических Фигур Сущность изобретения: циркуль снабжен дополнитель"но отградуированной горизонтальнойштангой, состоящей из двух боковыхпластин, выполненных с продольнымипазами и закрепленных на вертикальных опорных стержнях с шариками, смонИзобретение относится к чертежнымприборам и может быть использовано,например, в учебном процессе,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является циркуль для вычерчивания геометрическихФигур, содержащий стойку Г-образнойФормы со средством для крепления еенижней перекладиной на столе, осевуюножку, закрепленную вертикально наверхней, перекладине стойки и снабженную сменным копируемым элементом, по"воротную муФту, установленную на осе"вой. ножке полую ножку прикреплен"ную шарнирно к поворотной муФте иснабженную подвижно установленной иФиксируемой на ней рамкой с копирой Искользящим внутри нее стержнем, наФ" .уа"которого. между выполненными выс"г, лс"мупал 1 и с пазами установлейа передвижтированными на их концах, а осевалножка вставлена концом л направляющий зазор между обхватывающими ее боковыми пластинами штанги, при этомстержень, скользящий внутри полой ножки, связан шарнирно с боковыми пластинами штанги Пищущий элемент выполнен с державкой, которая становленаподвижно с возможностью перемещенияпо пазам в боковых пластинах штангии Фиксации в заданном положении, амуФта и полая ножка яыполнены с дополнительными отверстиями"для смещения по ним оси шарнирного поворотаотносительно линии, на которой расположены нулевое деление штанги и осевая ножкао 1 зопо Ф-лы, 5 ило ная державка с пищущим злементоциркуль является прототипомНедостатком циркуля лвляется неудобство настройки и низкал точностьпри вычерчивании кривых типа кардиоиды и улитки Паскаля по причине отсутствия дополнительных приспособлений,а также отверстий в шарнирном узлеповоротная муФта - подвижная ножка",Целью изобретения является повышение удобства и точности настройки привычерчивании кривых типа кардиоиды иулитки Паскаля.Поставленная цель достигается тем,что циркуль, содержащий стойку Г-образной Формы со средством для крепления нижней перекладиной на столеосевую ножку, закрепленную вертикально на верхней перекладине стойки иснабженную сменным копируемым злемел(1751182 4том, поворотную муфту, установленную перемещения по ним державки 2 с пищуна осевой ножке, полую ножку, прикреп- щим элементом 3 с помощью стопора 8У ленную шарнирно к поворотной муФте и которая установлена между пластинами снабженную подвижно установленнойи 1, а концы пластин скреплены в свою.1 ч ч5Фиксируемои на неи Рамкои с копиром и очередь церез вертикально установлен- скользящим внутри нее стеРжнем,и пишу-йые опорные стержни 5 с шариками б, щйй элемент, который снабжен дополни- При этом между пластинами выдержан тельно отградуированной горизонталь- зазор, определяемый диаметром тонкой ной штангой, состоящей из двух боко- О концевой части неподвижной ножки, ковых пластин, выполненных с продольны-торая должна свободно входить в сво-. ми"пазамии закрепленных на вертикаль- бодный верхний зазор и обхватываться ных опорных стержняхс шариками,смон- боковымй пластинами 1, На передней тированййми на их концах, а осевая пластине 1 выполнены две противоположножка вставлена концом в направляющий 15 но йаправленные шкалы Ч., отградуиро.зазор между обхватывающими ее боковы- ванные в миллиметрах и разделенныеми-пластинами"штанги, при этом стер-,. друг от друга -нулевой отметкой 10, "жень., скользящий внутри полой ножки, Левая длинная шкала определяет осевуюсвязан шарнирно с боковымипластинами-" длйну петель укороченной улитки а1штанги, пищущий элемент выполнен с 20 также осевую длину удлиненной улитки.державкой, которая установлена подвиж- . Нулевая отметка определяет полюс карно с возможностью перемещения по" па- диоиды и укороченной улитки Праваязам в боковых пластинах штанги и Фик- короткая шкала определяет осевую длисации в заданном положении, а муФта и ну удлиненных улиток, На одной сторополая ножкавыполнены с дополнитель не державки 2 выполнен горизонтальныйными отверстиями для смещения по ним выступ (не показан), который входит восишарнирного поворота относительно паз задней пластины и придает держав- линии, на которой расположены нулевое ке устойчивое положение от радиальноделение штанги и осевая ножка .- го смещения относительно стопорногоКопир"рамки выполнен в виде плас- .30 винта 8.тинки с плоскостью для взаимодействия Стерженьвыполнен из листовойс выполненным цилиндрйческим по Форме. стали по длине и, по Форме полости под"копируемым элементом осевой ножки вижной ножки с возможностью свободно-.На Фиг, 1 показан циркуль, общийго в ней скольжения Конец стержйявид в варианте настройки для вычерци- . установлен между боковыми пластинами35вания кривых типа кардиоиды и улитки в правой верхней концевой их цасти иПаскаля; на Фиг 2 - разрез д-А Йд шарнирно с ними связан.Фиг,. 1; на Фиг., 3 показана поворотная Опорные стержни 5 огранйцивают пемуФта с выполненными на ней дополни-ревешивание концов штанги относительтельными отверстиями; на Фиг, Ч - про. 4 О но точки опоры острия пищущего элеменволоцная скоба, которой могут быть за. та 3, а шарики 6, смонтированные наменены существуоцие винты для повыше- нйжйих концах стержней служат дляния удобства и ускорения перенастрой-уменьшения трения с полем чертежа прики циркуля; на Фиг 5 показаны приме- вычерчивании кривых.ры изображений улиток Паскаля, вЫпоЛ- ,45 семейная переставная рамка 11ненные циркулем с Реализованными ново (фиг, 2) со стопорным винтом 12 вывведениями : полнена в виде двухлапковой скобы,Горизонтальная штанга является до- конць 1 которой замкнуты копирующейполнительным инструментом в наборе пластинкой 13, имеющей ширину приблициркуля и используется при вычерчива зительно равную диаметру копируемогониикрйвых тийа кдрдиоиды и улитки элемента 14 Копирующим элементомПаскаля Она содержит две боковыепластинки 13 является ее плоскость1Ю пластины 1, державку с пищущим эле- Копируемый элемент 1 ч выполнен изментом 3, стержень 1, Устанавливаемыич стали круглой и имеет. вид цилинимеет вид цилиндрав полую ножку, и два опорных стержня диаметром например 20 мм и ы55 мм и Высотои5 с шариками 6, например, 5 мм, причем отверстие дляДве боковые пластины 1 выполнены из установки его на неподвижную нго на неподвижную ножку выстали листовой толщиной, например, полнено на радиусе цилиндра со смеще"1,5 мм и имеют продольные пазы 7 для нием к его боковой поверхности. Это5 1754482 . бсмещение позволило преобразовать вают сменную рамку с копирующей пласочертание цилиндра в оцертание близ- тинкой 13, длинный стержень 4 горизонкое к очертанию кардиоиды, Точность . тальной штанги вставляют в полую подже кривизны, которая характерна и при- вижную ножку, а неподвижную ножку с5суща кривизне кардиоиды, достигается помощью стойки Г-образном формы подза счет плоскости копирующей пластин- нимают над поверхностью чертежа так,ки 13, которая не только копирует ви- чтобы конец ее входил в свободныйдоизмененное очертание цилиндра, но верхний зазор между боковыми пластинаи корректирует его кривизну до уровня 10 ми и чтобы державка пишущего элементаистинной крйвизны кардиоиды, сообщая могла свободно перемещаться по проее. пишущему элементу. . дольному пазуатанги, не цепляясь заДополнительные отверстия 15 . острие неподвижной ножки,(Фиг. 1), выполненные в полой ножке Осевая длина кардиоидзадается пои в поворотной муфте (фиг, 3), смещенсуществующей шкале неподвижной ножки,ные от существующего центра шарнирно- : Для этого определяется некоторая отго поворота, служат дляперестановки метка шкалы, соответствующая наименьоси шарнирного поворота при перенаст- шему размеру кардиоиды, которую споройке циркуля на выцерчивание кривых, . собен вычерчивать циркуль в зависимосблагодаря чему нулевой штрих 10 не " 20 ти от диаметра копируемого элемента иуходит от продольной оси неподвижной от этой отметки отсцитйваются новыеножки при перестановке копируемого ,цифровые значения,элемента на требуемые параметры кри-Гледует отметить, цто осевую дливых, Лля определения тоцного местона- ну кардиоид можно задавать и не прихождения отверстий, свободную от су-. 25 бегая к помощи шкалы на неподвижнойществующих винтов подвижную ножку с ножке.рамкой, контактирующей с копируемымдля этого на Чвртеже отмецают точэлементом 14 в тоцке наименьшего рас- ;ки полюса и вершины будущей кардиоиды.,1стояния от продольной оси неподвижной .Точку полюса чертежом подводят подножки располагают параллельно непод,острие пищущего элемента, предвари-вижной ножке, а на продолжении плос-;;тельно установленного на нулевую откости копирующей пластинки отмечают. : метку шкалыгоризонтальной штанги и,центр будущих сквозных отверстий на . повернув подвижную ножку на 180 вподвижной ножке и поворотной муфте, сторойу вершины будущей кардиоиды,при этом продольная ось неподвижной З поднимают или опускают копируемым эленожки укажет на месторасположение ну- ментом подвижную ножку, изменяя еелевого штриха будущей шкалы штанги, , угол наклона, до совмещения острия пи.Цилиндрический стеужень с головкой, щущего элемента с точкой вершины, посвставленный в выполненные отверстия, ле цего за полный оборот подвижнойобеспечивает шарнирную взаимосвязь . 40 ножки вычерчивают заданную кардиоидуподвижной ножки с поворотной муфтой Время, затрациваемое на настройку16, а винт 17, установленный сбоку циркуля для выцерчивания кривых типаповоротной муфты, удерживает поворот- кардиоиды и улитки Паскаля составляетную муфту в ее прежнем положении. 30 с,Для ускорения процесса перестановки 5 Время, затрачиваемое на вычерчиваоси шарнирного поворота, существующие ние кардиоиды или литки Паскаля сосвинты на поворотной муфте, удерживаю- тавляет 15-20 с,щие ее на неподвижной ножке, целесо- Диапазон размеров выцерчиваемых .образно заменить проволочной скобой кардиоид при диаметре копируемого эле(Фиг, 4), обладающей пружинящим свой мента 20 мм составляет 14-100 мм поством и переустанавливаемой на соот.- оси симметрии,ветствующие отверстия по мере надоб- пиапазон размеров вычерчиваемыхности, улиток составляет 7-140 мм по оси симПри перенастройке циркуля на вычер-. метрии,цивание указанных кривых, выполненные Работу с циркугем для вычерчиванияотверстия в подвижной ножке совмещают кардиоиды осуществляют следующим обс выполненным отверстием в поворотной разом,муфте, вставляют в них стержень с го" Устанавливают пищущий элемент 3 наловкой или скобу (фиг,4), устанавли- нулевую отметку 10 шкалы горизонтальной штанги и закрепляют державку 2стопором 8, Устанавливают копируемыйэлемент 14 на неподвижной ножке наотметку шкалы, определяющей осевую)длину кардиоиды и закрепляют его установочным винтом, Устанавливает рамку11 на подвижной ножке так, чтобы копирующая пластинка 13 находилась противкопируемого элемента 14 и закрепляют ц)рамку 11 стопором 12 Перемещают листбумаги под пищущий элемент 3 в отмеценный полюс будущей кардиоиды и обводят подвижной ножкой вокруг копируемого элемента 14, при этом пищущий 15элемент вычерчивает заданную кардиоидуРаботу с циркулем для вычерчиванияукороченной улитки Паскаля осуществляют следующим образом 20Устанавливают копируемый элемент1 ч по шкале неподвижной ножки на раз-мер осевой длины производящей кардиоиды -и закрепляют его винтом,.(Размеры15улитки находятся в прямой зависимостиот заданного размера кардиоиды, поэтому для вычерчивания улитки конкретныхразмеров необходимо определить осевую длину производящей кардиоиды, которая равна сумме осевых длин обеих фпетель улитки)По левой шкале горизонтальной штанги, определяющей осевую длийу петель,улитки, устайавливают пищущий элемент.3 наразмер осевой длины одной какойлибо "петли будущей улитки и закрепляютдержавку 2 стопором 8,Устанавливают рамку 11 на подвижной ножке так, чтобы копирующая плас-.тийка 13 находилась против копируемогоОэлемента 14 и закрепляют рамку 11 сто пором 12Перемещают лист бумаги под пищущийэлемент 3 в отмеченный полюс будущейулитки и обводят подвижной ножкой вок- бруг копируемого элемента 14, при этомза один оборот пищущий элемент 3 яычерцивает обе петли улитки ПаскаляРабота с циркулем для вычерчиванияудлйненных улиток Паскаля аналогич- Юна работе по вычерчиванию укороченныхулиток. Здесь также по шкале неподвижйой ножки устанавливают копируемь:йэлемент.14 на размер осевой длины производящей кардиоиды, а установкой пищущего элемента 3 на необходимые деления правой щкалы задают размер осевойдлины будущей удлиненной улитки,П р и м е р 1 Допустим, требуется вычертить 4-кратные кардиоиды (собщим полюсом) с размером осей 20, 40,80 и 100 мм,.устанавливаем пищущий элемент нанулевую отметку шкалы горизонтальнойштанги",устанавливаем копируемый элемейтна отметку шкалы неподвижной ножки20 мм и за полйый оборот подвижнойножки вычерчиваем кардиоиду с осью20 мм;переставляем.копируемый элемент наотметку шкалы И мм и вычерчиваемвторую кардиоиду с длиной оси 40 мми т,д для остальных последующих, т.е.при вычерчиваний кардиоид пишущий элемент должен всегда находиться. на нулевой отметке штанги, а размеры осей задаются установкой копируемого элемента на соответствующую отметку шкалы неподвижной ножкиП р и м е р 2 Вычертить укороченную улитку Паскаля с длиной оси внутренней петли 20 мм и наружной 40 мм;определяем длину оси производящей кардиоиды для получейия данной улитки; Она составйт: 20+40=60 мм;устанавливаем копируемый элемент на неподвижной ножке на отметку шкалы 60 мм;устанавливаем пищущий элемент по левой шкале штанги наразмер осевой длины любой петли улитки, например, 20 мм и за полный оборот подвижной ножки вычерчиваем обе петли улитки,. при этом размер наружной петли 40 мм определяется самим циркулем и первой выцерцивается та петля, размер которой -мы задали.П р и м е р 3, Длина оси производящей карЪиоиды 35 мм, длина оси внутренней петли укороченной улитки 5 мм,Ппределить длину оси наружной петли, которую вычертит циркуль при последовательном выполнении операций,изложенных в примере 2:длина оси наружной петли должнасоставить 30 мм, т.к. 35-5=30, цто ибудет соответствовать вычерценнойулитке Паскаля с размерами петель 5и 30 мм,П р и м е р 4. Длина оси производящей кардиоиды 40 мм, Вычертить улитку Паскаля с равновеликими петлями:устанавливаем копируемый элемент на отметку шкалы 40 мм;1754482 9устанавливаем пищущий элемент полевой шкале штанги на отметку 20 мм,т,к, 40;2=20 мм;5за полный оборот подвижной ножкивычерчиваем заданную улиткн, при этомвторая вычерчиваемая петля накладывается на первую и общий вид улитки будет иметь Форму окружности диаметром20 мм (частный случай, при выходе изкоторого внутренняя петля улитки трансформируется в наружную и наоборот),Р р и м е р 5 Длина оси, производящей кардиоиды 100 мм, Вычертитьудлиненную улитку Паскаля с длинойоси 130 мм;устанавливаем копируемый элемент наотметку шкалы 100 мм;устанавливаем пишущий элемент по. правой шкале штанги на отметку 15 мм9так как (130-100) . 2=15;Длина оси вычерченной удлиненнойэпициклоиды составит искомую,т,е. 130 мм.П р и м е р 6 Длина оси производящей кардиоиды 20 мм. Определить математическими вычислениями возможностьвычерчивания удлиненной улитки Паскаля с длиной оси, например, 170 ммф(170-20):2=75 мм Очевидно, что: 30делений на правой шкале штанги явнонедостаточно для вычерчивания требуемой улитки, поэтому проверим возможность левой шкалы, учитывая при этом,длину оси производящей кардиоиды путем 15замены знака "-" на знак "Ф";(170+20):2=95 мм.Певая шкала отярадуирована до100 мм, значит возможность вычертитьциркулем улитку с длиной оси 170 мм 40имеетсяСменная горизонтальная штанга,введенная в набор циркуля, и возможность смещения шарнирной оси в узлеподвижная ножка - поворотная муфта ;45позволяют вычерчивать самые разнооб-разные кривые, существующие в технике, при наличии соответствующих гео-".метрических Форм копируемых и копиру-ющих элементов и их соответствующего 50сочетания для соответствующей кривой.Например, используя копируемый элемент, выполненный в виде прямоугольника, в сочетании с известным копирующим стержнем, имеющим Форму треуголь ника в поперечном сечении, можно вы"черчивать ветви конхоиды Никомеда совсевозможными их преобразованиями.При этом длина ветвей задается по шкале неподвижной ножки, а конфигурация их по шкале горизонтальной штанги,На примере кривых типа кардиоиды иулитки Паскаля обнаружено,"что правильно сконструированный по Форме копируемый элемент является элементоммногоцелевого назначения, так какэтим элементом помимо вычерчивания какой-либо определенной кривой можно вычерчивать й ряд других кривых. являющихся частными видами этой кривой,вследствие чего количество копируемыхэлементов, комплектующйх циркуль, мо-жет быть в действительности меньше количества кривых, известных наУке, в2-3 раза.В связи с тем, что шункциойальныевозможности циркуля расширены- соответственно расшйряетсяи область использования, например, в машиностроении при профилировании Форм деталей,содержащих в себе кривые или их эле-менты, при выполнеййи слесарно-разметочных работ на производстве, предварительнозаменив пищущий стержень царапающим (или режущим при изготовлении заготовок сложной конФигурации излистовой стали), при вычерчивании оги.бающих кривых, эквидистант и эквитангент, при составлении орнаментов и,т.д,: По сравнению с графическими способами построения кривых, требующих определенных знаний в последовательности этих построений - использованиециркуля для тех яе целей сокращаетвремя при более аккуратном исйолнениив десятки раз. формула изобретения 1 Циркуль, содержащий стойку Г-образной формы со средством крепления ее нижней перекладиной на. столе, осевую ножку, закрепленйую вертикально на верхней перекладине стойки и снабженную сменным копируемым элементом, поворотную муфту, установленную на с осевой ножке, полую ножку, прикреплен" ную шарнирно к поворотной муфте и снабженйую подвижно установленной и фиксируемой на ней рамкой с копиром и скользящим внутри нее стержнем, и пищущйй элемент, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,с целью повышения удобства и точности настройки при вычерчивании кривых типа кардиоиды и улитки Паскаля, он снабжен отградуированнойгоризонтальной штангой, состоящей из двух боковых пластин, выполненных с продольными пазами и закрепленных на вертйкальных опорных стержнях с шари 5 ками, смонтированными на их концах, а осевая ножка вставлена концом в направляющий зазор между обхватывающими ее боковыми пластйнами штанги, при этом стержень,скользящий"внутри по лой ножки, связан шарнирно с боковыми пластинами штанги, пишущий элемент выполнен с державкой, которая установлена подвижно с возможностью пе ремещейия по пазам в боковых пластинах штанги и фиксации в заданном положении, а муфта и полая ножка выполнены с дополнительными отверстиями для смещения по ним оси шарнирного поворота относительно линии, на которой расположены нулевое деление штанги и осевая ножка.2 Ииркуль по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что копир рамки выполнен в виде пластинки с плоскостью для взаимодействия с выполненным цилиндрическим по форме копируемым элементом осевой ножки,о пис Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,О оизводственноатедьский комбина Редактор Н.Сокол Заказ Зб 67ВНИИПИ Государст Составитель Б. ПушТехред М, Норгентал Тиражс 1енного комитета по изобретениями13035, Москва, Ж, Раушская нф Доткрытиям прид 4/5 е цеет т 4ГКНТ СССР