SU1664593A1 - Устройство дл вычерчивани кривых - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к чертежным приборам дл  воспроизведени  математических кривых и позвол ет расширить диапазон воспроизводимых кривых путем обеспечени  вычерчивани  периодических кривых с мен ющейс  амплитудой. Пишущее приспособление 11 скреплено с ползуном 12 кривошипно-шатунного механизма, кривошип которого закреплен на головке 23 и имеет передаточный механизм радиального перемещени  от двигател  2 с винтовой передачей 38. Передаточные механизмы вращени  барабана 1 и перемещени  пишущего приспособлени  11 содержат зубчатые и черв чные передачи, а также бесступенчатые лобовые вариаторы. При различных настройках устройства на бумаге, закрепленной на барабане 1, пишущее приспособление 11 вычерчивает различные периодические кривые с посто нной и мен ющейс  амплитудами. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к чертежным приборам дл  воспроизведени  математических кривых и может быть использовано, например, в учебном процессе вузов,

Цель изобретени  - расширение диапазона воспроизводимых кривых путем обеспечени  вычерчивани  периодических кривых с мен ющейс  амплитудой.

На фиг,1 показана принципиальна  схема устройства; на фиг.2 - крива  с плавно уменьшающейс  амплитудой до нулевого значени ; на фиг.З - крива  с плавно уменьшающейс  и затем увеличивающейс  амплитудой; на фиг.4 - крива  с п тью участками амплитуд, плавно уменьшающейс , нулевой, плавно увеличивающейс  и посто нной .

Устройство в статике. Передаточный механизм вращательного движени  барабана 1 от электродвигател  2 состоит из ременной передачи 3 и 4, черв чных передач, 5-10. Передаточный механизм возвратно- поступательного движени  пишущего приспособлени  11 состоит из ползуна 12, кинематически св занного с электродвигателем 2 через передачи 3, 4 и 13, 14, ролики и диски бесступенчатого лобового вариатора 15-20, зубчатую передачу 21 и 22 на вращающуюс  головку 23, кривошип 24, шатун 25, палец 26, соединенный с ползуном 12. Ролик 15 имеет возможность перемещени  вдоль торца диска 16. Ролики 17 и 19 имеют возможность одновременного перемещени  вдоль дисков 16 и 18 посредством штан- ги 27 и винтовой передачи 28. Передаточный механизм радиального непрерывного перемещени  кривошипа 24 состоит из дополнительных салазок 29, установленных со стороны открытого дл  доступа торца вращающейс  головки 23, кинематически св занных с электродвигателем 2 через передачи 3-6, ролики и диски 30-35 дополнительного бесступенчатого лобового вариатора, койические зубатые колеса 36 и 37, винтовую передачу 38. Вращающа с  головка 23 снабжена фиксатором 39, управл емым вручную или электрически и имеющим возможность останавливать салазки 29 в нулевом положении кривошипа 24, т.е. в момент совпадени  оси симметрии кривошипа 24 и оси вращени  вращающейс  головки 23. С конца, противоположного вращающейс  головке 23, на валу 40 установлена муфта 41 предельного момента с возможностью соединени  и рассоединени  диска 35 с валом 40. Муфта 41 имеет возможность возвращатьс  в рабочее положение под действием включател  42. Ролик 30 имеет возможность останавливатьс  и мен ть направление вращени  с помощью

реверсивного механизма, состо щего из переборного валика 43, шестерен 44-47,, Шестерн  47 имеет возможность перемещатьс  вдоль своей оси с помощью

переключател  48, управл емого вручную и электрически. Ролик 30 имеет возможность перемещени  вдоль своей оси посредством первого механизма автоматического перемещени  ролика, приводимого в действие

0 от общего электродвигател  2 через передачи 3-8, первый трензель из шестерен 49-51 и муфты 52, гитару 53, винтовую передачу 54, вилку 55. Ролики 32 и 34 имеют возможность перемещени  вдоль своей оси посред5 ством второго механизма автоматического перемещени  роликов, приводимого в действие от общего электродвигател  2 через передачи 3-8, второй трензель, состо щий из шестерен 56-58 и муфты 59, гитару 60, вин0 товую передачу 61, штангу 62. Муфты 52 и 59 имеют возможность управл тьс  вручную и электрически, т.е. они имеют электрическую св зь с набором упоров 63 и 64, установленных на барабане 1 с возможно5 стью регулировани  их положени , количества и удалени . С набором упоров 63 и 64 имеют электрическую св зь фиксатор 39 и включатель 42. Величину перемещени  роликов 32 и 34 имеетс  возможность регист0 рировать посредством указател  65, роликов 17 и 19 - с помощью указател  66, а ролика 30 - с помощью указател , условно неуказанного. Величину перемещени  и начальное положение ползуна 12 имеетс  воз5 можность регистрировать и устанавливать по указателю 67. Начальное положение и величину угла поворота барабана 1 имеетс  возможность устанавливать и регистрировать по указателю 68. Муфта 69 позвол ет

0 включить и выключить кинематическую цепь вращени  барабана 1. На торце вращающейс  головки 23 имеетс  шкала и указатель дл  установки начального положени  29 и кривошипа 24.

5Устройство работает следующим образом .

Перед началом работы производ т настройку устройства в соответствие с поставленной задачей. Дл  настройки на

0 начальную амплитуду AI (дл  кривой на фиг.2) муфтой 41 размыкают кинематическую цепь механизма перемещени  кривошипа 24. Вращением винта винтовой передачи 38 перемещают салазки 29 и кривошип 24 в поло5 жение, соответствующее величине начальной амплитуды А. Дл  настройки на период кривой определ ют передаточное отношение кинематической цепи привода вращательного движени  вращающейс  головки 23, В соответствии с найденным передаточным отношением по указателю 66 ус- танавливают.требуемое положение роликов 17 и 19 аналогично положению ролика 15, Дл  настройки характера изменени  амплитуда Af, Аз и т.д. оценивают, какой избрать из путей изменени  частоты вращени  вала 40. При линейном законе изменени  амплитуды кривой скорость вращени  вала 40 должна быть посто нной. В этом случае определ ют передаточное отношение кинема- тической цепи-привода радиального перемещени  кривошипа 24. В соответствии с этим передаточным отношением устанавливают ролики 32 и 34 дополнительного бесступенчатого вариатора втребуемое положение по указателю 65. причем гитару 60 отключают. Аналогично устанавливают и ролик 30 в требуемое положение при отключенной гитаре 53. Направление изменени  амплитуды кривой (уменьшение или увеличение ) устанавливают посредством соответствующего положени  шестерни 47, в ре- версном механизме. Например, при одном .направлении изменени  амплитуды шестерн  47 соединена с шестерней 46 переборного валика 43 (фиг.1) и вращательное движение ролика 30 сообщают через шестерни 44 и 45. При другом, противоположном направлении изменени  амплитуды шестерню 47 передвигают вдоль ее оси и с помощью переключател  48 до тех пор, пока она внутренним зацеплением не соединитс  с концом вала, на котором находитс  ролик 30. В этом случае вращательное движение ролику 30 передадут напр мую, мину  переборный валик 43. При линейном законе изменени  амплитуды вычерчиваемой кривой используют механизмы автоматического перемещени  роликов 30, 32 и 34, предварительно выбрав нужный вариант сочетани  их работы.

Возможны следующие варианты работы этих двух механизмов автоматического перемещени  роликов: работает только один первый механизм перемещени  ролика 30: работает только второй механизм перемещени  роликов 32 и 34; работают оба механизма одновременно, причем в одну сторону, например, путем сложени  скоростей; работают оба механизма одновременно , но в разные стороны, т.е. путем вычитани  скоростей. Выбрав один из вариантов , определ ют требуемое передаточное отношение кинематических цепей автоматического перемещени  роликов. В соответствии с передаточным отношением определ ют числа зубьев шестерен гитар 53 и 60. Наход т необходимые шестерни, устанавливают их на гитары. Ролики 30, 32 и 34 по указател м 65 устанавливают в начальное положение интервала регулировани  скоростей. В зависимости от варианта включают работу механизмов автоматического перемещени  роликов с помощью соответствующих первого второго трензелей путем включени  муфты 52 и (или) 59, которые включают вручную или электрически (устройство включени  муфт не показано) с помощью набора упоров 63 и 64,

0 установленных на барабане 1 на необходимом рассто нии друг от друга. После всех перечисленных настроек на барабан 1 закрепл ют бумагу. Включают муфту 69.

Допустим, требуетс  вычертить кривую

5 аналогичную изображенной на фиг.2. Дл  ее реализации достаточно использовать первый механизм автоматического перемещени  ролика 30. Включают электродвигатель 2. Вращательное движение передаетс  че0 рез ременную передачу 3 и 4, черв чные передачи 5-10 барабану 1. Одновременно вращательное движение передаетс  через ременную передачу 3 и 4, черв чную передачу 13 и 14, ролики и диски 15-20 бессту5 пенчатого лобового вариатора, зубчатую передачу 21 и 22 на вращающуюс  головку 23. Посредством кривошипно-шатунного механизма 24-26 вращательное движение преобразуетс  в возвратно-поступательное

0 движение ползуна 12, а с ним и пишущего приспособлени  11. На бумаге начинает вычерчиватьс  крива . Одновременно вращательное движение передаетс  через ременную передачу 3 и 4, черв чную пере5 дачу 5 и 6, шестерни 47, 46, 44 и 45 реверсивного механизма, ролики и диски 30-35 дополнительного бесступенчатого лобового вариатора. Одновременно вращательное движение передаетс  через ременную пе0 редачу 3 и 4, черв чные передачи 5-8 на муфту 52 осевого трензел 

Допустим, муфту 52 включена вправо. Тогда вращательное движение передаетс  далее на коническую передачу 51 и 50, гита5 ру 53, винтовую передачу 54 и вилку 55 пер- вого механизма автоматического перемещени  ролика 30. В итоге вращательное движение преобразуетс  в поступательное движение вилки 55, котора 

0 перемещает ролик 30 вдоль его оси, что приводит к тому, что диск 35 и вал вращаютс  с переменной угловой скоростью. Вращательное движение передаетс  через коническую зубчатую передачу 36 и 37, винтовую

5 передачу 38 на салазки 29, которые перемещаютс  вместе с кривошипом 24 к оси вращени  вращающейс  головки 23. В результате перечисленных сложных движений будет вычерчиватьс  крива , амплитуда которой плавно уменьшаетс , приобрета 

значени  Az-Ав, и, наконец, Ад 0. Значение амплитуды станет равным нулю сразу, как только ось симметрии кривошипа совпадет с осью вращени  вращающейс  головки 23. В это врем  сработает фиксатор 39, который остановит поступательное перемещение салазок 29, а с ними кривошипа 24 и ползуна 12 с пишущим приспособлением 11. Возрастает резко крут щий момент на валу 40. Муфта 41, настроенна  на предельный момент , отключит диск 35 от вала 40. Крива  (фиг.2) готова. Выключаетс  муфтой 69 вращение барабана 1. Снимаетс  бумага с вычерченной кривой. При необходимости вычерчивани  более сложной кривой, например , изображенной на фиг.З, работа устройства после отключени  вращени  вала 40 продолжаетс . Дл  вычерчивани  такой кривой (фиг.З) предварительно построен второй механизм автоматического перемещени  роликов 32 и 34, пбедназначенный дл  участка кривой длинной 1з и неработающий при вычерчивании участка кривой длиной И. Дл  этого муфта 59 на участке Н выключена. В период прохождени  участка 12 от наборов упоров 63 и 64 выключаетс  муфта 52 в нейтральное положение и включаетс  переключатель 48, перемещающий шестерню 47 вдоль ее оси и соедин ющий ролик 30 напр мую с приводом, в результате чего он вращаетс  в противоположную сторону. В противоположную сторону вращаетс  ас  цепь дополнительного бесступенчатого лобового вариатора, в том числе и диск 35. в момент окончани  участка 12 почти одновременно от набора упоров 63 и 64 отключаетс  фиксатор 39 и включаетс  муфта 59 и включатель 42. Выключенный фиксатор 39 делает возможным дальнейшее поступательное движение салазок 29 с кривошипом 24, Муфта 59 включает кинематическую цепь второго механизма автоматического перемещени  роликов 32 и 34. В результате вращательное движение передаетс  через ременную передачу 3 и 4, черв чные передачи 5-8, конические зубчатые передачи 58 и 57, гитару 60, винтовую передачу 61. Диск 35 вращаетс  в противоположную сторону с переменной угловой скоростью, по иной по сравнению с той, что он не имел на участке If. Включатель 42 соедин ет муфтой 41 диск 35 с валом 40. Вращательное движение от вала 40 передаетс  через коническую зубчатую передачу 36 и 37, винтовую передачу 38 на салазки 29. Салазки 29 с кривошипом 24 поступательно перемещаютс  в направлении от оси вращени  вращательной головкой 23. Вычерчиваетс  участок з. После окончани  выключаетс  электродвигатель 2.

Допустим, необходимо вычертить периодическую кривую, изображенную на фиг.4. Она имеет п ть участков,соответственно длиной И, 12, з, U. Is- На первом участке

амплитуда кривой посто нна и равна значению AI, на втором плавно уменьшаетс  до нулевого значени , на третьем амплитуда равна нулю, на четвертом плавно увеличиваетс  до значени  А2, но по другому закону,

0 нежели на первом участке, на п том участке амплитуда посто нна и равна Аг. Предварительный анализ показывает, что закон изменени  амплитуды на втором участке можно реализовать лишь при одновременной ра5 боте двух механизмов автоматического перемещени  роликов и дисков 30, 32 и 34 дополнительного бесступенчатого лобового вариатора. Закон изменени  амплитуды на третьем участке реализуетс  при работе

0 первого механизма автоматического перемещени  ролике 30, но в противоположную сторону. Настраивают устройство. На шкале вращающейс  головки 23 засекают значени  амплитуда AI и Аа. На гитары 53 и 55

5 устанавливают найденные шестерни. На барабане 1 устанавливают набор упоров 63 и 64 на соответствующих рассто ни х, Требуемый период кривой настраивают положением роликов 15, 17 и 19 бесступенчатого

0 лобового вариатора в кинематической цепи вращени  вращающейс  головки 23. Устанавливают бумагу на барабан 1. Соедин ют электрическую цепь работы фиксатора 39, включател  42, переключател  48, муфт 52 и

5 59 с конечными выключател ми набора упоров 63 и 64. Дл  реализации первого участка кинематическа  цепь радиального перемещени  кривошипа отключена. Выключены муфта 41, муфты 52 и 59. Цепь вращени 

0 роликов и дисков 30, 32 и 34 включена с тем, чтобы инерцию работы устройства в дальнейшем свести до минимума. Включают электродвигатель 2. Вращательное движение через передачи 3-10 передаетс  на ба5 рабан 1 с укрепленной на нем бумагой. Одновременно вращательное движение передаетс  через передачи 3, 4 и 13-22 на вращающуюс  головку 23. Через криво- шипно-шатунный механизм 24-26 враща0 тельное движение преобразуетс  в возвратно-поступательное движение ползуна 12 и пишущего приспособлени  11. На бумаге вычерчиваетс  периодическа  крива  (первый участок) с посто нной амплиту5 дои AI. В момент окончани  первого участка упоры 63 через конечные выключатели одновременно включают муфты 52 и 59 и через включатель 42 - муфту 41. Начинает работать механизм радиального непрерывного перемещени  кривошипа 24. Поскольку

муфта 41 соединила диск 35 с валом 40. вращательное движение через передачи 3-- 6 и 47, 46. 44, 45 передаетс  на ролики и диски 30-34 дополнительного бесступенчатого лобового вариатора, а затем через ко- ническую зубчатую передачу 36 и 37, винтовую передачу 38 - на сапазки 29. Салазки 29 вместе с кривошипом 24 перемещаютс  к оси вращени  вращающейс  головки 23. Вычерчиваетс  второй участок кривой до тех пор; пока оси симметрии кривошипа 24 не совпадают с осью вращени  вращающейс  головки 23. Фиксатор 39 входит в гнездо салазок 29. Салазки 29 останавливаютс . Пишущее приспособление 11 вычерчивает пр мую линию, совпадающую с осью ОХ - третий участок. Под действием возросшего крут щего момента муфта 41 разъедин етс  с диском 35. За врем  третьего участка второй механизм автоматиче- ского перемещени  роликов 32 и 34 выключаетс  от набора упоров 63 и 64. Первый механизм автоматического перемещени  ролика 30 продолжает работать. Вращение ролика 30 реверсируетс  путем включени  переключател  48 от набора упоров 63 и 64, В момент окончани  третьего участка размыкаетс  фиксатор 39 и включаетс  муфта 42 через включатель 42. Эти управл ющие действи  осуществл ютс  включением конечных выключателей от набора упоров 63 и 64. Вращательное движение передаетс  через передачи 3-6, шестерню 47 напр мую с валом ролика 30, ролики и диски 30-34 дополнительного бес- ступенчатого вариатора, коническую зубчатую передачу 36 и 37, винтовую передачу 38 на салазки 29. Салазки 29 вместе с кривошипом 39 перемещаютс  радиально по направлению к периферии вращающейс  головки 23. Идет вычерчивание кривой на четвертом участке до тех пор, пока ось кривошипа 24 не достигнет значени  амплитуды Аа, которое можно наблюдать по указателю 67. В этот момент действие механизма непрерывного радиального перемещени  кривошипа 24 прерываетс  выключением муфтой 41 его кинематической цепи. Далее продолжает вычерчиватьс  крива  на п том участке с посто нной амплитудой А2. По окончании п того участка электродвигатель выключаетс . Вычерчивание всей кривой закончено. Бумагу снимают с барабана 1.

Claims (1)

1. Устройство позвол ет вычерчивать кривые и с другими сочетани ми участков с переменной и посто нной амплитуд. Формула изобретени  Устройство дл  вычерчивани  кривых, содержащее барабан с закрепленной на нем бумагой, пишущее приспособление, электродвигатель и передаточные механизмы к барабану и пишущему приспособлению , содержащее зубчатые и черв чные передачи, бесступенчатый лобовой вариатор , вращающуюс  головку и кривошипно- шатунный механизм, кривошип которого установлен на головке, а ползун скреплен с пишущим приспособлением, отличающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона воспроизводимых кривых путем обеспечени  вычерчивани  периодических кривых с мен ющейс  амплитудой, оно имеет механизм радиального перемещени  кривошипа относительно головки, содержащей закрепленные на головке салазки, св - занные с кривошипом, и винтовую передачу, и дополнительные передаточные механизмы, кинематически св зывающие электродвигатель с механизмом радиального перемещени  кривошипа, содержащее зубчатые и черв чные передачи и дополнительный бесступенчатый лобовой вариатор, при этом головка выполнена в виде полого цилиндра, а винтова  передача размещена внутри нее.

   Фиг. I

   ФигЛ