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公式曲线就是由数学表达式确定的曲线,公式的表达方式可以用直角坐标形式,也可以用极坐标形式。9 U! ?( [; B& A/ y' `8 d
阿基米德螺旋线
8 \) N$ b$ n# o阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为
_0 C3 f( f$ Q* ~+ F6 v2 u9 s8 d! O ρ=at+P0/ L; O% w4 q4 w, ?% P' m3 n
式中:( |" y! N3 S5 I0 N5 e' K
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;
+ N8 v( l% |4 I4 z2 @ t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;
/ \6 m" v% J' `- {' e" s ρo—当t=0°时的极径,mm。% v% d" R5 b8 k$ |3 R
实例
* n* d0 E+ S9 L+ ]! I) m/ ]$ r 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。
1 T1 \ y2 J6 |% b% t4 e 1.绘图2 f5 Y* t8 z: t# C9 z0 Z
1)作圆C1和C29 N. q) s/ s1 r& e. q I6 \) c5 t" {
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。
) y6 k: Q$ W+ l7 T/ q! p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。
8 B' V- s" `8 L" S! R% U/ r+ F 2)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线
0 [; U& U0 y6 m0 ? 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。$ T! t4 R* t$ h) v* B
(1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a6 b1 E# N6 ~4 A2 s" G
P1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 i2 r p) U( O, Z# J. m8 C1 f1 b
a=(12-10)÷90=0.02222mm/°2 }9 p0 K4 \/ O! _
(2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0
3 W8 n5 J5 F( A' Y5 C& S+ EP1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=6mm
4 e* O, g) Y$ O7 l( R7 V (3)起始角和终止角, O# U+ U5 @5 S" l8 n3 u' V
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°。; Z! _3 [8 c5 J. D; z- g* D
(4)绘图
' Y, q4 a) F6 I0 `; \6 Q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。
) i$ i' } v, a p 3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线1 d& C: C0 B3 F% v0 t1 t6 G
(1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a' z, k, P# m0 l2 w
P3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6 C' b6 w! j6 A/ e* Y7 y# ?
a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°& [& a- Q( d1 l/ x, w
(2)计算极角t=0°时的极径P0' [( O4 [* f9 J. c1 p
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
- ]1 r ^. I( R7 y( HP0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm
r6 c- x& k0 Z( N" c; E6 [ (3)起始角和终止角
6 Q( X1 o8 v: m 由图中可以直接看出P3至P4点这段阿基米德螺旋线的起始角为45°,终止角为90°。 |
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