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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。6 A6 O( V# } M9 ^
阿基米德螺旋线
3 N$ Z; J* b0 o6 b9 U3 O阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为
/ K& D% X C% e ρ=at+P03 O3 y3 z' R2 a8 g
式中:
- @% l& W8 t5 [) w 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;
- [9 |+ w4 J- f Q! B t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;
" ^" z( J& B% }) @ n ρo—当t=0°时的极径,mm。
; ]; H$ p0 f2 Q& j 实例8 a K |& Z9 `+ u$ V7 u7 O
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。; `$ W5 e3 _4 O5 u# h8 `% ]
1.绘图
, W/ w/ E j7 W; ]# S 1)作圆C1和C2' t( C6 q8 ?! q* \: V8 L( x$ ~
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。
# f; |) H( W) m) h1 \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。
. @" k" b) ~7 q* B 2)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线
4 E( @6 Y/ X8 G 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。
" [, F% J% ]7 X+ n3 O+ L (1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a, E5 }6 U B2 Y
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
: m% k0 `( g6 u, V a=(12-10)÷90=0.02222mm/°# w8 N! C W, O; ~; g6 p
(2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0
" D6 q/ s6 T( a% k; W% t7 WP1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
# b3 q" B$ a- s# K# P$ `% @* X (3)起始角和终止角$ Q! ]% A+ m4 ?" }% \0 {3 ]' s% W
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°。9 l2 r0 [, x( s! a! Z5 n% h
(4)绘图, K% [- C# i" {' t+ D+ 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。- ~1 `- b( N8 b" L) f. k6 h6 ]$ f
3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线
$ ?- c( `! V: ^; f+ { (1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a5 ?( ]. U( _2 a1 R
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
! h! j8 r0 x7 x' I8 p' ?; n* p a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°
. I4 Y( F/ W- _* K4 i% u (2)计算极角t=0°时的极径P0
5 [' r+ _* ]# [6 S( U) f 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
" }0 d- S2 Q& G" D: Y; ~P0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm5 Y8 {/ J H3 T% H1 n z$ ~ z. w, ~
(3)起始角和终止角
5 }" B' i7 ^( F" B& E 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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