Учебный прибор для демонстрации геликоидов

 

9Щ» :" » Щф® т„:, БИБЛИ(T - -:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4902253/12 (22) 1401.91 (46) 15.10.93 Бюл. Йя 37 — 38 (71) Таганрогский радиотехнический институт им.ВДКапмыкова (72) Утишев ЕГ.; Завидский АВ.; Дроздов ЮА.; Пи

В.Г. (73) Таганрогский радиотехнический институт (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИПБ1ИКОИДОВ (57) Изобретение относится к учебным приборам по начертательной геометрии для наглядной демонстрации образования винтовых конвопютных гепикои(в) RU (и) 2001442 С1 (51) 5 G09 B23 04 дов и их свойств Сущность изобретения: прибор содержит основание, ортогонально к которому установлен цилиндр с чертежом винтовой линии, спицы, имитирующие образующие гепикоида, винтовую пару для перемещения цилиндра по направляющим, которые установлены ортогонально основанию, шарниры, установленные вдоль чертежа винтовой линии. модель цилиндрической винтовой ли— нии, соосную цилиндру, которая снабжена шарнирными ползунами вдоль нее и жестко укреплена на основании. Прибор позволяет трансформировать поверхность конволютного геликоида 2 ил.

2001442

Изобретение относится к учебным приборам по геометрии для изучения и демонстрации образования винтовых конволютных геликоидов и их свойств.

Наиболее близким по технической сущности является прибор, содержащий полый цилиндр, установленный на стойке основания и имеющий на наружной поверхности винтовую линию, набор спиц для образования заданных винтовых поверхностей, цилиндр имеет основание конической формы, стойка выполнена цилиндрической, а вдоль винтовой линии выполнены отверстия для размещения концов спиц, К недостаткам этого прибора следует отнести следующее: прибор не позволяет демонстрировать неразвертывающиеся линейчатые вин оные поверхности типа конволютных геликоидов; прибор не позволяет в динамике трансформировать прямой конволютный геликоид в косой, Целью изобретения является создание прибора, устраняющего перечисленные выше недостатки и расширяющего диапазон решаемых задач путем демонстрации образования геликоидов (эвольвентного и конволютных) и трансформации в динамике иэ одного в другой.

Эта цель достигается тем, что учебный прибор для демонстрации геликоидон, содержащий основание, ортогонэльно к которому установлен цилиндр с чертежом винтовой линии, спицы, имитирующие образующие геликоидов, он дополнительно содержит винтовую пару для перемещения цилиндра по направляющим, которые ортогональны основанию, шарниры, установленные вдоль чертежа винтовой линии, модель цилиндрической винтовой линии, соосную цилиндру, которая снабжена шарнирными -ползунэми вдоль нее и жестко укреплена на основании.

Нэ фиг,1 и 2 схематически показан предлагаемый прибор.

Учебный прибор для демонстрации геликоидов содержит основание 1, ортогонально к Которому установлены две направляющие 2, По направляющим с помощью винтовой пары 3 может перемещаться цилиндр 4 с чертежом винтовой линии.

На цилиндре 4 вдоль чертежа винтовой линии установлены шарниры 5. На основании

1 жестко укреплена модель цилиндрической винтовой линии 6 соосно цилиндру 4, которая снабжена шарнирными ползунами

7 вдоль нее, Шарниры 5 и соответствующие им шарнирные полэуны 7 соединены между собой спицами 8, имитиру1ощими образующие демонстрируемых геликоидон.

Конволютный геликоид образуется движением прямолинейной образующей, скользящей по винтовой линии на цилиндре и остающейся касательной к последнему.

Если угол наклона образующей к горизонтальной плоскости не равен углу подъема винтовой линии и не равен нулю, то получается общий случай — косой конволютный геликоид, Если угол наклона равен нулю, то образующие геликоида будут параллельны горизонтальной плоскости и перпендикулярны к оси геликоида, но не пересекают ее, Полученную поверхность называют прямым конволютным геликоидом или винтовым цилиндроидом. Если угол наклона прямолинейной образующей к горизонтальной плоскости равен углу подъемы винтовой линии, то образующие геликоида будут во всех своих положениях касательными к цилиндрической винтовой линии и мы получим поверхность, которая является частным случаем косого конволютного геликоида, и называется винтовым торосом.

Для демонстрации конволютных геликоидон и их трансформации из одного в другой установим прибор в исходное состояние, когда цилиндр 4 опущен с помощью винтовой пары 3 на основание 1.

Тогда спицы 8, соединяющие шарниры 5, расположенные вдоль чертежа цилиндрической винтовой линии на цилиндре 4, и шарнирные ползуны 7, расположенные на модели цилиндрической винтовой линии 6, примут положение параллельно основанию

1 и будут касаться цилиндра 4. 8 данном положении прибор демонстрирует поверхность прямого конволютного геликоида (винтового цилиндроида), Модель цилиндрической винтовой линии 6 и чертеж цилиндрической винтовой линии на цилиндре 4 имитируют направляющие поверхности геликоида, а спицы 8 имитируют его прямолинейные образующие, При вращении винта винтовой пары 3, цилиндр 4, скользя по направляющим 2, поднимается на какую-то высоту, тогда спицы 8, вращаясь в шарнирах

5 и скользя в шарнирных ползунах 7, займут наклонное положение к основанию под углом не равным нулю. В данном положении прибор демонстрирует общий случай косого коннолютного геликоидэ, Вращая винт винтовой пары 3, можно добиться положения, когда спицы 8 будут наклонены к основанию под углом, равным углу подъема цилиндрической винтовой линии, в этом случае будет демонстрироваться частный случай конволютного геликоида — винтовой торс, Использование предлагаемого прибора по сравнению с прототипом существенно расширяет его дидактические возможности;

2001442 прибор позволяет наглядно демонстрировать поверхности конволютных геликоидов; прибор позволяет в динамике демонстрировать трансформации поверхностей конволютных геликоидов.

Это достигается тем, что в приборе введены новые существенные признаки: винтовая пара, модель цилиндрической винтовой линии, шарниры, направляющие. формула изобретения

УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ ГЕЛИКОидов, содержащий основание, ортогонально к которому установлен цилиндр с чертежом винтовой линии, спицы, имитирующие образующие геликоида, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона решаемых задач, он дополнительно содержит винтовую пару для перемещения цилиндра по направляющим, которые

Предлагаемое устройство может служить учебным пособием для лекционных и практических занятий по инженерной графике и может быть использовано во всех

5 высших и средних технических учебных заведениях. (56) Авторское свидетельство СССР

hL 875443, кл. G 09 В 23/04, 1980.

10 ортогональны основанию, шарниры, установленные, на цилиндре вдоль чертежа винтовой линии, и модель цилиндрической винтовой линии. соосную с цилиндром, которая снабжена шарнирными полэунами вдоль нее и жестко укреплена на основании, при этом каждый шарнир цилиндра соединен спицей с соответствующим полэуном модели винтовой линии, 2001442

Составитель Р, Ужвий

Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Редактор

Заказ 3129

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101