專(zhuān)利名稱：橢圓規(guī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于繪制各種異形曲線的制圖儀器領(lǐng)城，它廣泛應(yīng)用在各種工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究部門(mén)以及工科院校的教學(xué)設(shè)備中，用以準(zhǔn)確地繪制不同長(zhǎng)、短軸及離心率的橢圓曲線。
橢圓是除圓之外最常見(jiàn)的曲線。至今已設(shè)計(jì)出了多種橢圓軌跡機(jī)構(gòu)，但現(xiàn)今已有的橢圓軌跡機(jī)構(gòu)存在兩種因素，使之難以產(chǎn)品化。一、桿件占據(jù)紙面因而只能實(shí)現(xiàn)較大的橢圓繪制。二、橢圓長(zhǎng)軸、短軸的長(zhǎng)度不能任意取值，不具有通用性。截至目前，未見(jiàn)有橢圓規(guī)的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)最新版的“機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)”機(jī)械工業(yè)出版社91年9月第一版，在其中列出了四種橢圓軌跡機(jī)構(gòu)，而在該書(shū)的第九篇中，仍舉出了四種橢圓畫(huà)法，其中有的是近似畫(huà)法。
考慮到上述情況，本實(shí)用新型的目的是提供一種具有實(shí)用價(jià)值的橢圓規(guī)，它可以在各種工程技術(shù)設(shè)計(jì)及教學(xué)活動(dòng)中，準(zhǔn)確地繪制不同長(zhǎng)、短軸及離心率的橢圓曲線。
本實(shí)用新型的原理是橢圓軌跡由兩種運(yùn)動(dòng)合成一是動(dòng)點(diǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)；一是動(dòng)點(diǎn)回轉(zhuǎn)中心在其回轉(zhuǎn)平面內(nèi)所作的與回轉(zhuǎn)同周期或稱等角速的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)點(diǎn)作上述兩種運(yùn)動(dòng)時(shí)，合成運(yùn)動(dòng)軌跡即為橢圓。
如果簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)的相位相同，設(shè)X軸為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方向，取原點(diǎn)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的平衡點(diǎn)，R為圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，r為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅。當(dāng)動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的坐標(biāo)是X＝(R＋r)costY＝Rsint式中t—表征動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)位置的相位角。
動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)符合橢圓的參數(shù)方程。
本實(shí)用新型在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中利用相位相同這一特殊位置關(guān)系，用改變圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅r來(lái)獲得任意橢圓。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一個(gè)播把狀的組合件，兩端是軸，一為工作軸，一為傳動(dòng)軸，中部是曲柄。在曲柄上固定兩軸，均與曲柄垂直，兩軸平行，并且可以調(diào)整距離r。在曲柄處施加約束，使組件不能軸向竄動(dòng)，使兩軸只能平行移動(dòng)。兩軸放置在相互垂直的導(dǎo)向片滑槽中，受滑槽約束，工作軸只能在一個(gè)平面a中平移，傳動(dòng)軸只能在垂直于平面a的一個(gè)平面b中平移。當(dāng)傳動(dòng)軸受扭矩時(shí)，組件總體轉(zhuǎn)動(dòng)。工作軸軸心與平面b的距離X＝rcosβ式中r為兩軸心的調(diào)定距離；β為兩軸心連面與平面a的夾角。
以β＝0為起點(diǎn)計(jì)，則β角是兩軸心連面對(duì)平面a的轉(zhuǎn)角，同時(shí)也是兩軸本身的自轉(zhuǎn)角。因此工作軸作以本身自轉(zhuǎn)角為相位角的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。與工作軸固接的零件上的一點(diǎn)，當(dāng)工作軸自轉(zhuǎn)時(shí)，它作圓周運(yùn)動(dòng)，其周期與工作軸的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)相同，若此點(diǎn)M在兩軸心連面上，并在工作軸軸心外側(cè)，則圓周運(yùn)動(dòng)與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)相位相同，動(dòng)點(diǎn)M在與兩軸垂直的平面上的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓。在M點(diǎn)裝筆頭，則畫(huà)出橢圓。
本實(shí)用新型使在紙面上繪制任意橢圓成為可能。
本實(shí)用新型的具體實(shí)施例由以下附圖給出。
圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施例的縱剖結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例圖1中沿a-a剖面的橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例圖1中沿b-b剖面的橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合
本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。
見(jiàn)圖1-3座(1)殼(2)蓋(3)為支承包容件。旋紐(4)為操作件，它透過(guò)蓋(3)中心的鉆孔與驅(qū)動(dòng)盤(pán)(5)聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)盤(pán)(5)上有徑向直槽，直槽中放置隨動(dòng)盤(pán)(6)邊沿上的小柱。隨動(dòng)盤(pán)(6)中心處開(kāi)方孔，邊沿上裝有圓形小柱。隨動(dòng)盤(pán)(6)的方孔與傳動(dòng)軸(7)頭部的方柱配合。傳動(dòng)軸(7)與曲柄(8)固接成一體。曲柄(8)外表面為圓柱形。工作軸(9)一端為方頭，方頭置于曲柄(8)內(nèi)部空膛處。絲杠(10)裝入曲柄(8)及工作軸(9)內(nèi)部，用來(lái)調(diào)整工作軸(9)與傳動(dòng)軸(7)的距離r，當(dāng)r調(diào)定后，工作軸(9)即與曲柄(8)卡緊固定。導(dǎo)向片(11)共3件，1件裝于傳動(dòng)軸(7)處，另兩件裝于工作軸(9)處，導(dǎo)向片(11)約束工作軸(9)、傳動(dòng)軸(7)使其只能各在相互垂直的一個(gè)平面中平移。板(12)用肖與工作軸(9)固接，為片狀件。筆頭(13)裝入板(12)中，并可調(diào)整與工作軸(9)的距離R，它與傳動(dòng)軸(7)工作軸(9)在同一平面內(nèi)。
當(dāng)用手旋轉(zhuǎn)旋紐(4)時(shí)，驅(qū)動(dòng)盤(pán)(5)隨轉(zhuǎn)，推動(dòng)隨動(dòng)盤(pán)(6)邊沿上的小柱，對(duì)傳動(dòng)軸(7)的中心施加力矩。在力矩作用下，傳動(dòng)軸(7)、曲柄(8)、工作軸(9)組件轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)軸(7)、工作軸(9)在相互垂直的平面內(nèi)作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。筆頭(13)繞工作軸(9)軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，并隨工作軸(9)作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，軌跡為橢圓。隨動(dòng)盤(pán)(6)邊沿上的小柱的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓，它在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沿驅(qū)盤(pán)(5)上的徑向直槽移動(dòng)。
柱(14)上有刻度，當(dāng)工作軸轉(zhuǎn)到圖1所示的位置時(shí)，用它測(cè)定r的數(shù)值。板(12)的表面刻有以中心為零的正負(fù)刻度，所示數(shù)值為R。座(1)下沿在圖1紙面方向及其垂直方向刻有四條短線，用來(lái)對(duì)正所繪橢圓的中心及長(zhǎng)、短軸的方向。這樣就較完整的滿足了使用需要。
本實(shí)施例采用的這種曲柄式雙平面滑槽橢圓軌跡機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
權(quán)利要求1.一種繪制不同長(zhǎng)、短軸及離心率的橢圓曲線的橢圓規(guī)，其特征在于曲柄式雙平面滑槽橢圓軌跡機(jī)構(gòu)中，傳動(dòng)軸、工作軸、曲柄成一組合件，兩軸在曲柄平面兩側(cè)并與之垂直，兩軸放置在相互垂直的導(dǎo)向片滑槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓規(guī)，其特征是兩軸及筆頭處于同一平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓規(guī)，其特征是；兩軸的距離r及筆頭與工作軸的距離R可以任意調(diào)定，并且R及r均有刻度標(biāo)示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓規(guī)。其特征是；所有零件由座支承懸空。筆頭在最下方。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種工程技術(shù)設(shè)計(jì)中準(zhǔn)確繪制橢圓曲線的制圖橢圓規(guī)。該規(guī)采用曲柄式雙平面滑槽橢圓軌跡機(jī)構(gòu)。當(dāng)改變筆頭圓周運(yùn)動(dòng)半徑及筆頭回轉(zhuǎn)中心簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的幅度時(shí)，即可獲得不同長(zhǎng)、短軸及離心率的橢圓曲線。
文檔編號(hào)B43L11/04GK2255926SQ95225560
公開(kāi)日1997年6月11日 申請(qǐng)日期1995年11月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月4日
發(fā)明者楊顯斌 申請(qǐng)人:楊顯斌