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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
7 h, o: {( ^! D3 O4 I阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为) ~1 O% K3 i- d
ρ=at+P0
5 a5 @7 Y# Q& y* ~! J 式中:! Z7 k: ~ h2 @
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;# K- y7 K6 a& W& d+ |) _
t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;( |" T; P7 n* Q3 t- u
ρo—当t=0°时的极径,mm。8 r( B! R' g2 f. M" x1 U6 P+ t5 S
实例2 b& f. X* T8 Z9 A( {4 K
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。( y5 s) _5 V) G/ _
1.绘图; j0 [1 W3 W ?7 n# u. ?
1)作圆C1和C26 r& [8 L* O% d$ u# V8 A% B
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。
+ l4 ?2 R) {; R* ], m1 l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。6 k% j7 P8 C v* X2 n; x+ y
2)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线# w4 m) _5 w9 H- G+ 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。; G" `' m% d' @; H* o- v5 I
(1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a/ G$ w* s8 z! a( w3 q* r
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+ |% g7 u# ]5 y" _/ @8 @8 k
a=(12-10)÷90=0.02222mm/°8 ^, o; [4 F' H* [% R! ~5 C( \
(2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0
0 c$ B# w% J, p0 P. @; UP1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: s0 w2 N9 L2 s% E; Z! ~
(3)起始角和终止角: I! S5 z4 j) e' a G' H; A: g/ w 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°。9 \6 |! y. ~( h: V
(4)绘图
- L. q3 z0 O' J! t1 g8 p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# h8 ~% v. M! |4 x, R 3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线
- v5 \ ?2 b/ \7 t, P- A8 J) b+ z, e (1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a& a; s9 c( \5 k+ N" y
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8 O$ I8 T2 L; h% e3 T1 [: f# M: j1 K- e
a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°6 h5 G/ c. e; \" S: D
(2)计算极角t=0°时的极径P0
1 h( O6 t- _% X ?# H( R 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 C; d4 ~! B, C8 {) L4 C( x+ PP0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm: r$ j& n d: M7 I7 Q1 w' ]
(3)起始角和终止角
- B0 W! t$ k1 I0 }" P/ S 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°。
# ]; a+ ?$ Z5 [& D0 o (4)绘图
2 k7 { L% W/ }8 j" F! 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。, E g: O& f8 {1 X. W g7 D+ h7 Q: ~
4)作直线L1
- v6 z: b' A9 @ a5 s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。
( N- C- r$ D( `. l; ` (5)作圆C1至直线L1上交点处R=1的过滤圆) t, v/ d- O6 e1 A- j( J, Z$ ~: 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。
& U; z; F' D9 M% c4 T 2.裁剪, K. J6 O& ^: T6 Q$ U9 v
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。
+ m* ^- z. {7 h' O( h) W5 H 3.公式曲线对话框中“存储”、“提取”及“删除”按钮的用法
" Z2 |, m' |4 @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。
8 ?) `: Q8 k1 f) ^7 n 8.2已知函数方程式的曲线
/ Z: E, w0 f0 @. u0 K! o# | 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)3.5210 F' C5 ?8 o+ x) W/ }8 x5 j8 M
1)绘图
- w* S _4 r. c& l H7 e 1)作点P1与点P2之间的函数方程曲线
% s+ M$ H: i) d2 Y" V! l 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。
( _" k7 r" b3 n9 [ 2)绘图C1/ v5 m2 m) U0 C. ^. L
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。
" E/ {5 j2 ]8 h8 i 3)绘直线L1、L3及L5# W7 {& V! R9 Z; M$ v
用角度线(0°)作出直线L3,再将L3平移两次而得直线L1及L5。 J+ X5 R1 H7 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。
1 I, S( p+ _' ^0 T s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。4 L7 | ?; ]) ~. q% o
4)绘直线L2及L4% O, @) i' I6 Q! ]
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
: Y$ T. V/ g: x+ u$ ^, q% i 2)裁剪1 o$ [+ u( v5 T/ o' q" W. {* T
裁剪去多余线段,就得到图8-4的图形。 |
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