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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
* i6 w K$ L+ r) I8 v; H) `8 `阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为6 E. \! F/ Y" V$ [* l
ρ=at+P0& d' L4 P% C: D$ e+ G0 X
式中:# C) P* D' Q+ K& ~5 ~! ]( F
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. G9 j! h4 V2 I- R t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;6 ?5 E) ~% R# x3 K: r* i8 ]
ρo—当t=0°时的极径,mm。
- H% I- r T9 o+ H' Q 实例
4 R- l" ^9 q% B0 z: L 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。
+ [' O0 N5 E/ o2 d0 E+ w 1.绘图
. N+ B9 r. {3 D- a5 ^, \ 1)作圆C1和C2
& X% i- D/ o* I6 c" v. c+ k8 d6 y( \$ [ 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。
* Y0 l& l0 B. ~1 Z Z! D& m M w3 `9 d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。
, m" ^/ e" ~( S7 M/ B 2)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线
5 i/ y+ i5 g" X8 ?$ w 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。
1 n+ N' k% O8 K0 @ (1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a
. @+ `9 Q8 N( B2 [# n6 E+ L$ CP1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
* b/ {+ ^3 V7 M0 F2 v# L2 j. @& \ a=(12-10)÷90=0.02222mm/°' T) x, l1 d: P
(2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0; L; d7 S* o+ o' U I! Y
P1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& g+ | t% H& ]3 `
(3)起始角和终止角
! a/ b x5 _+ ?* y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°。
( m3 C1 n/ z- v8 u: M (4)绘图
* Y5 _. @# e, k: V* G A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。) O; `2 N+ Y; t0 A1 z, A/ A
3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线
% F1 ^/ v, Y# w) X. d% _3 ` (1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a
. w4 Y5 R0 M5 |( vP3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) v: _. p8 o+ w. ~
a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°* \! `! T7 _2 X( W* z4 x1 h8 h
(2)计算极角t=0°时的极径P0( X4 ]" \& Y4 f9 v1 j
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
# I5 @) o/ w8 b& i iP0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm( i& U' q! o! N; h8 |& z2 c
(3)起始角和终止角
7 L9 @! {; W6 q 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°。) {% g: l; y0 F( v6 {/ t
(4)绘图* z' k7 B+ y# H
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。- W( K" c" j! Y3 A& E
4)作直线L1% K" {2 m) t, \3 p. w: p( H4 \
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。3 x( ^- k* k! O: L' p4 Q
(5)作圆C1至直线L1上交点处R=1的过滤圆& b( N6 z- y# _' J
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。
& n6 y' a) K5 q( Z; } 2.裁剪
1 ~: |. `6 I$ | g4 l& [ Y/ W 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。
' c/ Z# g" G; A. {% x+ k 3.公式曲线对话框中“存储”、“提取”及“删除”按钮的用法8 u5 J0 g0 U9 J1 ]+ i
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。6 T' s. `& Q. K9 A% ?! R( e
8.2已知函数方程式的曲线" o" X6 m- k; J0 G4 F: O& H
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
: u5 R( ^# ^1 b3 q% R) O0 I1 ] 1)绘图
) K) q* A* w8 A 1)作点P1与点P2之间的函数方程曲线
# C* V% u7 }! ]. d( y0 X: F" M 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。
0 O+ P* s# C1 [: T, r8 ^# s 2)绘图C1
$ I7 h8 {+ g- ?$ V/ V! I 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。
* i! X' M Z, V7 r& \; H6 P 3)绘直线L1、L3及L5+ C3 e/ o8 P. H: l
用角度线(0°)作出直线L3,再将L3平移两次而得直线L1及L5。$ \9 v3 s, R) K
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。% P& V( v* h/ F, {1 ]
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。
& c7 H( S- d, A0 I 4)绘直线L2及L4
# R& |% j2 q7 h) j! c" s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* @7 ]9 H7 o: `0 L1 |
2)裁剪
* i. J; U: p* ^$ z2 D裁剪去多余线段,就得到图8-4的图形。 |
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