專利名稱:擺線儀的制作方法
本實(shí)用新型涉及到一種能繪制各種擺線及其等距曲線的繪圖儀。
上海工業(yè)大學(xué)的科研新成果，“蝶花曲線規(guī)”是一種新穎的繪圖規(guī)，它是根據(jù)內(nèi)齒輪與外齒輪嚙合，運(yùn)用偏心的內(nèi)擺線運(yùn)動(dòng)的原理，能畫(huà)出各種擺線花形圖案。該繪圖規(guī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，但繪圖不準(zhǔn)確，又不能調(diào)節(jié)大小，不適于工程上繪制各種擺線及其等距曲線。
本實(shí)用新型的目的是提供一種使用方便，能精確繪制各種擺線及等距曲線的能滿足工程之用的擺線儀。
本實(shí)用新型是根據(jù)擺線形成原理構(gòu)成的。它是由機(jī)架，驅(qū)動(dòng)裝置，固定的中心齒輪Z1，轉(zhuǎn)臂架，行星掛輪裝置，曲柄軸，及曲柄，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，畫(huà)筆等組成。中心齒輪Z1通過(guò)固定中心軸裝在機(jī)架上。轉(zhuǎn)臂架分兩層，上層有供驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的齒輪Z5和裝在固定中心軸上的軸承位，下層有導(dǎo)向槽。曲柄軸被方形軸套固定在轉(zhuǎn)臂架的導(dǎo)向槽上。曲柄軸上裝有齒輪Z4，并用行星掛輪Z2、Z3與Z1聯(lián)系起來(lái)，行星掛輪架固定在轉(zhuǎn)臂架的上層。所以驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)Z5，轉(zhuǎn)臂架旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)齒輪嚙合帶動(dòng)曲柄軸繞固定中心軸作公轉(zhuǎn)，同時(shí)也作自轉(zhuǎn)。同樣曲柄也作公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。當(dāng)以轉(zhuǎn)臂架為參考，中心齒輪Z1到曲柄軸的傳動(dòng)比為i＝ (Z2)/(Z1) · (Z4)/(Z3) 。此時(shí)若將畫(huà)筆固定在曲柄上，則畫(huà)筆運(yùn)動(dòng)的軌跡就是以R＝ (Hi)/(i±1) 的固定圓和以r＝ (H)/(i±1) 的運(yùn)動(dòng)圓的兩圓以速比i進(jìn)行純滾動(dòng)，幅長(zhǎng)為曲柄長(zhǎng)所形成的擺線。其中H是兩圓中心距，也就是固定中心軸與曲柄軸的距離。
本實(shí)用新型的曲柄上設(shè)一曲柄擺動(dòng)軸，擺動(dòng)軸帶動(dòng)一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，用來(lái)繪制等距曲線。導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)由導(dǎo)桿，導(dǎo)桿擺動(dòng)軸，軸套等組成。導(dǎo)桿前端裝有畫(huà)筆，導(dǎo)桿尾部被一約束點(diǎn)固定，即導(dǎo)桿擺動(dòng)軸的中心，導(dǎo)桿在此點(diǎn)能夠移動(dòng)又能擺動(dòng)。當(dāng)約束點(diǎn)正好在擺線形成的兩滾動(dòng)圓的切點(diǎn)上時(shí)，導(dǎo)桿始終運(yùn)動(dòng)在法線上，導(dǎo)桿上的畫(huà)筆形成的軌跡就是擺線的等距曲線，等距值就是曲柄擺動(dòng)軸到導(dǎo)桿上的畫(huà)筆的距離。
轉(zhuǎn)臂架的兩層之間用支架聯(lián)接成一整體，中間留有一定空間以容納行星掛輪裝置，轉(zhuǎn)臂架的下層導(dǎo)向槽中心線與齒輪Z5的軸線垂直相交。導(dǎo)向槽的一邊有刻度，能表示曲柄軸與中心及導(dǎo)桿約束點(diǎn)B到中心的距離。方形的曲柄軸套與導(dǎo)向槽配合以便移動(dòng)，同時(shí)又能用螺釘及壓板將其固在在所需要的位置，約束點(diǎn)B也可以采用類似曲柄軸套的結(jié)構(gòu)，既能移動(dòng)又便于固定。也可采用其他既能移動(dòng)又便于固定的結(jié)構(gòu)。
曲柄軸上的曲柄長(zhǎng)度可以做成固定的，也可以做成可調(diào)的形式，以便能畫(huà)出不同幅長(zhǎng)的擺線。
擺線及等距曲線數(shù)字公式為
式中H＝R±r——形成擺線的兩滾動(dòng)圓中心距h——幅長(zhǎng) λ＝ (h)/(r) ——幅長(zhǎng)系數(shù)a——等距值 a＞0外側(cè)等距曲線；a＜0內(nèi)側(cè)等距曲線；a＝0擺線本身。
i＝ (R)/(r) ——兩圓純滾動(dòng)速比，也是半徑比。
±號(hào)——外擺線取上行，內(nèi)擺線取下行。
當(dāng)本實(shí)用新型的中心齒輪，曲柄軸，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)約束點(diǎn)調(diào)整順序?yàn)橹行凝X輪——曲柄軸——導(dǎo)桿約束點(diǎn)時(shí)，可以繪制內(nèi)擺線及其等距曲線；調(diào)整順序?yàn)橹行凝X輪——導(dǎo)桿約束點(diǎn)——曲柄軸時(shí)，可以繪制外擺線及其等距曲線。
由于機(jī)械結(jié)構(gòu)上的限制，本實(shí)用新型的曲柄擺動(dòng)軸與導(dǎo)桿擺動(dòng)軸的中心不能無(wú)限靠近，所以繪制的擺線及其等距曲線的等幅系數(shù)入值應(yīng)小于0.7。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，嚴(yán)格遵守?cái)[線形成原理，可以任意調(diào)節(jié)幅長(zhǎng)和等距值，配用適當(dāng)掛輪，能夠方便，精確繪制各種擺線及其等距曲線。
下面以
實(shí)施例圖1.是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的裝配圖。
圖2.是這種實(shí)施例畫(huà)內(nèi)擺線及等距曲線的原理圖。
圖3.是這種實(shí)施例畫(huà)外擺線及等距曲線的原理圖。
由圖1.中看出，本實(shí)用新型由機(jī)架1.8.驅(qū)動(dòng)裝置9.10.中心齒輪Z1，轉(zhuǎn)臂架16.行星掛輪裝置，曲柄軸7.可調(diào)曲柄5.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)畫(huà)筆20.等組成，其中中心齒輪Z1通過(guò)固定中心軸13.安裝在機(jī)架8.上。轉(zhuǎn)臂架16.分上下兩層，上層有齒輪Z5與驅(qū)動(dòng)齒輪9.相嚙合，下層設(shè)有導(dǎo)向槽18.曲柄軸7.通過(guò)方形軸套6.用壓板及螺釘(圖中未畫(huà)出)固定在導(dǎo)向槽中，在調(diào)整距離時(shí)，可以松開(kāi)壓板及螺釘使方形軸套6.在導(dǎo)向槽18.內(nèi)移動(dòng)，導(dǎo)向槽的一側(cè)刻有刻度，以確定中心軸13.到曲柄軸7.的距離。行星掛輪架17.固定在轉(zhuǎn)臂架16.的上層，行星掛輪架上的齒輪Z2，Z3與中心齒輪Z1和曲柄軸7.上的齒輪Z4嚙合。當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪9.帶動(dòng)Z5運(yùn)動(dòng)(即轉(zhuǎn)臂架16.旋轉(zhuǎn))時(shí)，曲柄軸7.將可以既繞固定中心軸13.作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以作自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)曲柄軸7.上的曲柄5.也作公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)曲柄5.上P點(diǎn)(即曲柄擺動(dòng)軸21)運(yùn)動(dòng)的軌跡就是一個(gè)固定圓R和一滾動(dòng)圓r以速比i作純滾動(dòng)形成的擺線。曲柄擺動(dòng)軸21.還帶動(dòng)導(dǎo)桿2.作前后移動(dòng)和擺動(dòng)，擺動(dòng)的中心就是導(dǎo)桿2.的約束點(diǎn)B，B點(diǎn)也是用類似曲柄軸7.上的軸套6.的結(jié)構(gòu)，軸套4.將導(dǎo)桿擺動(dòng)軸3.固定在導(dǎo)向槽18.上。當(dāng)B點(diǎn)位置正好處在兩純滾動(dòng)圓的切點(diǎn)上時(shí)，導(dǎo)桿2.前端固定的畫(huà)筆20.運(yùn)動(dòng)的軌跡就是擺線的等距曲線。等距值就是P點(diǎn)到畫(huà)筆的距離。
當(dāng)中心O1，曲柄軸線O3，導(dǎo)桿約束點(diǎn)B調(diào)整成O1——O3B的順序時(shí)，繪制出的曲線是內(nèi)擺線及其等距曲線。此時(shí)尺寸是O1B＝H＝R－r，曲柄長(zhǎng)＝h 等距值＝a傳動(dòng)比 i＝ (R)/(r) ＝ (Z2)/(Z1) · (Z4)/(Z3)R＝ (Hi)/(i－1) ，r＝ (H)/(i－1) (參看附圖3.)當(dāng)中心O1，曲柄軸線O3，導(dǎo)桿約束點(diǎn)B調(diào)整成O1——B——O3的順序時(shí)，繪制出的曲線是外擺線及其等距曲線。此時(shí)尺寸是O1B＝H＝R＋r，曲柄長(zhǎng)＝h，等距值＝a傳動(dòng)比i＝ (R)/(r) ＝ (Z2)/(Z1) · (Z4)/(Z3)R＝ (Hi)/(i＋1′) r＝ (H)/(i＋1) (參看附圖4)在圖1.中，件1.4.是定中針，是用來(lái)確定擺線中心的，不用時(shí)可以收起。
權(quán)利要求
1.一種能夠繪制各種擺線及其等距曲線的擺線儀，具有機(jī)架1.8、驅(qū)動(dòng)裝置，中心輪Z1，行星掛輪裝置，畫(huà)筆20，其特征是還具有(1)有上下兩層結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)臂架16，上層是齒輪Z5，下層是導(dǎo)向槽18，(2)裝有齒輪Z4的曲柄軸7及與曲柄軸7相連的曲柄5，(3)由曲柄擺動(dòng)軸21的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的擺線儀，其特征是轉(zhuǎn)臂架16的上層與下層之間用支架聯(lián)接成一整體，中間留有一定空間，導(dǎo)向槽18的中心線與齒輪Z5的軸線垂直相交。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的擺線儀，其特征是固定曲柄軸7的與導(dǎo)向槽18寬度相配合的軸套6的周邊是方形或扁圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的擺線儀，其特征是導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是由導(dǎo)桿2，導(dǎo)桿擺動(dòng)軸3，軸套4等組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3的擺線儀，其特征是導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是由導(dǎo)桿2，導(dǎo)桿擺軸3，軸套4等組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1的擺線儀，其特征是曲柄5的長(zhǎng)度可以做成調(diào)節(jié)式的或者固定式的。
專利摘要
一種能夠繪制各種擺線及其等距曲線的擺線儀，是根據(jù)擺線形成原理構(gòu)成，能帶動(dòng)形成擺線的曲柄軸既作自轉(zhuǎn)也作公轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臂架為上下兩層結(jié)構(gòu)，行星掛輪架，掛輪，曲柄，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等都裝在轉(zhuǎn)臂架上。當(dāng)轉(zhuǎn)臂運(yùn)動(dòng)時(shí)，固定在導(dǎo)桿前端的畫(huà)筆的軌跡就是擺線及其等距曲線，通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整參數(shù)，就能方便準(zhǔn)確地繪制各種尺寸和形狀的內(nèi)擺線，外擺線及其等距曲線。這種擺線儀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整容易，繪圖準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)B43L11/00GK86205413SQ86205413
公開(kāi)日1987年5月13日 申請(qǐng)日期1986年7月29日
發(fā)明者李遠(yuǎn)慶 申請(qǐng)人:李遠(yuǎn)慶導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan