RU2053888C1 - Instrument for plotting curves - Google Patents

Abstract

FIELD: instrument making. SUBSTANCE: instrument comprises links interconnected by rack transmissions, articulated to each other and incorporating a hollow rocker arm, crank and connecting rod. Styluses are positioned on the ends of spindles installed in the cavities of the rocker arm with a provision for reciprocating therein and rocking together with it. The ends of rocker arms carry toothed racks interacting with two pairs of gear wheels, and two gear segments secured on the casing. Each end of the rocker arm is rigidly connected to the axle of one pair of gear wheels and one rocker arm end is connected with the crank. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для одновременного вычерчивания как выпуклых, так и вогнутых кривых, образованных подвижными точками коромысла, выполняющего качательно-поступательные движения. The invention relates to devices for simultaneously tracing both convex and concave curves formed by the movable points of the rocker arm performing oscillating-translational movements.

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. A known device for plotting curves, containing two kinematically connected parallelogram, each of which has a leading and driven cranks and a connecting rod with a slot, writing pins, two vertical links connected to the connecting rod of one of the parallelograms by means of a slider rigidly fixed to them, an inclined link, articulated one end with the slider of one of the vertical links and the other end with the other vertical link, a carriage consisting of a horizontal rod installed in the guide and rigidly fastened with a vertical rod with a slot, a pantograph having a vertical fixed link with two sliders, gears connected by a flexible connection and a gear wheel with a fixed axis aligned with the leading cranks, while the parallelogram hinged cranks are pivotally mounted on the inclined link, the writing pins are installed at the intersection slots of the vertical rod with slots of the connecting rods, and the leading crank of the first parallelogram is kinematically connected to the carriage by rack and pinion gears, the rails of which are rigidly fastened s with the sliders of the vertical link of the pantograph and the rod and interact with the gear wheel with a fixed axis.

Указанный прибор не обеспечивает вычерчивания выпуклых и вогнутых разомкнутых кривых. The specified device does not provide tracing of convex and concave open curves.

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. A device is also known for simultaneously drawing several graphs of the points of the connecting rod of a four-link mechanism with a plate attached to its connecting rod with holes for selectively inserted writing elements that draw graphs on paper, or for generating these graphs on photo paper by illuminating it through these holes. In order to break down the graphs drawn on photo paper, into sections associated with the angular position of the four-link drive crank, cartridges with light bulbs for illuminating the photo paper are selectively installed in the plate openings, and a collector disk is attached to the lead crank by means of sliding contacts included in the power supply circuit of the light bulbs for its breakthrough, and a gear is attached to the disk, coupled to another gear with a drive handle.

Известный прибор не обеспечивает одновременного вычерчивания выпуклых и вогнутых разомкнутых кривых. The known device does not provide simultaneous tracing of convex and concave open curves.

Целью изобретения является одновременное воспроизведение выпуклых и вогнутых разомкнутых кривых, что расширяет эксплуатационные возможности устройства. The aim of the invention is the simultaneous reproduction of convex and concave open curves, which extends the operational capabilities of the device.

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. This goal is achieved by the fact that the device for reproducing graphs of moving points of four-link links, containing a flat four-link hinge mechanism, a writing device associated with the connecting plane of the connecting rod, a table with drawing paper and a drive shaft connected to the crank, is equipped with a rod freely inserted into the two-arm and hollow rocker and installed in it with the possibility of movement along the rocker and rocking motion with it.

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. The structural property of the mechanism, the symmetrical arrangement of the rack and pinion gears relative to the center of rotation of the rocker arm, the reciprocating motion of the rod along the rocker arm make it possible to simultaneously draw convex and concave open curves.

На чертеже представлена кинематическая схема предлагаемого прибора. The drawing shows a kinematic diagram of the proposed device.

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.The body 1 is mounted in a freely rotatable shaft 0. 0 shaft fixedly sits sleeve 2. In the sleeve 2 freely inserted crank 3 mounted screw 4. On the fixed axis O ₁ freely seated a hollow double-armed rocker arm 5. The rocker 5 is connected to a connecting rod 6 via two rotational pairs A and B. On the symmetrical bends of the rocker arm 5, the axles 7 and 8 are rigidly fixed. The gears 9 and 10 are rigidly connected to each other on the axis 7. Similarly, the gears 11 and 12 are freely connected to the axis 8. housing 1 fixed gears 13 and 14 with a total price About ₁ rum rotation coinciding with the center of rotation of the rocker 5. The toothed wheel 9 is engaged with the toothed wheels 13 and toothed wheels 11 rackwheel 14. In the hollow yoke 5 loosely inserted rod 15, at the free ends of which are fixed writing elements M and N. In the rod 15 symmetrically The racks 16 and 17 are fixed on both sides. The rails 16 and 17 are respectively simultaneously engaged with the gears 10 and 12. With this combination of links and kinematic pairs, the moving points M and N of the device simultaneously draw open curves S _M f (β) and S _N f ( β)
The device can be adapted for processing complex profiles by cutting. In this case, the cutting tool can be fixed at the movable points M and 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 NN $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{0}}$ . 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.The device operates as follows. When the crank 3 is rotated around its axis O by means of the connecting rod 6, the rocker arm 5 makes a rocking motion about its axis O ₁ . The rocking angle β of the rocker arm depends on the length of the crank OA, which is adjusted and fixed by screw 4. Point B the articulated joint of the connecting rod 6 and rocker 5 moves along the path BB ₀ V ¹ . In the initial position, the rocker 5 is horizontal, and the rod 15 connected to it occupies the right extreme position at point M. When the crank 3 is rotated by an angle Φ _1, point B moves down and takes position B _about , the beam rotates by an angle β / 2. When the beam is rotated clockwise due to the fixed gear 13, the gears 9 and 10 will turn clockwise and entail a rack 16, i.e. the rod 15 rigidly connected to it will move to the center О ₁ , and the writing device associated with it at point M will describe on a fixed plane on which the paper is fixed one branch of the curve MM _о . At the same time, the other end of the rod 15 at point N, the writing device will describe the branch of the curve NN $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{1}}{\text{0}}$ . When the crank 3 is rotated by an angle Φ _{2, the} beam 5 will turn counterclockwise by an angle β / 2, and its point B _о will go to point B. During this period, the rod 15 will simultaneously move to the right along that section of the functional curve and take its original position. When the crank 3 is rotated by an angle Φ _{2, the} beam moves upward by an angle β / 2, and its point B occupies the position at point B ¹ . You can see that in this case, the gear 7 leaves the fixture with the fixed gear 13, and the gear 8 enters the fixture with the gear 14. This causes the gears 8 and 12 to turn counterclockwise and therefore the rod 15 will move to the right, and its writing points M and N will describe the trajectory of MM ¹ and NN ¹ . And finally, when the crank 3 is rotated by an angle Φ _{4, the} beam 5 moves to the angle β / 2, the point B ₁ moves to the point B, therefore the gears 11 and 12 will turn counterclockwise, which will cause the rod 15 to move to the right, and the point M _' will go over to point M and point N 'will go to point N and the circuit closes. In the device, a four-link hinge mechanism is used to change the angle of rotation β, the angle β also changes when the lengths of the OA crank are changed using screw 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.Thus, the device allows you to get convex and concave open curves, drawn by points M and N, which depend on the angle of rotation of the beam β, on the size of the gears and the length of the links O ₁ M and O ₁ M in the initial position.

Claims (1)

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. A DEVICE FOR DRAWING CURVES, comprising articulated links connected by rack and pinion gears, including a crank and rocker, and writing pins mounted on rods, characterized in that, in order to expand the operational capabilities of the device due to the possibility of simultaneously drawing convex and concave open curves, it is equipped with two gear sectors fixed on the body, the center of which coincides with the center of rotation of the rocker arm, rack and pinion gears are formed by the arms of the rocker arm and with two pairs of gears, each of which interacts with one of the gear rails of the rocker arm and with one of the gear sectors, while the rocker arms are hollow, rods with writing pins with free ends are mounted in the rocker cavities with the possibility of reciprocating movement along the rocker arm and rocking arm movements with it, each of the ends of the rocker arm is rigidly connected with the axis of one of the pairs of gears, and one of its ends is connected via a connecting rod to the crank.

Images