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发表于 2006-11-28 14:43:38
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来自: 中国浙江杭州
8.1阿基米德螺旋线) @5 ~8 { } k& t9 K( k
阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为
, U" M4 q: o, K, ` ρ=at+P0
1 U- ]$ @/ }, b2 M 式中:/ F4 w& [. d2 |4 p0 ^7 |+ d
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; c8 j* G; N, \
t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;, |0 y: b4 x$ c- Q) W3 C( }
ρo—当t=0°时的极径,mm。
: j! B2 S5 J! U+ p" `, k 实例# @& O( b' P, B
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。5 m0 o, w6 z) ~5 B3 [
1.绘图1 a$ A- H( _6 A* g7 J
1)作圆C1和C2( M" b# Z/ C. i2 }0 N+ l: G
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。1 T, _; I' J2 D4 o. {2 Z" i- I4 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。
$ P. \9 A7 i2 D% e! q5 J 2)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线0 V6 c- g# O( s; M w- C$ L/ i* x
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。$ D6 e! x6 c5 R+ }% s' T: i+ `% m
(1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a1 ]3 s0 }9 k1 `
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
' V! M1 J6 r- c5 i3 W a=(12-10)÷90=0.02222mm/°# b0 j. u& O: p8 s
(2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0, S4 x( Y# C! P6 {( W% g/ ?! s
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
- Z; d* G3 X' T% i3 S6 W! n (3)起始角和终止角0 y) I. [( U# `% ^, F6 T4 ~0 o
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°。7 j8 C4 M' p* ]
(4)绘图( b6 r7 J$ _- X
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。
; D$ `# i" g# t4 R+ D; c) ~# g$ n1 ` 3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线/ }2 t0 G4 b# e( p6 { E) }/ }/ P
(1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a( z0 ^2 W. P' Z# m* \3 V
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 e* V2 |' q7 l2 h
a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°& Y |1 |" t% i
(2)计算极角t=0°时的极径P0$ r1 K, N8 u+ p4 I: y0 _
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2 ]2 ?) o0 Y+ r" v- E
P0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm
4 @ p2 l: o$ ` (3)起始角和终止角5 E$ y; U% p8 v+ N8 y7 v
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°。# J, u8 c' Y" _2 B
(4)绘图
' K# D: S2 `% Q/ f/ R 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。
, R3 q0 H2 x; k& |& a' w1 ^ 4)作直线L1! N1 ^, [, J4 ^& ]7 Y( {: g
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。
( d" M. ?+ O# G0 Z/ i4 @! | (5)作圆C1至直线L1上交点处R=1的过滤圆8 H. M& G* l8 S9 i* T+ }- |5 c
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。! A! i) c( a8 W8 a$ M# d
2.裁剪
1 }/ n7 O' z6 J* y2 \* T4 { 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。. P% y7 ^/ I' J' T2 \- V8 P
3.公式曲线对话框中“存储”、“提取”及“删除”按钮的用法8 c2 C7 J% n k N8 @
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。" ^: @( j) F2 v* @6 p k
8.2已知函数方程式的曲线
! \7 {3 |4 a! w1 y2 R1 l, @ 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
) i/ `' n* j( Y/ w$ @) d' V 1)绘图
, V: O1 g/ Z- V# Z 1)作点P1与点P2之间的函数方程曲线
1 [- z6 ?3 _, }% b l- D, 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。+ f" ^* s- o! _3 M& u2 _: M
2)绘图C1
4 T; }% Y$ I( p# Y2 h4 w! @2 t0 o 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。
& g6 ]+ B* m! T( P2 { 3)绘直线L1、L3及L5, r" d$ F6 H6 N' R6 o' k
用角度线(0°)作出直线L3,再将L3平移两次而得直线L1及L5。
2 x1 K2 u" U! S. E" E- n: x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。
( [& C: ?/ G: \& r0 u. @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。' E! S' a# p3 ^0 `; T8 p& i
4)绘直线L2及L4/ ~4 h4 b1 K# c+ R
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
. u S: c# ^. j# t% h8 N( A 2)裁剪
# W2 D) Y& m/ B6 ^- X5 O+ W! R: V裁剪去多余线段,就得到图8-4的图形。 |
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