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渐开线

2022-07-12 17:17:16 百科资料

渐伸线(involute)(或称渐开线(evolent))和渐屈线(evolute)是曲线的微分几何上互为表里的概念。若曲线A是曲线B的渐伸线,曲线B是曲线A的渐屈线。在曲线上只有一条渐屈线。)

  • 中文名称 渐开线
  • 外文名称 involute
  • 所属领域 数学
  • 所属学科 几何学

解释

  将一个圆轴固定在一个平面上,轴上缠线,拉紧一个线头,让该线绕圆轴运动且始终与圆轴相切,那么线上一个定点在该平面上的轨迹就是渐开线。

  直线在圆上纯滚动时,直线上一点K的轨迹称为该圆的渐开线,该圆称为渐开线的基圆,直线称为渐开线的发生线。 渐开线的形状仅取决于基圆的大小,基圆越小,渐开线越弯曲;基圆越大,渐开线越平直;基圆为无穷大时,渐开线为斜直线。渐开线方程为:

  x=r×cos(θ+α)+(θ+αr×sin(θ+α)

  y=r×sin(θ+α)-(θ+αr×cos(θ+α)

渐开线画法

  z=0

  式中,r为基圆半径;θ为展角,其单位为弧度

  展角θ和压力角α之间的关系称为渐开线函数

  θ=inv(α)=tan(α)-α

  式中,inv为渐开线involute的缩写

画法

  已知圆的直径D,画渐开线的方法如图

  (1)将圆周分成若干等分(图中为12等分),将周长πD作相同等分;

  (2)过周长上各等分点作圆的切线;

  (3)在第一条切线上,自切点起量取周长的一个等分(πD/12)得点1;在第二条切线上,自切点起量取周长的两个等分(2xπD/12)得点2;依此类推得点3、4、……、12;

  (4)用曲线板光滑连接点1、2、3、……、12。即得圆的渐开线。

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