A csavarvonalról és a csavarmenetről



Hasonló dokumentumok
Élesmenetű csavar egyensúlya másként

Egy kétszeresen aszimmetrikus kontytető főbb geometriai adatainak meghatározásáról

Csavarokról és rokon témákról

Áramlástechnikai gépek. Különböző volumetrikus elven működő gépek, azok szerkezeti megoldásai

A DÖNTÉS SORÁN FENNAKADT FÁK MOZGATÁSA

Egy emelt szintű érettségi feladat kapcsán Ábrahám Gábor, Szeged

Az ablakos problémához

Két körhenger általánosabban ( Alkalmazzuk a vektoralgebrát! ) 1. ábra

A csavarvonal axonometrikus képéről

Első sorozat (2000. május 22. du.) 1. Oldjamegavalós számok halmazán a. cos x + sin2 x cos x. +sinx +sin2x =

Feladatok a koordináta-geometria, egyenesek témaköréhez 11. osztály, középszint

VALÓS SZÁMOK MEGKÖZELÍTÉSE TÖRTEKKEL

Megoldások, megoldás ötletek (Jensen-egyenlőtlenség)

Mozgásátalakítók, csigahajtás, csavarorsó felépítése és működése.hibalehetőségek és javításuk

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

BEVEZETÉS AZ ÁBRÁZOLÓ GEOMETRIÁBA

ÁBRÁZOLÓ GEOMETRIA. Csavarvonal, csavarfelületek. Összeállította: Dr. Geiger János. Gépészmérnöki és Informatikai Kar MISKOLCI EGYETEM

A közönséges csavarvonal érintőjének képeiről

Vetülettani és térképészeti alapismeretek

Tevékenység: Gyűjtse ki és tanulja meg a kötőcsavarok szilárdsági tulajdonságainak jelölési módját!

Három dimenziós barlangtérkép elkészítésének matematikai problémái

2. OPTIKA 2.1. Elmélet Geometriai optika

Körmozgás és forgómozgás (Vázlat)

2. előadás: További gömbi fogalmak

MUNKAANYAG. Szabó László. Oldható kötések alkalmazása, szerszámai, technológiája. A követelménymodul megnevezése: Épületgépészeti alapfeladatok

6. modul Egyenesen előre!

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI október 18. EMELT SZINT I.

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

MATEMATIKA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK május 19. du. JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

Nyugat-magyarországi Egyetem Geoinformatikai Kara. Dr. Engler Péter. Fotogrammetria 2. FOT2 modul. A fotogrammetria geometriai és matematikai alapjai

Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A hagyományos fa tartógerendák keresztmetszeti méreteinek arányairól

Méréstechnika 5. Galla Jánosné 2014

A rögzített tengely körül forgó testek kiegyensúlyozottságáról kezdőknek

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Számítógépes geometria (mester kurzus)

A.11. Nyomott rudak. A Bevezetés

Kosztolányi József Kovács István Pintér Klára Urbán János Vincze István. tankönyv. Mozaik Kiadó Szeged, 2013

A Cassini - görbékről

t, u v. u v t A kúpra írt csavarvonalról I. rész

MATEMATIKA Kiss Árpád Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény Vizsgafejlesztő Központ

Egy forgáskúp metszéséről. Egy forgáskúpot az 1. ábra szerint helyeztünk el egy ( OXYZ ) derékszögű koordináta - rendszerben.

4. modul Poliéderek felszíne, térfogata

A továbbhaladás feltételei fizikából és matematikából

Az aperturaantennák és méréstechnikájuk

Tető nem állandó hajlású szarufákkal

Csavarkötés mérése ), (5) μ m a menetes kapcsolat súrlódási tényezője, β a menet élszöge. 1. Elméleti alapok

MUNKAANYAG. Szabó László. Szilárdságtan. A követelménymodul megnevezése:

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

MŰSZAKI RAJZ 9. évfolyam

MATEMATIKA FELADATGYŰJTEMÉNY

Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Geometriai Tanszék AZ EVOLUTÁK VILÁGA. BSc szakdolgozat. tanári szakirány. Budapest, 2013.

A 2011/2012. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának feladatai és megoldásai fizikából. I.

5. Trigonometria. 2 cos 40 cos 20 sin 20. BC kifejezés pontos értéke?

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

CSÁPOSKÚT PERMANENS ÁRAMLÁSTANI FOLYAMATAINAK MODELLEZÉSE

Kézi forgácsolások végzése

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

5. ALAKOS FELÜLETEK HATÁROZOTT ÉLŰ SZERSZÁMMAL TÖRTÉNŐ FORGÁCSOLÁSA

Slovenská komisia Fyzikálnej olympiády 51. ročník Fyzikálnej olympiády. Szlovákiai Fizikai Olimpiász Bizottság Fizikai Olimpiász 51.

Differenciaegyenletek

Fejezetek az abszolút geometriából 6. Merőleges és párhuzamos egyenesek

2. Interpolációs görbetervezés

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Matematika emelt szintû érettségi témakörök Összeállította: Kovácsné Németh Sarolta (gimnáziumi tanár)

ISMÉT FÖLDKÖZELBEN A MARS!

Az alap- és a képfelület fogalma, megadási módjai és tulajdonságai

Elsőfokú egyenletek...

Hajtások

Helyi tanterv Német nyelvű matematika érettségi előkészítő. 11. évfolyam

ÉPÍTÉSZETI ÉS ÉPÍTÉSI ALAPISMERETEK

MATEMATIKA GYAKORLÓ FELADATGYŰJTEMÉNY

Széchenyi István Egyetem, 2005

Azonosító jel: MATEMATIKA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA október 18. 8:00. Az írásbeli vizsga időtartama: 240 perc

Egy sík és a koordinátasíkok metszésvonalainak meghatározása

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2010/2011-es tanév első (iskolai) forduló haladók II. kategória

Hraskó András, Surányi László: spec.mat szakkör Tartotta: Surányi László. Feladatok

Testépítés. Kovács Zoltán (Nyíregyházi Főiskola Debreceni Egyetem) zeus.nyf.hu/ kovacsz július 7.

E E E W. Előszó. Kifejtés

Középszintű érettségi feladatsorok és megoldásaik Összeállította: Pataki János; dátum: november. I. rész

b) Adjunk meg 1-1 olyan ellenálláspárt, amely párhuzamos ill. soros kapcsolásnál minden szempontból helyettesíti az eredeti kapcsolást!

4) Az ABCD négyzet oldalvektorai körül a=ab és b=bc. Adja meg az AC és BD vektorokat a és b vektorral kifejezve!

Pontszerű test, pontrendszer és merev test egyensúlya és mozgása (Vázlat)

Nyomó csavarrugók méretezése

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Bevezetés. Párhuzamos vetítés és tulajdonságai

ÉPÍTÉSZETI ÉS ÉPÍTÉSI ALAPISMERETEK

ebben R a hajó ellenállása, H vontató esetén a kifejtendő kötél-vonóerő, t a hajó szokásos értelmezésű szívási tényezője,

Matematika POKLICNA MATURA

A csúszóvágásról, ill. - forgácsolásról

NC technológia és programozás I.

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2007/2008-as tanév 2. forduló haladók I. kategória

TARTALOMJEGYZÉK ELŐSZÓ GONDOLKOZZ ÉS SZÁMOLJ! HOZZÁRENDELÉS, FÜGGVÉNY... 69

Fa rudak forgatása II.

9. ÉVFOLYAM. Tájékozottság a racionális számkörben. Az azonosságok ismerete és alkalmazásuk. Számok abszolútértéke, normál alakja.

A kör és ellipszis csavarmozgása során keletkező felületekről

Mikrohullámok vizsgálata. x o

Feladatok GEFIT021B. 3 km

MUNKAANYAG. Földi László. Szögmérések, külső- és belső kúpos felületek mérése. A követelménymodul megnevezése:

= szinkronozó nyomatékkal egyenlő.

Átírás:

A csavarvonalról és a csavarmenetről A témáoz kapcsolódó korábbi dolgozatunk: Ricard I. A Gépészeti alapismeretek tantárgyban a csavarok mint gépelemek tanulmányozását a csavarvonal ismertetésével kezdjük. A közönséges csavarvonalról a következőket kell tudnunk. 1. ) A közönséges csavarvonal nem síkgörbe, anem egy térgörbe, mert pontjai nem egy síkban elyezkednek el. 2.) Származtatása kétféleképpen is történet: a.) körenger palástjára feltekert lejtővel / áromszöggel; b.) mozgástanilag. Az a.) esetet az [ 1 ] szakirodalmi forrás segítségével írjuk le. Eez tekintsük az 1. ábrát [ 1 ]! Jelölések: d: a körenger átmérője; : menetemelkedés; α: menetemelkedési szög. 1. ábra Egy d átmérőjű egyenes körenger palástjára tekerjünk fel egy ABC derékszögű áromszöget, úgy, ogy a áromszög BC befogója legyen páruzamos a enger tengelyével! Ekkor a áromszög AB átfogója része lesz a közönséges csavarvonalnak. A fordított utat járva: a a derékszögű áromszöget lefejtjük a engerről, akkor a áromszöget síkba terítjük, a csavarvonalat kiegyenesítjük. Egy menetnek nevezzük a csavarvonal azon részét, amely a enger egy alkotójával való, két egymást követő metszéspontja között fekszik. Ennek ossza a menetossz: l = AB. Menetemelkedésnek nevezzük a mondott alkotón a metszéspontok távolságát: = BC. A menetemelkedési szög azonos a derékszögű áromszög vízszintes befogója és átfogója által bezárt α szöggel. A derékszögű áromszög vízszintes befogójának ossza éppen a enger alapkörének kerületével egyezik meg: AC = π d.

2 A derékszögű áromszögre vonatkozó ismereteink alapján felíratjuk, ogy 2 2 l d, ( 1 ) tg. d Megjegyezzük, ogy az 1. ábra egyszerűsített ábrázolási módban készült, a körülményesebben megrajzolató görbe vonalak elkerülése végett. A b.) eset leírásáoz felasználjuk a [ 2 ] munkát is. A csavarvonal mozgástani előállítását szemlélteti a 2. ábra. ( 2 ) 2. ábra Egy P pont végezzen egyidejűleg két mozgást: ~ egy r sugarú, ω = áll. szögsebességű forgó, valamint ~ egy v = áll. sebességű, a körmozgás síkjára merőleges, egyenes vonalú aladó mozgást. E két összetevő - mozgás egymásra almozásával áll elő a csavarmozgás, amely szerint a P pont pályája közönséges csavarvonal lesz. A 2. ábra betűjelzéseivel: úgy képzeletjük el, ogy a P pont t idő alatt ~ a forgó mozgása során a C középpontpontú, r sugarú k köríven mozogva megteszi a P 0 P 1 körívet, míg ~ a aladó mozgása során megteszi a P 1 P 2 egyenes szakaszt. A végeredmény: a P pont az O kezdőpontból a P 2 végpontba jut, miközben valójában a c csavarvonalon mozog. Néány egyszerű, szép és asznos képlettel matematikai formába öntetjük a mondottakat, különös tekintettel a P pont vetületi mozgásaira. Ugyanis a térgörbét főként vetületeivel ábrázoljuk, a tábla / papír síkjában. Eez tekintsük a 3. ábrát! Itt a csavarvonal - pályát leíró P pont ( 0, 1, 2, 3, 4 ), valamint egy általános elyzetének megfelelő képpontokat is feltüntettük. Az általános elyzetű P pont koordinátái: xp rcos, yp rsin, ( 3 ) zp z( ).

3 3. ábra Először írjuk fel a z = z (φ) kapcsolatot! Az s körívossz kétféleképpen felírva a körmozgásból: s '(t) r (t); ( 4 ) s '(t) t; ( 5 ) majd ( 4 ) és ( 5 ) - ből: s '(t) r (t) t. ( 6 ) A aladó mozgásból a P indexet elagyva : z(t) v t. ( 7 ) Most ( 6 ) és ( 7 ) - tel: r (t) z(t) v ; ( 8 ) ámde v r, ( 9 ) k így ( 8 ) és ( 9 ) - cel:

4 r (t) r (t) z(t) v v (t), r v azaz: z(t) p (t), v p. ( 10 ) A ( 10 ) képlet szerint a csavarvonalon aladó P pont z tengely menti emelkedése egyenesen arányos a φ szögelfordulással, aol a p arányossági tényező a két mozgás - állandó ányadosa. Legyen egy teljes körülfordulás ideje: T. Az egyenes arányosság szerint: z(t) p (t) (t) ; ( 11 ) z(t) p (T) 2 ámde egy teljes körülfordulás alatt a P pont a z tengely mentén éppen menetemelkedésnyit alad, azaz z(t), ( 12 ) így ( 11 ) és ( 12 ) - ből: z(t) (t). ( 13 ) 2 Most már megvizsgálatjuk a vetületi mozgásokat. Az ( xy ) síkon: ( 3 ) szerint: 2 2 2 x y r, ( 14 ) ami egy C középpontú kör egyenlete, aogyan az az ábrákból is nyilvánvaló. Az ( xz ) síkon: ( 13 ) - ból: 2 z, ( 15 ) majd ( 3 / 1 ) és ( 15 ) - tel: 2 x rcos rcos z, teát: 2 x(z) rcos z. ( 16 ) A ( 16 ) függvény képe a 3. ábrán szemlélető, merőlegesen balra billentett fejjel.

5 Az ( yz ) síkon: ( 3 / 2 ) és ( 15 ) - tel: 2 y rsin rsin z, teát: 2 y(z) rsin z. ( 17 ) A ( 16 ) képlet szerint az elölnézeti képen koszinusz-, az oldalnézeti képen szinuszullám alakú a csavarvonal vetülete. A csavarvonal kifejtett képe alapján a φ szögelfordulásoz tartozó csavarvonal - ívossz: s l 1, ( 18 ) s' d cos majd ( 18 ) és ( 4 ) - gyel: r l s r l. ( 19 ) cos d 2 Végül ( 1 ) és ( 19 ) - cel: 2 2 s( ) d. 2 ( 20 ) A csavarmenetek: sajátos felületek, melyek közül két gyakoribbnak a származtatása az alábbi. Tekintsük a 4. ábrát [ 2 ]! 4. / a ábra 4. / b ábra

6 A 4. / a ábrán egy laposmenet, a 4. / b ábrán egy élesmenet látató. A laposmenet származtatása: a t tengelyű engernek az elölnézeti képsíkkal páruzamos szimmetriasíkjában felvesszük az ábrán vonalkázással jelölt téglalapot. Ha ez a síkidom t tengelyű csavarmozgást végez, akkor az ABCD pontjai által söpört térrész: a laposmenet. Az élesmenet származtatása: mint előbb, csak itt téglalap elyett áromszög végzi a csavarmozgást. Megjegyzések: M1. Az Olvasónak feltűnetett, ogy a levezetések során csak középiskolai matematikai és mozgástani ismereteket asználtunk fel; így nincs ok az aggodalomra. M2. Abban az esetben, a az egyenletes körmozgás és az egyenes vonalú egyenletes aladó mozgás ugyanabban a síkban zajlik, akkor egy nevezetes síkgörbe - család: a cikloisok esete áll elő. Utóbbiak szintén fontosak a műszaki életben, például a forgácsoláselméletben. Ezzel kapcsolatban ld. korábbi dolgozatainkat is! M3. A csavarvonal, a csavarmenet leet jobbos vagy balos. v ω balos, a ( v, ω). Jobbos, a (, ) 0, M4. A 3. ábrán az 1 és 3 csavarvonal - pontban feltüntettük az ott átaladó P pont sebességvektorát is az elölnézeti képen. Itt ezek valódi nagyságban jelennek meg. Irodalom: [ 1 ] Alexander Ricard: Gyakorlati számítások a gépiparban Ipari Szakkönyvtár sorozat, Műszaki Könyiadó, Budapest, 1968. [ 2 ] Hajdu Endre: Ábrázoló geometria II. Jegyzet, Sopron, 1985. Sződliget, 2010. március 5. Összeállította: Galgóczi Gyula mérnöktanár