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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。$ `' O/ ~7 e( g
阿基米德螺旋线
$ t1 C3 A! u& b1 v- H7 V* C阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为
9 t+ G2 T6 t! W( `3 b0 c ρ=at+P0( w5 {6 C4 ?+ g- k8 T: K
式中:! |" D1 f4 R" H7 }9 ]5 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; K* {7 G/ |: X
t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;
6 N$ }& t q$ I; _; K ρo—当t=0°时的极径,mm。9 s* V8 F+ n9 m3 t& i8 y
实例: B! ]4 \& U9 Y4 R( x
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。7 Y4 I* Z) f" b
1.绘图" U+ k# r: {4 L$ C s$ w
1)作圆C1和C22 J- v- ?9 r t8 O! q
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。
$ P5 ]# B; V5 \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。* c; I. ?3 p' Z6 D
2)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线5 d' i9 E N; m
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。
6 L* ]) z- G1 D6 n4 K9 N- _; C; x (1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a; L- [4 O/ K% P, x+ V
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
1 d/ Z0 m" a1 p P. Z2 u( r' F: ~ a=(12-10)÷90=0.02222mm/°
. ?& Y& h, b+ g6 [' y' i& _ (2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P03 P; z& H" |3 x6 \' b/ s- L
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
9 M c; l' B, A2 x1 M/ F$ f0 t (3)起始角和终止角 k9 C3 C4 f* P6 l8 A$ ?; L
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°。6 ?9 S- \3 x% b5 q( K, u, ^
(4)绘图' B4 |* o& \* F5 [ ~, v. z! y v
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。- N4 u) E4 f& B' s# S
3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线9 j4 \% U7 _; h4 W( b
(1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a
* o5 }! B/ [, XP3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
- L7 ?2 z/ I7 r9 s' b# c a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°7 J3 M2 K, ]9 u" A
(2)计算极角t=0°时的极径P0
0 Z2 a' _) p& L$ `8 D3 q 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 p7 r5 f+ K, j
P0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm3 W! X% y4 ]0 E2 q9 }: W
(3)起始角和终止角
6 i% v0 {* d6 t 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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