Прибор для демонстрации винтового торса Советский патент 1990 года по МПК G09B23/04 

Изобретение относится к учебным приборам по геометрии для изучения и демонстрации линейчатых винтовых поверхностей, их сечений и может быть использовано во всех высших и средних технических учебных заведениях.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей изучения и наглядной демонстрации винтовых поверхностей.

Hd чертеже схематически показана конструкция прибора.

Прибор содержит вертикально установленный на основании 1 цилиндр 2, | имеющий на наружной поверхности винтовую линию 3, установленные на цилиндре параллельно основанию прозрачные пластины 4 и 5 и средство для графического построения семейства эвольвент. При этом пластина 4 установлена с возможностью перемещения вдоль цилиндра 2 и поворота относительно него. Основание 1 и пластина 4 имеют криволинейные пазы 6 и 7 по форме правой эвольвенты окружности, служащей основанием цилиндра 2, а пластина 5 имеет паз 8 по форме левой эвольвенты. Вдоль паза 6 и пазов 7,8 установлены фиксаторы 9 для закрепления имитаторов винтового торса

СП

J

оэ

4Ь

СО

в виде эластичных нитей -10, Средство для графического построения состоит из гибкого шаблона 11 в виде прямоугольного треугольника, имеющего на концах гипотенузы шипы 12, расположенные в пазах 6 и 7, ползуна 13 с пишущим элементом и укрепленной одним концом в вершине прямого угла шаблона нерастяжимой нити 14, второй конец которой зафиксирован на основании цилиндра 2, при этом йолзун 13 установлен с возможностью перемещения и фиксации по нижнему основанию шаблона 11.

Для вычерчивания на основании кривых (эвольвент), параллельных пазу 6, необходимо цилиндр 2 установить ортогонально к основанию 1 таким образом, чтобы паз 6 был эвольвентой основания этого цилиндра, на цилиндр 2 надеть пластину 4, (в пазы 6, 7 вставить шипы 12 шаблона 11, нить 14 намотать на основание цилиндра 2 и зафиксировать на нем в натянутом положении. Тогда при скольжении шипов 12 по пазам 6, 7 пишущий узел 13 опишет дугу эвольвенты окружности которая будет параллельной пазу 6. Меняя положение пишущего узла 13 на основании шаблона 11, мы тем самым можем построить семейство параллельных кривых - эвольвент одной и той же окружности, которая служит основанием цилиндра 6.

Для демонстрации образования и свойств винтового торса необходимо дополнительно установить вторую пластину 5 таким образом, чтобы начало правой эвольвенты основания и левой эвольвенты второй пластины лежали на противоположных образукшсгх относительно оси цилиндра 2, а затем с помощью фиксаторов 9 укрепить эластичные нити 10 таким образом, чтобы они имели единственную точку касания с цилиндром 2 вдоль винтовой линии 3. Тогда семейство нитей 10 имитируе поверхность винтового торса, винтовая линия 3 будет демонстрировать ребро возврата (эволюту) этого торса

Для демонстрации того факта, что все сечения винтового торса плоскостями, параллельными основанию круго7 вого цилиндра 2, являются конгруэнтными кривыми (эвольвентами одной и той же окружности), но с начальными точками1, принадлежащими различным образующим цилиндра 2, необходимо

5

0

5

0

5

0

5

0

5

семейство нитей 10 пропустить в паз

7пластины 4. Затем, перемещая эту пластину винтовым движением по поверхности цилиндра 3 и совмещая на чальную точку паза 7 с точкой касания нити 10 с винтовой линией 3, мы получим, что семейство нитей 10 в каждом случае будет очно проходить через паз 7 и будет тем самым имитировать искомую фигуру сечения - эвольвенту окружности. Следует отметить, что при необходимости получения фигуры сечения в нижней половине торса относительно цилиндра 2 направление паза 7 должно совпадать с направлением паза (правая эвольвента) 6, а при построении сечений в верхней половине торса пластину 5 следует перевернуть так, чтобы направление паза 6 совпадало по направлению с пазом

8(левая эвольвента). Формула изобретения

Прибор для демонстрации винтового торса, содержащий вертикально установленный на основании цилиндр, имеющий на наружной поверхности обозначение винтовой линии и имитатор образующих винтового торса, отличающийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей изучения и наглядной демонстрации винтовых поверхностей, он имеет две расположенных одьа над другой прозрачные параллельные основанию пластины, установленные на цилиндре, и средство для графического построения семейства эвольвент, при этом нижняя пластина установлена с возможностью перемещения вдоль цилиндра и поворота относительно него, основание и нижняя пластина имеют криволинейный паз по форме правой эвольвенты окружности основания кругового цилиндра, а верхняя пластина имеет паз по форме левой эвольвенты, вдоль паза основания и нижней пластины установлены фиксаторы для закрепления имитаторов образующих винтового торса, а средство для графического построения состоит из расположенного на основании гибкого шаблона в виде прямоугольного треугольника с углом при основании, равном углу подъема винтовой линии, имеющего на концах гипотенузы шипы, расположенные в пазах основания и нижней пластины, ползуна с пишущим элементом, установленного

515716436

на основании шаблона с возможностью рой конец которой зафиксирован на ос- иеремещения вдоль него, и укреплен- новании цилиндра, причем имитаторы ной одним концом в вершине прямого образующих выполнены в виде эластич- угла шаблона нерастяжимой нити, вто-/ ных нитей..

Изобретение относится к учебным приборам по геометрии для изучения и демонстрации линейчатых винтовых поверхностей и их сечений. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей изучения и наглядной демонстрации винтовых поверхностей. Прибор содержит основание с пазом, очерченным по дуге правой эвольвенты окружности, на котором установлен цилиндр с винтовой линией, на который надеты две прозрачные пластины со сквозными пазами по дугам правой и левой эвольвент и средство для построения семейства эвольвент. Вдоль пазов расположены фиксаторы, к которым крепят эластичные нити, имитирующие образующие торса. Средство для графического построения семейства эвольвент содержит установленный перпендикулярно к основанию гибкий шаблон в форме прямоугольного треугольника, на концах гипотенузы которого расположены шипы, скользящие в пазах основания и нижней пластины. В вершине прямого угла шаблона одним концом укреплена нерастяжимая нить, второй конец которой укреплен на основании цилиндра. По нижнему основанию шаблона скользит ползун с фиксатором и пишущим узлом. 1 ил.

11

12