- •Методичні вказівки для самостійної роботи з інженерної графіки студентів будівельних та архітектурних спеціальностей за темою
- •1. Визначення, утворення та класифікація кривих ліній
- •2. Плоскі криві лінії
- •2.1. Січна, дотична та нормаль
- •2.2. Кривина та радіус кривини
- •2.3. Звичайні та особливі точки
- •2.4. Еволюта та евольвента
- •2.5. Параметризація кривих
- •2.6. Криві другого та вищих порядків
- •3. Просторові криві лінії
- •4. Прямокутні проекції кривих ліній та їх властивості
- •4.1. Проекції плоских кривих на прикладі кола
- •4.2. Проекції просторових кривих
- •4.2.1. Проекції циліндричної гвинтової лінії
- •4.2.2. Проекції конічної гвинтової лінії
- •5. Умови задач для самостійного розв’язання
- •6. Запитання для самоконтролю
- •7. Тести
- •8. Відповіді та пояснення до розв’язання задач
- •9. Відповіді на тести
- •Література
2. Плоскі криві лінії
2.1. Січна, дотична та нормаль
Для дослідження властивостей кривої користуються такими прямими лініями, як січна, дотична та нормаль.
С
ічною
називають пряму лінію, що перетинає
криву лінію мінімум в двох точках.
Якщо точку В
наближати до точки А
вздовж кривої лінії, рис.1, то січна m
переміщатиметься. Коли точка B
зіллється з точкою А,
січна m
стане дотичною
t
до кривої в заданій
точці. Точка A
називається точкою
дотику. Перпендикуляр
n до
дотичної t
в точці дотику A
називають нормаллю
кривої в
заданій точці.
Рис.1
2.2. Кривина та радіус кривини
Крива лінія в кожній точці має певне викривлення, мірою якого є кривина. Кривиною плоскої кривої a у точці B називають величину k, обернену до радіуса R кола, проведеного через три нескінченно близькі точки А, B, C кривої лінії, рис.2. Саме коло називають кругом кривини, його центр O - центром кривини кривої у точці B, його радіус R - радіусом кривини. Кривина дорівнює:

,
(1)
де k - кривина плоскої кривої,
R - радіус кривини.
Рис.2
2.3. Звичайні та особливі точки
Точка кривої лінії, яка за своїми властивостями не відрізняється від більшості інших точок кривої, є звичайною.
Звичайна точка має такі ознаки:
окіл звичайної точки є єдиною неперервною лінією;
у звичайній точці крива має тільки одну дотичну;
точка, що рухається вздовж кривої, до і після звичайної точки має єдиний напрям руху, а дотична в цій точці має певний напрям обертання навколо неї.
Крім звичайних, розрізняють особливі точки, в яких кривина має найбільше (найменше) значення, або порушуються властивості дотичної до кривої. Наприклад, найбільшу кривину еліпс має на кінцях A, B великої осі, а найменшу – на кінцях C, D малої осі, рис.3а; кривина дорівнює нулю в так званій точці перегину М, рис.3б.

Рис. 3.
До особливих точок належать також:
точка перегину, в якій дотична змінює напрям обертання, рис. 4а;
точка звороту першого роду (вістря), в якій напрям руху точки вздовж кривої змінюється на протилежний, а напрям обертання дотичної не змінюються, рис. 4б;
точка звороту другого роду (дзьоб), де напрям руху точки вздовж кривої і напрям обертання дотичної змінюються на протилежний, рис. 4в;
точка самодотику (повторення), де крива кілька разів дотикається до однієї прямої, рис. 4г;
вузлова (подвійна) точка, в якій крива сама себе перетинає і має дві або більше дотичних, рис. 4д;
точка злому, де порушується плавність кривої, рис. 4е.

Рис. 4.
2.4. Еволюта та евольвента
Множина нормалей до плоскої кривої a в точках Ni утворює в’язку, обвідною якої є крива b, яку називають еволютою, рис.5. Крива a відносно своєї еволюти b називається евольвентою. На еволюті b плоскої кривої a розміщена множина центрів кривини Mi кривої a. Дотичні до
Рис. 5.
е
волютиb є
нормалями у відповідних точках Ni
евольвенти a.
Одній еволюті b
відповідає множина евольвент
a. Ці
криві, особливо евольвенти кола, мають
широке використання у технічних формах,
зокрема профілі зубців зубчатих передач
мають форму евольвенти кола, рис.6.
