Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Metodichni_vkazivki_Krivi_liniyi.doc
Скачиваний:
40
Добавлен:
14.02.2016
Размер:
2.13 Mб
Скачать

2. Плоскі криві лінії

2.1. Січна, дотична та нормаль

Для дослідження властивостей кривої користуються такими прямими лініями, як січна, дотична та нормаль.

Січною 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:

  1. окіл звичайної точки є єдиною неперервною лінією;

  2. у звичайній точці крива має тільки одну дотичну;

  3. 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.

еволютиb 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.