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发表于 2010-5-21 13:25:38
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来自: 中国山东莱芜
阿基米德螺旋线
' S" k G6 `' g阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为
7 K+ F5 o! O g% k3 O, \ ρ=at+P0
1 U7 h4 ^: o% d, {' t0 A 式中:
6 X u/ c; D7 h+ | a—阿基米德螺旋线系数,mm/°,表示每旋转1度时极径的增加(或减小)量;* n: [ J( X7 @- t1 r1 V2 j
t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;+ c+ m/ L+ i$ N* J1 \
ρo—当t=0°时的极径,mm。
0 Z3 [" m7 ^# z+ }- L+ I 实例
4 J% T* L0 ^8 J 图8-1为一个具有阿基米德螺旋线的凸轮,点P1至点P2为第一段阿基米德螺旋线,点P3至点P4为第二段阿基米德螺旋线。2 V8 C4 ^ K/ q, y4 V. x
1.绘图$ _( j( e$ a% ~$ T+ Q0 X$ w' L
1)作圆C1和C2: }' n2 \+ O$ ^
单击“基本曲线”按钮,在弹出的功能工具栏菜单中单击“圆”按钮,选立即菜单中1:圆心_半径,提示圆心点时,输0,0(回车),提示输入半径时,输10(回车)作出R=10的圆C1,提示输入半径时,输12(回车)作出R=12的圆C2,按鼠标右键结束。6 A$ u% ~% l7 Q) \8 q
因为图形尺寸太小,为了看得更清楚,可将显示的图形放大至屏幕大小。单击屏幕上方常用工具栏中的“动态缩放”按钮,按住鼠标左键,从屏幕下方向上方推动光标时,图形随之放大。
" V9 v; J7 F- C& k/ b 2)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线0 I7 q2 o" D# ^9 V1 B
作图前必需先算出这段阿基米德螺旋线条数a和当极角t=0°时的极径ρo。9 t+ V1 |" c3 h3 x u' N$ @
(1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a
- r0 F9 ^& V# w8 W2 v1 ], zP1点的极径为10,P2点的极径为12,P1至P2点转过90°,每转过1度时极径的增大量就是a,故该段的阿基米德螺旋线系数为
4 }' J0 ^# G% ` a=(12-10)÷90=0.02222mm/°
A( z4 ~- ~; c& W; U' g; p (2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0
& e- V5 \9 d/ v; ^3 X; `( GP1点(极角为180°)时的极径P180=10mm,极角每减小1度时极径减小a=0.02222mm/°,当极角减小至t=0°时的极径为P0,计算如下P0=10-180°×a=10-180°×0.02222=6mm6 \7 F0 D% U0 b. ]$ i$ ^* `' u
(3)起始角和终止角8 y/ o' d) n A( J
由图8-1中可以直接看出,这段阿基米德螺旋线的起始角为180°,终止角为270°。
+ Y0 x& C2 u) w9 e (4)绘图
+ Q# `+ r1 J$ O单击“高级曲线”按钮,在弹出的功能工具栏菜单中单击“公式曲线”按钮,弹出如图8-2所示的公式曲线对话框,根据图形已知数据特点,应选极坐标系,用光标单击极坐标系前面的小白圆,出现一小黑点,单位选角度,参变量名仍用t表标极角的角度,起始值即起始角输180,终止值即终止角输270,公式名可输P1—P2公式输为P=0.0222222*t+6单击“预显”公式曲线对话框中出现P1至P2两点间的这段阿基米德螺旋线。如图8-2所示,单击“确定”按钮,移动光标时这条绿色的阿基米德螺旋线随光标移动,提示曲线定位点时,输0,0(回车),在P1至P2点之间作出了一条白色阿基米德螺旋线。
( D# }# S/ H7 S: ~ 3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线
$ J6 F! G7 |0 B5 m9 k% r (1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a
h6 Z+ |# a# @7 EP3点的极径为12,P4点的极径为15,P3点至P4点之间转过45°,故P3点至P4点间的阿基米德螺旋线系数为
: l9 }/ d& Y, s" P& O+ K a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°
' T' j1 |8 s7 ?" a; c( l (2)计算极角t=0°时的极径P0+ H ^+ d+ T/ ~+ H' u$ y
P3点(极角t=45°)的极径P45=12mm,极角每减小1度时极径减小a=0.0666666mm/°,当极角减小至t=0°时的极径为P0,计算如下/ s2 t* S i1 z* d: \; [
P0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm- T& w8 C$ c. f' ~1 g" l
(3)起始角和终止角
5 t8 C" x1 `& \" i7 Y 由图8-1中可以直接看出P3至P4点这段阿基米德螺旋线的起始角为45°,终止角为90°。
+ ~% ^7 e @1 F/ n (4)绘图( A0 |$ f8 ]. f
单击“高级曲线”按钮,在弹出的功能工具栏菜单中单击“公式曲线”按钮,弹出如图所示的公式曲线对话框,选极坐标系,单位选角度,参变量为t,起始值输45,终止值输90,公式名输P3_P3,公式输为P=0.0666666*t+9单击“预显”按钮,公式曲线对话框中出现P3至P4两点间这段阿基米德螺旋线,如图8-3所示,单击“确定”按钮,移动光标时这条绿色的阿基米德螺旋线随光标移动,提示曲线定位点时,输0,0(回车),在P3点至P4点之间作出一条白色阿基米德螺旋线。 P6 R' F4 \7 @$ M- ?
4)作直线L1
+ ~3 S3 i4 {3 f6 w单击“基本曲线”按钮,在弹出的功能工具栏菜单中单击“直线”按钮,选立即菜单中1:角度线4:角度改输90,提示第一点时,输0,-13(回车),向上移动光标时拉出一条与Y轴重合的绿线,拉绿线至P4点以上时,单击鼠标左键作出白色直线L1。
; }- `4 ^; z4 f1 d1 s (5)作圆C1至直线L1上交点处R=1的过滤圆3 r/ t8 S# K8 H( N6 L
单击“曲线编辑”按钮,在弹出的功能工具栏中单击“过滤”按钮,选立即菜单1:圆角3:半径改为1,提示拾取第一条曲线时,光标点击直线L1变红色,提示拾取第二条曲线时,点击圆C1圆周,作出R=1的白色过渡圆弧。
; P: [2 N( {) \, O" @& U" v 2.裁剪
4 L$ n$ g$ d# @6 ` 单击“曲线编辑”按钮,在弹出的功能工具栏菜单中单击“裁剪”按钮,提示拾取裁剪曲线时,光标点击多余线段,会逐段剪除,有时裁剪不顺利,不希望剪除的线段会随剪除的部分一起消失,这时可用标准工具栏中的“取消操作”按钮来恢复不该消失的线段,然后重新调整裁剪顺序就会得到满意的结果。. G& K3 e, `* V2 ~, o" m! M$ e+ w5 }
3.公式曲线对话框中“存储”、“提取”及“删除”按钮的用法
' F8 u/ W! P# S9 p8 s单击“存储”按钮时,提问存储当前公式吗?单击“是”,就把当前公式存储起来以备需要时使用。当需要使用已存储过的公式时,单击“提取”按钮,就显示出一系列已存储过的公式,单击“确定”按钮,公式曲线对话框消失,一条绿色曲线随光标移动,提示曲线定位点时,输0,0(回车)曲线定位到坐标轴上,颜色变为白色。当需要删除某个已存储的公式时,单击“删除”按钮,立刻显示出一系列已存储的公式,单击要删除的公式,弹出对话框提问删除此公式吗?单击“是”按钮,该公式就被删除。1 F. G' C4 `! Y6 }4 h! D1 R
8.2已知函数方程式的曲线
5 Y. z% {4 j" W' m: D 图8-4中的P1与P2两点间为已知其函数方程式的曲线,该曲线的方程式为Y=12.5×3.1416×(X/50)3.521
3 H* m7 _7 `/ I+ l8 r. Y 1)绘图
% y. D9 r; I. q: d/ j8 H' U& y3 b 1)作点P1与点P2之间的函数方程曲线
% }; `0 Q- P) d" `2 a3 j 单击“公式曲线”按钮,在弹出如图8-5所示的公式曲线对话框中,选直角坐标系,单位选角度,参变量名改输X,起始值输0,终止值输50,公式名输FCH,第一个公式X(t)=X,第二个公式Y(t)=12.5*3.1416*(X/50)3.521,输完公式后单击“预显”按钮时,显出该段方程曲线如图8-5中左上角所示,单击“存储”按钮,提问存储当前公式吗?单击“是”按钮,该方程被存好,单击“确定”按钮时,对话框消失,移动光标时一条绿色的该方程曲线随着移动,提示曲线定位点时,输0,0(回车),该曲线变白色定位到坐标轴的适当位置上。
5 [/ z- q! E9 v. T7 {6 E7 z 2)绘图C1
{0 S f. g. R3 |; W0 } 单击“圆”按钮,选立即菜单1:圆心_半径,提示输入圆心点时,输0,10(回车),提示输入半径时,输10(回车)绘出圆C1,单击鼠标右键结束。
, Q/ w, I$ q. u; I' G: f& j, t 3)绘直线L1、L3及L51 m* U6 \1 U5 S) F/ E2 a9 r+ z
用角度线(0°)作出直线L3,再将L3平移两次而得直线L1及L5。# z8 W; k- n5 }3 s( M/ M
单击“基本曲线”按钮,在弹出的功能工具栏中单击“直线”按钮,选立即菜单中1:角度线 4:角度改输0,提示第一点时,输-15,-15(回车),右移光标时拉出一条绿色直线,提示第二点(切点)或长度时,输70(回车)作出一条白色直线L3。
7 O$ l- l1 Q# b6 m3 Q将直线L3平移后作L1和L5,选立即菜单中1:平行线2:偏移方式:3单向,提示拾取直线时,移光标单击直线L3变红色,向上移动光标时,出现一条绿色的直线L3向上移动,提示输入距离或点时,输25(回车)作出一条L3的平行线L1,再向上移动光标时,又出现一条绿色的直线向上移动,提示输入距离或点时,输54.27(回车)作出L3的另一条平行线L5。, f0 i# f, A( w4 F7 m" S' d
4)绘直线L2及L4: `. Q. u2 R. g) z: Q' v5 B K9 e
用直线L3绕一输点转90°而得直线L2和L4。选立即菜单1:角度线2:直线夹角3:到线上4:角度输90,提示拾取直线时,移动光标单击直线L3变红色,提示第一点时,输-15,-15(回车),向上移动光标时拉出一条绿色直线,提示拾取直线时,移光标单击直线L1时,作出白色直线L2,继续提示输入第一点时,输55,-15(回车),向上移动光标从点55,-15处向上拉出一条绿色直线,提示拾取曲线时,移光标单击直线L5绘出白色直线L4( ]' C4 s) C* T2 }& s t
2)裁剪
& P3 Y7 b% N0 `8 a7 K! x- R裁剪去多余线段,就得到图8-4的图形。 |
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