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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2 w' C5 Y* t! Y1 f5 w2 [0 i
阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为
/ z9 T. }9 e5 Z: _9 v ρ=at+P0% w) X% o& H- g& e) I
式中:5 U* Z" e1 {8 p+ L. _+ M
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;5 N( L/ [0 E3 R
t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;
* n+ q+ Y: R+ j4 C ρo—当t=0°时的极径,mm。! u1 i( f6 T8 c `
实例
9 X" [& H' m! J5 U& M& S+ e 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。; Q4 d1 Q* t5 y" z D7 r9 _
1.绘图
4 v: u3 [. Q5 P/ d( s/ U1 U" R 1)作圆C1和C22 Z2 v1 C/ ?! w! o0 a5 c( W0 [2 f
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。
$ }0 z9 }: e# S) O$ G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。+ y' H! o2 s9 p: A% f
2)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线
$ e- f3 A% W+ R" O u, P 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。: K+ A9 C$ G7 o, n. M
(1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a$ t# l) z; F+ m1 C6 Z" X
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2 H9 O' R* H* k( B! ^( p& S# ]
a=(12-10)÷90=0.02222mm/°
3 A5 v* V8 i- |! z: u (2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0
p, O* R/ _ h& G% l6 X1 c0 z, Z$ qP1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
) `9 _3 f% V" I (3)起始角和终止角/ G! C1 M: Y7 U, ]7 q8 A
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°。# m; F' Q; }8 q- k( c
(4)绘图2 m K' s! N2 W, ]: k
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。
( p {8 Q6 v7 z0 |! S 3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线
s6 l# J. C4 s, X2 P (1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a
9 f( m! |9 I' |& i" Z! `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- |* v3 m+ n- J
a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°( C7 `2 |' G# w- L6 s# B
(2)计算极角t=0°时的极径P0
?3 j! `; J4 m6 | 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6 P2 q! e+ g8 w9 Q# d k) H
P0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm, J0 a" N O$ d
(3)起始角和终止角# G+ a( M3 e; p" K2 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°。' ?& X, T" Y4 j, k; y
(4)绘图, ?! m, J1 t% [: 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。
3 n8 Y8 R" @9 Z7 r. q 4)作直线L1' S( [ I q0 G8 F, i
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。
+ q- h3 F0 y4 `" P. U+ p (5)作圆C1至直线L1上交点处R=1的过滤圆" E" P. [! U# a1 e, W( t6 H
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。
/ t8 h# X5 D- c) ^ 2.裁剪
+ V: v# ]% l) n6 H7 Y O% @0 Y+ d 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。
( W+ H) ~% Y# Z s5 ` 3.公式曲线对话框中“存储”、“提取”及“删除”按钮的用法# ^8 `) I8 F/ J* [
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。4 I! j6 Q* m% J( N: C: ]' D; x
8.2已知函数方程式的曲线
( X. Y% b: Y6 F. C$ f" \ 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)3.5215 E6 W$ l) _) I- c6 b* f( ?1 B
1)绘图" X8 \2 o g0 E
1)作点P1与点P2之间的函数方程曲线
% g2 e0 m3 Q5 o# I- Z5 B 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。
- b2 ^9 ]( R8 V2 [7 d$ d. t 2)绘图C10 x7 S2 Z. k$ v+ [0 S6 X; K7 R. _* l" e
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。+ _. v- | \8 s+ ] x- e
3)绘直线L1、L3及L5
) v5 R" D" N: r; v2 M) g2 o. J用角度线(0°)作出直线L3,再将L3平移两次而得直线L1及L5。% G! T6 ~) t4 E( G }
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。 x& P3 B- I G5 K
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。 ]. G: N" B, ?0 F+ O$ x- i
4)绘直线L2及L4& ^) d; @9 X7 S0 ]2 B
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 l6 E# n6 t- I. S# H" ] W6 ^$ R' H0 ? 2)裁剪
; S. r* d% B6 `( a T6 |裁剪去多余线段,就得到图8-4的图形。 |
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