evolvent是什麼意思,evolvent的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
n. 漸開線;漸伸線;切展線
例句
The gear profile was designed with ****** proximate drawing using proximate arcograph to instead of evolvent in the past.
齒輪齒形設計多采用簡易的近似劃法-用近似圓弧代替漸開線。
同義詞
n.|involute;漸開線;漸伸線;切展線
專業解析
evolvent 是一個數學和工程學(特别是機械工程)領域的專業術語,中文通常翻譯為漸開線 或漸伸線。它指的是一種特殊的平面曲線,其定義和性質如下:
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核心定義與幾何生成:
evolvent 是圓的漸開線的另一種稱呼。其幾何定義是:一條直線(發生線)沿着一個固定的圓(基圓)作純滾動時,該直線上任意一點的軌迹就是該圓的漸開線(evolvent)。簡單來說,想象一根緊繃的線纏繞在一個圓柱體(基圓)上,當線被拉直展開時,線上某一點所描繪出的路徑就是漸開線。
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關鍵數學性質:
- 法線性質:漸開線上任意一點的法線,必定與基圓相切。這是漸開線最重要的特性之一。
- 曲率中心:漸開線上任意一點的曲率中心,位于該點法線與基圓的切點上。
- 方程表示:在參數方程中,基圓半徑為 ( r_b ),漸開線上點的坐标 ((x, y)) 可以用參數 (theta)(發生線滾過的角度,即展角)表示:
$$
begin{cases}
x = r_b (costheta + theta sintheta)
y = r_b (sintheta - theta costheta)
end{cases}
$$
這個方程描述了點的運動軌迹。
-
主要應用場景:
- 齒輪齒廓:這是 evolvent 最廣為人知的應用。現代絕大多數齒輪的齒廓曲線都采用漸開線。這是因為漸開線齒輪具有一系列優點:
- 傳動平穩性:即使兩齒輪中心距有微小變化(制造、安裝誤差或熱膨脹),也能保持恒定的傳動比(速比),這是其他齒廓難以實現的。
- 加工簡便性:可以用直線齒廓的刀具(如滾刀、齒條刀)方便地加工出來。
- 受力均勻性:齒面間的力作用線方向恒定(沿法線方向),有利于傳動平穩和減少磨損。
- 凸輪設計:在某些特定類型的凸輪機構中,漸開線也被用作輪廓曲線。
- 數學研究:作為一類重要的平面曲線,在微分幾何等領域有其理論研究價值。
-
與“漸屈線”的關系:
evolvent 有時會與另一個概念 involute(漸屈線)混淆。它們是互為逆過程的關系:
- 漸開線 (Evolvent/Involute Curve):如前所述,是發生線在基圓上滾動時線上點的軌迹。
- 漸屈線 (Evolute):是某條曲線的曲率中心的軌迹。對于一條給定的漸開線,其漸屈線恰好就是生成它的那個基圓。反之,圓的漸開線是該圓的漸屈線。
總結來說,evolvent(漸開線)是一種由基圓通過純滾動直線生成的曲線,以其獨特的法線性質(恒切于基圓)為核心特征。它在機械工程,尤其是齒輪傳動設計中具有不可替代的核心地位,确保了傳動的平穩性、可靠性和制造的便利性。
參考資料來源:
- MIT OpenCourseWare - 機械設計基礎 (涵蓋齒輪原理與漸開線齒廓設計)
- 《機械原理》标準教材 (如西北工業大學、清華大學等編撰的權威教材,詳細闡述漸開線生成與齒輪應用)
- 《齒輪設計手冊》 (行業權威工具書,深入講解漸開線齒輪的設計、計算與制造)
- Wolfram MathWorld - Involute (提供漸開線的精确定義、數學方程和幾何性質描述)
- Encyclopedia Britannica - Involute (簡要介紹漸開線的數學概念及其在幾何學中的地位)
網絡擴展資料
evolvent 是一個數學和工程領域的專業術語,其含義及用法如下:
核心含義
- 中文釋義:漸開線、漸伸線或切展線。它描述一種幾何曲線,指某條曲線(稱為原曲線)的所有切線相交成直角時形成的軌迹。
- 英文對應:在機械工程中,常與involute 互換使用,但嚴格來說兩者略有差異。例如,漸開線齒輪的齒形設計多采用這種曲線。
幾何特性
- 生成方式:當一根繩子沿另一曲線(如圓)纏繞或展開時,繩端點的軌迹即為漸開線。
- 數學公式:以圓的漸開線為例,其參數方程為:
$$
x = r(costheta + thetasintheta)
y = r(sintheta - thetacostheta)
$$
其中 ( r ) 為基圓半徑,( theta ) 為展開角。
應用領域
- 機械工程:齒輪齒形設計的關鍵曲線,可減少摩擦并提高傳動效率。
- 自然現象:鷹嘴、鲨魚背鳍等生物形态中也能觀察到類似漸開線的結構。
補充信息
- 發音:英式發音為 /ɪˈvɒlvənt/,美式發音為 /ɪˈvɑːlvənt/。
- 詞源:源自拉丁語 evolvere(展開),與其動詞形式evolve(進化)相關,但語義已專業化。
如需進一步了解數學推導或工程案例,可參考機械設計手冊或幾何學教材。
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