专利名称:摆线仪的制作方法
本实用新型涉及到一种能绘制各种摆线及其等距曲线的绘图仪。
上海工业大学的科研新成果，“蝶花曲线规”是一种新颖的绘图规，它是根据内齿轮与外齿轮啮合，运用偏心的内摆线运动的原理，能画出各种摆线花形图案。该绘图规结构简单，使用方便，但绘图不准确，又不能调节大小，不适于工程上绘制各种摆线及其等距曲线。
本实用新型的目的是提供一种使用方便，能精确绘制各种摆线及等距曲线的能满足工程之用的摆线仪。
本实用新型是根据摆线形成原理构成的。它是由机架，驱动装置，固定的中心齿轮Z1，转臂架，行星挂轮装置，曲柄轴，及曲柄，导杆机构，画笔等组成。中心齿轮Z1通过固定中心轴装在机架上。转臂架分两层，上层有供驱动旋转的齿轮Z5和装在固定中心轴上的轴承位，下层有导向槽。曲柄轴被方形轴套固定在转臂架的导向槽上。曲柄轴上装有齿轮Z4，并用行星挂轮Z2、Z3与Z1联系起来，行星挂轮架固定在转臂架的上层。所以驱动装置带动Z5，转臂架旋转时，通过齿轮啮合带动曲柄轴绕固定中心轴作公转，同时也作自转。同样曲柄也作公转和自转。当以转臂架为参考，中心齿轮Z1到曲柄轴的传动比为i＝ (Z2)/(Z1) · (Z4)/(Z3) 。此时若将画笔固定在曲柄上，则画笔运动的轨迹就是以R＝ (Hi)/(i±1) 的固定圆和以r＝ (H)/(i±1) 的运动圆的两圆以速比i进行纯滚动，幅长为曲柄长所形成的摆线。其中H是两圆中心距，也就是固定中心轴与曲柄轴的距离。
本实用新型的曲柄上设一曲柄摆动轴，摆动轴带动一导杆机构运动，用来绘制等距曲线。导杆机构由导杆，导杆摆动轴，轴套等组成。导杆前端装有画笔，导杆尾部被一约束点固定，即导杆摆动轴的中心，导杆在此点能够移动又能摆动。当约束点正好在摆线形成的两滚动圆的切点上时，导杆始终运动在法线上，导杆上的画笔形成的轨迹就是摆线的等距曲线，等距值就是曲柄摆动轴到导杆上的画笔的距离。
转臂架的两层之间用支架联接成一整体，中间留有一定空间以容纳行星挂轮装置，转臂架的下层导向槽中心线与齿轮Z5的轴线垂直相交。导向槽的一边有刻度，能表示曲柄轴与中心及导杆约束点B到中心的距离。方形的曲柄轴套与导向槽配合以便移动，同时又能用螺钉及压板将其固在在所需要的位置，约束点B也可以采用类似曲柄轴套的结构，既能移动又便于固定。也可采用其他既能移动又便于固定的结构。
曲柄轴上的曲柄长度可以做成固定的，也可以做成可调的形式，以便能画出不同幅长的摆线。
摆线及等距曲线数字公式为
式中H＝R±r——形成摆线的两滚动圆中心距h——幅长 λ＝ (h)/(r) ——幅长系数a——等距值 a＞0外侧等距曲线；a＜0内侧等距曲线；a＝0摆线本身。
i＝ (R)/(r) ——两圆纯滚动速比，也是半径比。
±号——外摆线取上行，内摆线取下行。
当本实用新型的中心齿轮，曲柄轴，导杆机构约束点调整顺序为中心齿轮——曲柄轴——导杆约束点时，可以绘制内摆线及其等距曲线；调整顺序为中心齿轮——导杆约束点——曲柄轴时，可以绘制外摆线及其等距曲线。
由于机械结构上的限制，本实用新型的曲柄摆动轴与导杆摆动轴的中心不能无限靠近，所以绘制的摆线及其等距曲线的等幅系数入值应小于0.7。
本实用新型结构比较简单，严格遵守摆线形成原理，可以任意调节幅长和等距值，配用适当挂轮，能够方便，精确绘制各种摆线及其等距曲线。
下面以
实施例图1.是本实用新型的一种实施例的装配图。
图2.是这种实施例画内摆线及等距曲线的原理图。
图3.是这种实施例画外摆线及等距曲线的原理图。
由图1.中看出，本实用新型由机架1.8.驱动装置9.10.中心齿轮Z1，转臂架16.行星挂轮装置，曲柄轴7.可调曲柄5.导杆机构画笔20.等组成，其中中心齿轮Z1通过固定中心轴13.安装在机架8.上。转臂架16.分上下两层，上层有齿轮Z5与驱动齿轮9.相啮合，下层设有导向槽18.曲柄轴7.通过方形轴套6.用压板及螺钉(图中未画出)固定在导向槽中，在调整距离时，可以松开压板及螺钉使方形轴套6.在导向槽18.内移动，导向槽的一侧刻有刻度，以确定中心轴13.到曲柄轴7.的距离。行星挂轮架17.固定在转臂架16.的上层，行星挂轮架上的齿轮Z2，Z3与中心齿轮Z1和曲柄轴7.上的齿轮Z4啮合。当驱动齿轮9.带动Z5运动(即转臂架16.旋转)时，曲柄轴7.将可以既绕固定中心轴13.作公转运动，也可以作自转运动。同时曲柄轴7.上的曲柄5.也作公转和自转运动。此时曲柄5.上P点(即曲柄摆动轴21)运动的轨迹就是一个固定圆R和一滚动圆r以速比i作纯滚动形成的摆线。曲柄摆动轴21.还带动导杆2.作前后移动和摆动，摆动的中心就是导杆2.的约束点B，B点也是用类似曲柄轴7.上的轴套6.的结构，轴套4.将导杆摆动轴3.固定在导向槽18.上。当B点位置正好处在两纯滚动圆的切点上时，导杆2.前端固定的画笔20.运动的轨迹就是摆线的等距曲线。等距值就是P点到画笔的距离。
当中心O1，曲柄轴线O3，导杆约束点B调整成O1——O3B的顺序时，绘制出的曲线是内摆线及其等距曲线。此时尺寸是O1B＝H＝R－r，曲柄长＝h 等距值＝a传动比 i＝ (R)/(r) ＝ (Z2)/(Z1) · (Z4)/(Z3)R＝ (Hi)/(i－1) ，r＝ (H)/(i－1) (参看附图3.)当中心O1，曲柄轴线O3，导杆约束点B调整成O1——B——O3的顺序时，绘制出的曲线是外摆线及其等距曲线。此时尺寸是O1B＝H＝R＋r，曲柄长＝h，等距值＝a传动比i＝ (R)/(r) ＝ (Z2)/(Z1) · (Z4)/(Z3)R＝ (Hi)/(i＋1′) r＝ (H)/(i＋1) (参看附图4)在图1.中，件1.4.是定中针，是用来确定摆线中心的，不用时可以收起。
权利要求
1.一种能够绘制各种摆线及其等距曲线的摆线仪，具有机架1.8、驱动装置，中心轮Z1，行星挂轮装置，画笔20，其特征是还具有(1)有上下两层结构的转臂架16，上层是齿轮Z5，下层是导向槽18，(2)装有齿轮Z4的曲柄轴7及与曲柄轴7相连的曲柄5，(3)由曲柄摆动轴21的导杆机构。
2.根据权利要求
1的摆线仪，其特征是转臂架16的上层与下层之间用支架联接成一整体，中间留有一定空间，导向槽18的中心线与齿轮Z5的轴线垂直相交。
3.根据权利要求
1或2的摆线仪，其特征是固定曲柄轴7的与导向槽18宽度相配合的轴套6的周边是方形或扁圆形。
4.根据权利要求
1或2的摆线仪，其特征是导杆机构是由导杆2，导杆摆动轴3，轴套4等组成。
5.根据权利要求
3的摆线仪，其特征是导杆机构是由导杆2，导杆摆轴3，轴套4等组成。
6.根据权利要求
1的摆线仪，其特征是曲柄5的长度可以做成调节式的或者固定式的。
专利摘要
一种能够绘制各种摆线及其等距曲线的摆线仪，是根据摆线形成原理构成，能带动形成摆线的曲柄轴既作自转也作公转的转臂架为上下两层结构，行星挂轮架，挂轮，曲柄，导杆机构等都装在转臂架上。当转臂运动时，固定在导杆前端的画笔的轨迹就是摆线及其等距曲线，通过简单调整参数，就能方便准确地绘制各种尺寸和形状的内摆线，外摆线及其等距曲线。这种摆线仪，结构简单，调整容易，绘图准确。
文档编号B43L11/00GK86205413SQ86205413
公开日1987年5月13日 申请日期1986年7月29日
发明者李远庆 申请人:李远庆导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan