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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% w' ]! r! }, B( E# m5 g% ^3 ]
阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为
) U8 C3 o' J( V- q( w- P6 j- T ρ=at+P08 x. h4 ]4 j: Q3 w5 j2 a B* c
式中: F# }% {7 R n$ `
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;% W+ F4 N1 J8 P8 p4 |/ L, G5 i* q: p
t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;
4 [; e1 W& r* u' ? ρo—当t=0°时的极径,mm。2 X7 v, q1 _3 Q
实例
5 @, d2 C% ] [$ z3 E. H 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。 M5 t1 o2 n2 S8 j. B1 A0 q4 t
1.绘图2 P1 d; h7 F* c; d: u
1)作圆C1和C2
+ @3 U, \/ d! I! ^2 u 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。
# E4 u# v5 F, Q; u& o" b7 e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。2 o& h4 _% o( a9 q" O" H) B
2)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线+ V# F& _6 S8 q4 R4 K
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。! Z$ a( w# o; `. l U
(1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a) T9 O; k* I2 c& u B0 l
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+ c4 _9 l. J/ k+ j6 t% j
a=(12-10)÷90=0.02222mm/°
1 R. F! \' k8 a# K8 x (2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0
' q3 T( \ @" f5 F) AP1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
" _+ R6 Z/ ?- h9 s* W2 b (3)起始角和终止角1 _; X* ]7 s$ p3 g) G% P. K3 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°。( i6 G! Z% C9 z" G4 G
(4)绘图8 C$ p; `. I' [# V% M" ^
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。/ @( a; B3 N Z
3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线8 [1 p$ C& X" F$ P# ?% i: Q2 y+ ~
(1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a9 u' @& g( ~8 W/ 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
+ H1 o% I; w0 e- j& f1 Y; X2 o6 @ a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°9 T1 P# N5 v* M! K$ p7 _
(2)计算极角t=0°时的极径P0
* x/ d1 @# \. {5 {4 @ 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
i2 b% G% c1 M9 X8 ^' NP0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm
- n$ f: z. q7 l2 R; Y" o- G (3)起始角和终止角
$ P" n8 Y: h1 _8 v& 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°。; W" h# Q1 ^8 S5 P- ^
(4)绘图2 Z+ Y: k* v7 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。
& \& G/ r& T- U9 }; u! M+ I 4)作直线L1# U) T; C1 S" B5 l5 }- ]7 R
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。
1 z: ^3 H0 f+ L4 u% C" M8 v (5)作圆C1至直线L1上交点处R=1的过滤圆- F6 @ i" I0 \( |5 Q, s1 k" I5 O
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。
`5 n- b" M/ J4 r/ R2 f 2.裁剪2 z0 k0 g8 l! w$ ]
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 f: n0 X2 B5 W& E9 c( O 3.公式曲线对话框中“存储”、“提取”及“删除”按钮的用法
; V( O! @4 o l% t+ B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。
% k+ C* R, u6 M6 j1 v 8.2已知函数方程式的曲线
2 f1 I ], |0 G1 T" Q0 R 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, R# m; \$ `- D2 L! Y& j
1)绘图
2 q! u- } k$ o9 ^( P. M 1)作点P1与点P2之间的函数方程曲线
N& c3 I" L( `) Y8 T 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。+ n& M1 O% y9 ]6 C& c
2)绘图C1
; A# Q+ I! w- Z3 F: Q 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。, M. y, s( S2 ]1 Y" r# r
3)绘直线L1、L3及L5
0 _2 E7 r1 O3 s! T+ 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。. |1 Y$ z) x3 k& 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。
$ E/ \: h0 a1 q# u1 C& _7 ]8 E1 }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。7 B) ]7 @" u! i
4)绘直线L2及L4, o% l! Y' e& a
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
5 ?8 o' n) B7 n _0 i$ m 2)裁剪 O5 U+ b1 ?' L. _& X9 O8 U
裁剪去多余线段,就得到图8-4的图形。 |
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