evolvent是什么意思,evolvent的意思翻译、用法、同义词、例句
常用词典
n. 渐开线;渐伸线;切展线
例句
The gear profile was designed with ****** proximate drawing using proximate arcograph to instead of evolvent in the past.
齿轮齿形设计多采用简易的近似划法-用近似圆弧代替渐开线。
同义词
n.|involute;渐开线;渐伸线;切展线
专业解析
evolvent 是一个数学和工程学(特别是机械工程)领域的专业术语,中文通常翻译为渐开线 或渐伸线。它指的是一种特殊的平面曲线,其定义和性质如下:
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核心定义与几何生成:
evolvent 是圆的渐开线的另一种称呼。其几何定义是:一条直线(发生线)沿着一个固定的圆(基圆)作纯滚动时,该直线上任意一点的轨迹就是该圆的渐开线(evolvent)。简单来说,想象一根紧绷的线缠绕在一个圆柱体(基圆)上,当线被拉直展开时,线上某一点所描绘出的路径就是渐开线。
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关键数学性质:
- 法线性质:渐开线上任意一点的法线,必定与基圆相切。这是渐开线最重要的特性之一。
- 曲率中心:渐开线上任意一点的曲率中心,位于该点法线与基圆的切点上。
- 方程表示:在参数方程中,基圆半径为 ( r_b ),渐开线上点的坐标 ((x, y)) 可以用参数 (theta)(发生线滚过的角度,即展角)表示:
$$
begin{cases}
x = r_b (costheta + theta sintheta)
y = r_b (sintheta - theta costheta)
end{cases}
$$
这个方程描述了点的运动轨迹。
-
主要应用场景:
- 齿轮齿廓:这是 evolvent 最广为人知的应用。现代绝大多数齿轮的齿廓曲线都采用渐开线。这是因为渐开线齿轮具有一系列优点:
- 传动平稳性:即使两齿轮中心距有微小变化(制造、安装误差或热膨胀),也能保持恒定的传动比(速比),这是其他齿廓难以实现的。
- 加工简便性:可以用直线齿廓的刀具(如滚刀、齿条刀)方便地加工出来。
- 受力均匀性:齿面间的力作用线方向恒定(沿法线方向),有利于传动平稳和减少磨损。
- 凸轮设计:在某些特定类型的凸轮机构中,渐开线也被用作轮廓曲线。
- 数学研究:作为一类重要的平面曲线,在微分几何等领域有其理论研究价值。
-
与“渐屈线”的关系:
evolvent 有时会与另一个概念 involute(渐屈线)混淆。它们是互为逆过程的关系:
- 渐开线 (Evolvent/Involute Curve):如前所述,是发生线在基圆上滚动时线上点的轨迹。
- 渐屈线 (Evolute):是某条曲线的曲率中心的轨迹。对于一条给定的渐开线,其渐屈线恰好就是生成它的那个基圆。反之,圆的渐开线是该圆的渐屈线。
总结来说,evolvent(渐开线)是一种由基圆通过纯滚动直线生成的曲线,以其独特的法线性质(恒切于基圆)为核心特征。它在机械工程,尤其是齿轮传动设计中具有不可替代的核心地位,确保了传动的平稳性、可靠性和制造的便利性。
参考资料来源:
- MIT OpenCourseWare - 机械设计基础 (涵盖齿轮原理与渐开线齿廓设计)
- 《机械原理》标准教材 (如西北工业大学、清华大学等编撰的权威教材,详细阐述渐开线生成与齿轮应用)
- 《齿轮设计手册》 (行业权威工具书,深入讲解渐开线齿轮的设计、计算与制造)
- Wolfram MathWorld - Involute (提供渐开线的精确定义、数学方程和几何性质描述)
- Encyclopedia Britannica - Involute (简要介绍渐开线的数学概念及其在几何学中的地位)
网络扩展资料
evolvent 是一个数学和工程领域的专业术语,其含义及用法如下:
核心含义
- 中文释义:渐开线、渐伸线或切展线。它描述一种几何曲线,指某条曲线(称为原曲线)的所有切线相交成直角时形成的轨迹。
- 英文对应:在机械工程中,常与involute 互换使用,但严格来说两者略有差异。例如,渐开线齿轮的齿形设计多采用这种曲线。
几何特性
- 生成方式:当一根绳子沿另一曲线(如圆)缠绕或展开时,绳端点的轨迹即为渐开线。
- 数学公式:以圆的渐开线为例,其参数方程为:
$$
x = r(costheta + thetasintheta)
y = r(sintheta - thetacostheta)
$$
其中 ( r ) 为基圆半径,( theta ) 为展开角。
应用领域
- 机械工程:齿轮齿形设计的关键曲线,可减少摩擦并提高传动效率。
- 自然现象:鹰嘴、鲨鱼背鳍等生物形态中也能观察到类似渐开线的结构。
补充信息
- 发音:英式发音为 /ɪˈvɒlvənt/,美式发音为 /ɪˈvɑːlvənt/。
- 词源:源自拉丁语 evolvere(展开),与其动词形式evolve(进化)相关,但语义已专业化。
如需进一步了解数学推导或工程案例,可参考机械设计手册或几何学教材。
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