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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/ Z' b5 o9 N+ Y" z; f4 o, n7 d* I" Z
阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为1 G' o6 G! }3 S' G
ρ=at+P0
X: Y/ x5 N S 式中:
/ O) U$ M$ r5 ]" Z6 L 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;# ?$ h$ l9 X8 ]0 h; S
t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;
8 y8 g/ e# W# ~7 l ρo—当t=0°时的极径,mm。
U, ]/ v) ?8 J 实例: K) g: Z) A- E: _7 M1 b0 S4 R( q
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。
3 d# Q1 a4 k i 1.绘图
8 O# X; t8 ]! z2 H1 _3 M 1)作圆C1和C2. i ], e$ f; _( b. x; d o
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。: n0 ~8 H( @7 Z7 ^/ C+ \
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$ x8 _# K/ k" f5 r 2)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线
& M5 p/ \0 f% y# g5 ~# 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。' p( H1 x9 b9 _
(1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a" J h! P# v! c1 M. K, C8 X. ^3 O1 P
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4 g' H8 O+ {. E0 S
a=(12-10)÷90=0.02222mm/°
: {- @+ X- ^ e' V2 q# k: A7 y/ c (2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0+ t+ B/ |- S: p
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! F% P$ |9 `3 y; z
(3)起始角和终止角' S$ H) o; q& {: T$ f8 w/ d) B
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°。/ S' B x0 \8 |
(4)绘图9 q8 V1 n7 J z1 E) l: E
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。% U3 z- p( k- X! A- ^/ w* D) t
3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线
0 N+ D0 s ]! E- [3 w# k) V (1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a
$ L5 q3 Z- G) c% ]: K. p3 H$ dP3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6 B7 v1 ?; O( x* X9 k" _
a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°
' x' g7 j i) v (2)计算极角t=0°时的极径P0- B* x; O; H4 u7 g7 B& i/ ~( C9 ?2 A
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
9 D# o" O9 E0 ~- B1 e9 r+ EP0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm C$ e$ ~8 v( U3 J
(3)起始角和终止角% Y7 ~" K6 F: N% i; m. O1 j3 b
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°。! \- {* j6 |/ C
(4)绘图( `2 S! r( i* ^# ?
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。5 W7 g7 ?( q0 f5 L
4)作直线L1
* W0 }2 }0 y- m6 ?/ H3 g: I9 k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。
, U5 A' O3 U2 j: e2 Q: L& l- n4 \, J (5)作圆C1至直线L1上交点处R=1的过滤圆1 v+ w* t; z) P$ L
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。1 s2 f: [ ^% g
2.裁剪/ p7 j. v$ N2 a- [6 ~
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。
5 w9 M. L( `! n5 {! i 3.公式曲线对话框中“存储”、“提取”及“删除”按钮的用法
( I% J, I4 o) |& @4 n9 x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。
# Q3 K/ [0 g- _) ]+ T4 s @ 8.2已知函数方程式的曲线
2 e1 r. l. [, ^2 ]( d 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$ d* }) t) f7 K
1)绘图( t( u9 K" u+ Z; q+ N& O
1)作点P1与点P2之间的函数方程曲线3 ?/ s8 \1 B) {, N9 e: U
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。% b; W+ `! [) o) _4 o( U& _" D4 n
2)绘图C1+ W7 ~* F- q' r) @( W: 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。
- `8 H# P3 r9 `' D1 }2 M9 h+ p 3)绘直线L1、L3及L5" w' B8 Z `, e) y
用角度线(0°)作出直线L3,再将L3平移两次而得直线L1及L5。/ }8 r" F' ^8 z6 h w% M& u3 }
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。' M3 W& R' z0 x6 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。8 {- R7 j5 d0 V( q6 C3 C
4)绘直线L2及L4; F4 G4 M) t/ I9 G# H0 l
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& b! d7 F* |" u9 V, l% f4 ?
2)裁剪
+ }; r" G: [0 S裁剪去多余线段,就得到图8-4的图形。 |
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