阿基米德螺旋

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范文一:阿基米德螺旋线

阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为

ρ=at+P0

式中:

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; t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;

ρo—当t=0°时的极径,mm。

实例

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。

1.绘图

1)作圆C1和C2

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。

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)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线

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。(1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a

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

a=(12-10)÷90=0.02222mm/°

(2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0

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

(3)起始角和终止角

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°。

(4)绘图

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。

3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线

(1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a

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

a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°

(2)计算极角t=0°时的极径P0

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

P0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm

(3)起始角和终止角

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°。

(4)绘图

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。

4)作直线L1

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。

(5)作圆C1至直线L1上交点处R=1的过滤圆

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。

2.裁剪

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。

3.公式曲线对话框中“存储”、“提取”及“删除”按钮的用法

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。

已知函数方程式的曲线

图中的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

1)绘图

1)作点P1与点P2之间的函数方程曲线

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。

2)绘图C1

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。

3)绘直线L1、L3及L5

用角度线(0°)作出直线L3,再将L3平移两次而得直线L1及L5。

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。

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。

4)绘直线L2及L4

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

2)裁剪

裁剪去多余线段,就得到图形。

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范文二:阿基米德螺旋线

8.1阿基米德螺旋线

阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为

ρ=at+P0

式中:

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; t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;

ρo—当t=0°时的极径,mm。

实例

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。

1.绘图

1)作圆C1和C2

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。

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)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线

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。

(1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a

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

a=(12-10)÷90=0.02222mm/°

(2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0

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

(3)起始角和终止角

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°。

(4)绘图

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。

3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线

(1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a

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

a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°

(2)计算极角t=0°时的极径P0

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

P0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm

(3)起始角和终止角

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°。

(4)绘图

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。

4)作直线L1

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。

(5)作圆C1至直线L1上交点处R=1的过滤圆

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。

2.裁剪

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。

3.公式曲线对话框中“存储”、“提取”及“删除”按钮的用法

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。

8.2已知函数方程式的曲线

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

1)绘图

1)作点P1与点P2之间的函数方程曲线

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。

2)绘图C1

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。

3)绘直线L1、L3及L5

用角度线(0°)作出直线L3,再将L3平移两次而得直线L1及L5。

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。

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。

4)绘直线L2及L4

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

2)裁剪

裁剪去多余线段,就得到图8-4的图形。

阅读详情:http://www.wenku1.com/news/A355D806843AD948.html

范文三:阿基米德螺旋线

阿基米德螺旋线

阿基米德螺旋线的标准极坐标方程为

ρ=at+P0

式中:

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; t—极角,单位为度,表示阿基米德螺旋线转过的总度数;

ρo—当t=0°时的极径,mm。

实例

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。

1.绘图

1)作圆C1和C2

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。

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)作点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线

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。

(1)计算点P1和点P2之间的阿基米德螺旋线系数a

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

a=(12-10)÷90=0.02222mm/°

(2)计算当极角t=0°(即X轴正向)时的极径P0

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

(3)起始角和终止角

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°。

(4)绘图

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。

3)作点P3至点P4之间的另一段阿基米德螺旋线

(1)计算点P1至点P2之间的阿基米德螺旋线系数a

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

a=(15-12)÷45=0.0666666mm/°

(2)计算极角t=0°时的极径P0

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

P0=12-45°×a=12-45°×0.0666666=9mm

(3)起始角和终止角

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°。

======================================================================

(4)绘图

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。

4)作直线L1

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。

(5)作圆C1至直线L1上交点处R=1的过滤圆

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。

2.裁剪

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。

3.公式曲线对话框中“存储”、“提取”及“删除”按钮的用法

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。

已知函数方程式的曲线

图中的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

1)绘图

1)作点P1与点P2之间的函数方程曲线

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。

2)绘图C1

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。

3)绘直线L1、L3及L5

用角度线(0°)作出直线L3,再将L3平移两次而得直线L1及L5。

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。

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。

4)绘直线L2及L4

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

2)裁剪

裁剪去多余线段,就得到图形

阅读详情:http://www.wenku1.com/news/31D0351D73BB7601.html

范文四:阿基米德螺旋曲线算法

// ysstme ehaderfi esl

#ncliude sh

#inlude

/ R/C4The adref le

#incliue "drc4itplmh"

s.rutctp lyoong{

horstx av, yvla;l}

;

defi#e n R(00200)

opylongs uqrae[ =

]

-{,R R,

-R- ,R,R,

R,R,

-R, -R,

-R

;}

po

ygon trlainlge[] {=

-,R ,0

, 0R,0, R

,

-, R0

};

#efidn POLYGeNSOZIEf(iuger) (sizof(fegurie/si)zoefpolyg(no))

vo

id ErorMressgae(hsrotError Code;)vo

d idaw(ropygonl fi*ugre,un signe dszei;)

viodm ina(voi *d, oivd*)

{

hostr E rorrodeC;

printf(Po"yglonMa kinr wgti ha OC2l saer\nn\";)

/

/Ini taiizel

ErrrCooe d lo=adc_roretioc_nilef"co(_1tro.1tcb,

1," // t able #1 ;si used b ydeaflut

.10 1,0. , // sc la efatcor0

.0 , // orttainoin d egeers,co nteurcolcwike

s.0, 0.00) //; ofseft ni btis

f(iErorCrdoe){

print("foCrreciton filelo adign eror:r") ;

ErroreMsages(rrorCoEde;)

rteur;n

}

ErroCrdo =elo adprog_rmafil_(eRT"4D2Ch.xe";)

ifErr(roode) C{pr

ntif"Prog(ram fliel aoding error ":);

ErorrMsesge(ErraroCoed;

)reutn;

r}

setl_searm_oed();0 // CO2m de soleectde

es_standty(1b0*8, 0 // ahlf o tfh stenadbyp reod in 1/8i mirocseocds

n);8 / /p uselwi tdhi 1n/ m8ircoesoncsd

//T iinmg, elayda dn spede prseets

testa_trli_st()1;

estlaser__itimg(100,n / ha/f oflt h elsae rsinal gpreoid50

5,,0 / /pu le siwthsd f sogianl LAsSRE a1d LnSER2

A); 0 / /imtebas ; 0 ecorrepsndso t o1 micosecondr./

O/hetrwis,ethe ime btae sis 18 microse/ocnd.ss

ets_cnaernd_eaysl(52, / /j mu pdley ina1 mic0osercons

10, d / m/rk daelya ni 0 1mcrioescnosd

5; ) //p lyoog nelad yni10 micrsecoonsds

t_lesaer_edlay(1s00 , // l sae onr elay dnimic roscondes100);

/ l/ser aff doeayl i micnorescndos

et_sjmups_eepd1(00.0)0; / /ujp mpese dinb ts ier mplliseciodns

se_tamrk_spede25(0.);0 // makinr spegedin ibs tpr emilliecsndos

setend__fol_sit);

(eecxue_tislt1)(;

// rawD

drwa(sqaue, rPLOGYNSIZEO(qusrae);)

rdwatri(aglne,PO YGLOSINZ(Etriagnl))e;

/

/F iisnh

rpntfi("Finihsed- rpsesany k e tyo etminaret ");while

(k!bht()i ;)(v

od)geicth()

p;rnti(f\n");"

erutrn;}

// radw

/

/// D secrpition:/

/

/ Fu/cntin "dora" wtrnasersfth sepcifeei dfiurge t tohe RCT and 4niokve

/s/ hte TC4Rto ma k rhtt aifuge,rwhen teht ranfes is rinfshied ".radw "wats

/i / s loang a sth eamrikgno fa prev ousiyl tanrferre fidgueri fsnishedib fore

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//.

//

// aPamreet r M enani

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/// igurf e oPniertt aopol gonya rayr

// T he

firs tleeemt no fhat tarar spyciefesit e fhist roclaiotn

/ / fomrwhe r teehf igur will eebm aredkun iltt e lasht olcaiotn,//

w hihcis pecsfiedi b yhe last atrayrel ment.e/

// / sze i Aounmtof poygoln shte oplgynoar rya contains

/ / nI asec "szei"e qulas ,0 ht efuctionni mmdeiatel yetrruns

// iwhout drtawig a lnni.

e/

/// C omemnt

/ / his fTuntcinod monstretaset e uhagseo a sifglen list. Usignl sit1 onyl//

eanm tsha touyca nu tliie thz espcaeof b tohl sis,twhich euqla s0080 etniesr

// t tolay.l/

/// NTOE

// Mak sere uhatt"s iz"e si msllera hta n0800.

oid vrdwapol(gony f*iuge,ru sngnie dizs)e{

unisgedn hors tbusy ,p ostiion

;usinngde i;

if(

siz) e

{do

{ge_statts(ub&usy, po&stiino);

} whle(ibsu)y;

//O lny u,s liets1 w,hich cn halodup to 8000e nriets

se_sttra_tilts1);

j(upm_ba(fsiuger->xalv, fguir->eyval)

fo;r( = 0i ,fiuger+; i +

mrka_bs(figaur-ex>av, filureg>y-val;)s

et_edno__flist()

e;excue_ltsti();

}1

}

阅读详情:http://www.wenku1.com/news/C14CC52DAC98ED2A.html

范文五:阿基米德螺旋线研究

阿基米德基体方程:

T=[0,1]

r=10*(1+t)

x=r*cos(t*360)

y=r*sin(t*360)

z=0

应用:比如现在要绘制195mm的最大外径,螺旋间距为10mm

则方程可以书写为:

r=10*(1+18.5*t)

x=r*cos(t*360*19.5)= 10*(1+18.5*t) *cos(t*360*19.5)

y=r*sin(t*360*19.5)= 10*(1+18.5*t) *sin(t*360*19.5)

z=0

同理:比如现在要绘制最大外径135mm,螺旋间距为2mm

则可书写为:

r=2*(1+66.5*t)

x=r*cos(t*360*67.5)= 10*(1+66.5*t) *cos(t*360*67.5)

y=r*sin(t*360*67.5)= 10*(1+66.5*t) *sin(t*360*67.5)

z=0

故而数学通式如下:D,a分别表示最大外径和间距

r=a*(1+()*t)

x=r*cos(t*360*)= a*(1+()*t) *cos(t*360*)

y=r*sin(t*360*)= a*(1+()*t) *sin(t*360*)

z=0

proe通式:

D= /*最大外径*/

a= /*螺旋间距*/

r=a*(1+(D/a-1)*t)

x=r*cos(t*360*D/a) /*[ = a*(1+(D/a-1)*t) *cos(t*360*D/a)]*/

y=r*sin(t*360*D/a) /*[ = a*(1+(D/a-1)*t) *sin(t*360*D/a)]*/如果是反向螺旋的话,y为相反数;或者x为相反数*/

z=0

阅读详情:http://www.wenku1.com/news/347A45C5CC14212D.html

范文六:阿基米德螺旋线宏程序

真正的阿基米德螺旋线宏程序

#3=10(螺距)

#4=100(最大直径)#5=200(f)

5 To6nM1{$HC

3 &PW0K8h4Q0}%*G

G54G90G00G43H01Z100 M03S2000

Z3

8 H66Z7A0_5# W4 ST%F#&&A%G01Z-2F#5 #100=#3/360

N1#1=#1+#100

#2=#2+1IF[#1GE#4]GOTO2 #101=#1*COS[#2] #102=#1*SIN[#2] G1X#101Y#102

{!4ku4WT

GOTO1

N2G00Z100 M30

6 V3b1B1v}2g%Wm圆弧表面车螺纹

M3S3350T101 #1=30

N1G0G99X#1

W9yVV4+%_{-7h6Zy33 *uFGE:y

Z2.5

G32Z0.F2.5

$ $n(Bg6Y3@3 8M

G3U5.Z-30.R200.F2.5 G2U5.Z-60.R200.F2.5 G1W-5.F2.5

9 {%8m2C%YZyp

G0X60.

Z2.5

7 b08$HZ#B

#1=#1-0.5

IF[#1GE27.5]GOTO1

D#^#VD&H^*y&Vb9

# T0$_QhpG0X100M5

.Z100.

{E19Vv*1$ S}D$CF{:E

M30

现把公司铣矩形的宏程式给大家分享下,个人感觉蛮好用的,

格式:G120 X---Y---D---Z---R---U---V---B--Q--C--F---

X:为长y:为宽

5 ~qL&4$x7b&U%$m%3 d1Nv#5X%HF+

Z:安全高度

R:旋转角度 U:铣的方向

4 M6S%n

V:矩形4角铣个V大小的,避空

F:进给

&@v*+~

D:刀补

B:下刀深度 Q:下刀量

r,u v ,b,c可以不用。

~h$3MW#现在有个问题,用G120时只能是铣外形,当矩形大小一边小于刀的2个直径,可以用它来

挖槽,大于2个刀的直径时,它只在边上铣,不能用于挖槽,因为最后收刀时它会回到中间去,我现在想让它铣大于2个刀具直径的矩形,不铣穿,挖槽加工,

O9017(G120' H.I.J.K. M VOL6 V) #120=#0

k8&GP#9y

#121=#0

$ BY$dCRH

#122=#0

#123=#0 #124=#0 #130=#0

+ {0@08e7#y47Vb5T3 ^%F$u#1m#131=#0 #132=#0

+ EP${3T

#133=#0

#134=#0

L%g0v5S3D

#140=#0

8 W9B81@#~7A0

#141=#0

#142=#0

7 HP7 xv1 Lyv3wE#143=#0

#147=#0

9 4GVR4Lk

u(Nh91z$h}"Mxh

#149=#0 #144=#0

@$G_2#T3nh$P

#145=#0

#146=#0

IF[#19NE#0]GOTO1

3 q@GUw6h5Q+ AM%b3#F&u_K

%XO3^5%OF2h9b%z*Qk36q

#19=#3

V7O#^4W&L{nUF8}$O

N1#103=#3

IF[#22EQ#0]GOTO2

#103=FUP[#22/1.42*200]/100 #3=-#22

N2IF[#23NE#0]GOTO3

vm&dXm~N0D

5 h{0*20b

9R+~E*Q2{

#23=0.8

N3IF[#7NE#0]GOTO8

L3a2%F@1y

BQ+0%k4#7=1

N8IF[ABS[#3]GT#[2000+#7]]GOTO6 #3=#0

4 uT78*Nx&0Xd2d

#103=#0

N6IF[#19LT#[2000+#7]]THEN#19=#0 IF[#19EQ#0]THEN#1=#0

IF[[#3EQ#0]AND[#19EQ#0]]GOTO4 IF[#4NE#0]THEN#144=ADP[#4] IF[#5NE#0]THEN#145=ADP[#5]

5 O+63{5R84B3IF[#6NE#0]THEN#146=ADP[#6] IF[#11NE#0]THEN#141=ADP[#11]

#120=#141-FIX[#141/2]*2(HIJK 1 OR 2) #121=FIX[#141/2]+FIX[#144/2]

X*%YL

O60d0v81B{$Hv

#122=#144-FIX[#144/2]*2

o#yu1}B*Dx3

#122=#122+#145-FIX[#145/2]*2

#123=FIX[#145/2]+FIX[#146/2] #124=#146-FIX[#146/2]*2

#130=FUP[#141/2]

5N9${2uA5

#131=#130+FUP[#144/2]

#132=FUP[#144/2]+FUP[#145/2] #133=FUP[#145/2]+FUP[#146/2] #134=FUP[#146/2]

3yN$$AR&O

#140=FIX[#141/2]

#149=#141-FIX[#141/2]*2+#144-FIX[#144/2]*2 #142=FIX[#144/2]+FIX[#145/2]

#143=#145-FIX[#145/2]*2+#146-FIX[#146/2]*2

c!_0%nTF*N_#147=FIX[#146/2]

#120=#120*#19*2-#130*#3-#140*#1

#121=#121*#19*2-#131*#3-#149*#1

@xZy#122=#122*#19*2-#132*#3-#142*#1

#123=#123*#19*2-#133*#3-#143*#1

_L0q#4wR408x

#124=#124*#19*2-#134*#3-#147*#1

N4IF[#9NE#0]GOTO5

#1{&25A

X14{7#9=100

N5#101=#24/2 #102=#25/2

n2#x4#Cc*d

Z38C#Y0*V*o11#105=#4001

7Y?61Xm8v!q3Z

#106=#4003

@63 p81xx#Z2@1S

#107=#102*#23

#108=#102-#107 #109=#101-#103 #110=#102-#103

B8{+ #KR6q2o*UN1YB#112=0

#113=0

$ d0m5 o1Q&Y595?0Bo2M

2 Eo^$N&A{-1V

IF[#2EQ#0]GOTO12

IF[#17NE#0]GOTO10 #17=10.

1gxC5Cv

N10IF[#2GT#17]GOTO11

#17=#2

N11#117=#17

#111=#17/[#24+#25-#103*4]/4*[#24-#103*2] #111=FIX[#111*100] #111=#111/100

9 BF6hPE7+ M" ~5^*+ %Ao1#9~*hX9Hq1Py*u9KP43x$o

#113=FIX[#2/#117] N12#127=#26-#8

IF[#18NE#0]GOTO13

u5O2&vyE

#18=0

N13IF[#101GT#107]GOTO14

NEN+Q6+~

#3000=1

N14IF[#21NE#0]GOTO100 G91M3

G00Z-#127

G01G41D#7X-#107Y-#108F#9 G03X#107Y-#107R#107Z-#8 IF[#2NE#0]GOTO20

" CO03h6X%a2 QL7@0SNL&g9Wu1EHb%@77_8UX#

N15#117=0#111=0

yK2@J*C7TU

u}u%O18U&pC%T(

N20DO1

G01X[#109-#120]Z-#111 IF[#141EQ#0]GOTO22 IF[#141EQ1.]GOTO21 G03Y[#19*2]R#19

5 z!ZD4 v

IF[#1EQ#0]GOTO23

G01X-#1

" M6C1Q+u

T2~2UT4Gv8o*C%FC

GOTO23

N21IF[#1EQ#0]GOTO26Y-#1

N26G03X[#19*2]R#19 GOTO23

Q%O_51n#4B9y

%_*B8P3So&DR3

N22IF[#103EQ#0]GOTO23 G03X#103Y#103R#3

N23G01Y[2*#110-#121]Z-[#117/2-#111*2]

IF[#144EQ#0]GOTO25 IF[#144EQ1.]GOTO24 IF[#1EQ#0]GOTO27

Agg0*P

X#1

N27G03Y[#19*2]R#19 GOTO30

N24G03X-[#19*2]R#19 IF[#1EQ#0]GOTO30

%TY8y1Yu1p

G01Y-#1

GOTO30

T2 ~7+y&D9

N25IF[#103EQ#0]GOTO30

G03X-#103Y#103R#3

N30G01X-[2*#109-#122]Z-[#111*2]IF[#145EQ#0]GOTO32 IF[#145EQ1.]GOTO31

#6Hy0LF5Yv6n@%2

G03Y-[#19*2]R#19

IF[#1EQ#0]GOTO33

H&&Tqk

G01X#1 GOTO33

P#b6o2W8u5N31IF[#1EQ#0]GOTO36

Y#1

N36G03X-[#19*2]R#19

" XLd$A6Sq

&D^6G1^P4u9

N32IF[#103EQ#0]GOTO33 G03X-#103Y-#103R#3 N33G01Y-[2*#110-#123]Z-[#117/2-#111*2] IF[#146EQ#0]GOTO35

E#_4~h+M+Bk@A9$V#M+4 *KG1y3AB0qC9Pdm*5m&~g+b~F:

IF[#146EQ1.]GOTO34

@*3QmqIF[#1EQ#0]GOTO37 X-#1

N37G03Y-[#19*2]R#19

@1%U90SN

GOTO40

X#GwY6xMn

N34G03X[#19*2]R#19 IF[#1EQ#0]GOTO40

%&S8p&a$q

u+8d$L$Yb3G01Y#1

GOTO40

+*o+ &hv6~uQN35IF[#103EQ#0]GOTO40

G03X#103Y-#103R#3

c*14n(@5 8E"v7~1L2V

N40G01X[#109-#124]Z-#111 #112=#112+1.

IF[#111EQ0]GOTO42

7 y8v9x5wIF[#113EQ#112]GOTO41

3 K6U}DC8#W*A

IF[#113LE#112]GOTO15

END1

N41IF[#2EQ#113*#17]GOTO15

#111=[#2-#113*#17]/[#24+#25-#103*4]*[#24-#103*2]/4 #111=FIX[#111*100]

9 ~2Bm*g3hB8h8E

Z%N&S&b

#111=#111/100

#117=#2-#113*#17 GOTO20

N42G03X#107Y#107R#107 G01G40X-#107Y#108

}4h#+~^6 Gk9m#3VE

G00Z[#26+#2]

IF[#18EQ#0]GOTO43G69

N43G#105G#106

4 ~4n+NLqx

d+U3Q#G05u9&b~

IF[#21EQ#0]GOTO110

N100(HORIKOMI UPPER) (G21) G91M3 G68R#18

+ W0*0S

G00Z-#127

s2u3OZ5oD5

G01G42D#7X#107Y-#108F#9 G02X-#107Y-#107R#107Z-#8

IF[#2NE#0]GOTO102 N101#117=0

8b37y8K&qT

* 7m%~*wL3*{OY

N102DO2

G01X[-#109+#120]Z-#111 IF[#141EQ#0]GOTO122 IF[#141EQ1.]GOTO121 G02Y[#19*2]R#19 IF[#1EQ#0]GOTO103 G01X#1 GOTO103

N121IF[#1EQ#0]GOTO126 Y-#1

N126G02X-[#19*2]R#19

3#o$TS2^K

GOTO103

N122IF[#103EQ#0]GOTO103

0 qa$Gvm1 G02X-#103Y#103R#3

N103G01Y[2*#110-#121]Z-[#117/2-#111*2]

9 Q4AC9N

IF[#144EQ#0]GOTO125

IF[#144EQ1.]GOTO124 IF[#1EQ#0]GOTO127

LW7 ZHG$

F$40Nb12{+YXZ2

X-#1

%p+Gu7k%47n

5 @3k2w7n4Om

N127G02Y[#19*2]R#19

* n$}%ho%%OU

GOTO104

N124G02X[#19*2]R#19 IF[#1EQ#0]GOTO104 G01Y-#1

{7g&w%^UB+O

p3P:Q5wb8&p4n

7YS9DC1GOTO104

N125IF[#103EQ#0]GOTO104

5 TTWx"dF4O~+

B3AXh*

G02X#103Y#103R#3

N104G01X[2*#109-#122]Z-[#111*2]IF[#145EQ#0]GOTO132

#9y39}8 h&yVd#32%SbKT*

IF[#145EQ1.]GOTO131

G02Y-[#19*2]R#19 IF[#1EQ#0]GOTO105G01X-1

+T/VX#M%NV8O3u80o8B%G5{W9g

GOTO105

N131IF[#1EQ#0]GOTO136 Y#1

N136G02X[#19*2]R#19 GOTO105

" %Dd)*v2q6N132IF[#103EQ#0]GOTO105 G02X#103Y-#103R#3

?$n7Z7R+U9u$L no

0E68H7q2?9w

N105G01Y[-2*#110+#123]Z-[#117/2-#111*2]

IF[#146EQ#0]GOTO135 IF[#146EQ1.]GOTO134

%VN+_28p^&D^7

IF[#1EQ#0]GOTO137

~57}+ Pn8$_

X#1

N137G02Y-[#19*2]R#19 GOTO106

N134G02X-[#19*2]R#19

T1{S+Z4m2G

" 5g2dA}2IF[#1EQ#0]GOTO106 G01Y#1

1 S0~2{O3{53nGOTO106

N135IF[#103EQ#0]GOTO106

# dC6#P!p1G02X-#103Y-#103R#3

N106G01X[-#109+#124]Z-#111

#112=#112+1.

0 ZUq4v

pD6B%@5 Rn9C

IF[#111EQ0]GOTO108

IF[#113EQ#112]GOTO107

Zgq$6R&Ae*~

IF[#113LE#112]GOTO101

END2

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范文七:阿基米德螺旋线与对数螺旋线1212

母线在绕轴线做匀速圆周运动的同时,做匀速或变速轴向运动,母线的运动轨迹形成等螺距或变螺距螺旋面。

螺旋面与同轴的圆柱面或同轴圆锥面的交线,称为圆柱螺线或圆锥螺线。[4] 混凝土搅拌车中常用的螺旋线是直纹正螺旋面和直纹斜螺旋面。 直纹:母线为直线。

正螺旋和斜螺旋:母线与轴线垂直或斜交。 螺旋角

螺旋线上某点(取正对着的那一点)的切线与圆柱面或圆锥面的母线之间的夹角称为螺旋角,一般用表示[6]

升角

螺旋线上某点(取正对着的那一点)的切线与通过该点的圆柱截面在该点的切线之间的夹角,称为螺旋升角,简称升角,常用表示[6]

90

相当于在圆柱面上有一张白纸,并转动,铅笔紧靠白纸,并作轴向运动,形成的轨迹,称为螺旋线。把白纸展开,即可得螺旋升角。

图片来自文献[15]

阿基米德螺旋线:螺距相等的螺旋线。

既做匀速转动又做等速直线运动(两速度要同步),而形成的轨迹,称为“阿基米德螺旋”,又称等螺距螺线。[8]圆锥的阿基米德螺线的螺旋角是变化的。[6]

如果选用阿基米德螺线,在筒体的几何参数和螺旋角选定的情况下,螺旋角是从圆锥小端至圆锥大端递增的

对数螺旋线:

对数螺旋线又称等角螺旋线或等升角螺旋线或等螺旋角螺旋线,其螺距是变化的。[6] 如果选择对数螺线,在筒体的几何参数和螺旋角选定的情况下,螺距是随各截面处直径的变化而成正比变化的,这时的螺旋角可以设计为不变。

阿基米德螺旋叶片螺距相等,但是螺旋角不等; 对数螺旋叶片的螺距不相等,但是螺旋角相等。

螺旋角越大,升角就越小,搅拌性能就越差,出料性能越好; 螺旋角越小,升角就越大,搅拌性能就越好,出料性能越差。 搅拌性性能差,容易离析

所以罐车的两头的螺旋角大,中间的螺旋角小。

面积元对地的最大倾斜线用S表示;对地倾斜角

螺旋线的切线用表示;对地倾斜角;螺旋面的母线用n表示;对地倾斜角

n

图片来自文献4,注意出料方向

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范文八:一种新型的低剖面阿基米德螺旋天线

第30卷 第3期2009年9月

制 导 与 引 信

GUIDANCE&FUZE

Vol.30No.3

Sep.2009

文章编号:167120576(2009)0320028204

一种新型的低剖面阿基米德螺旋天线

李伟忠, 杨 刚

(中国人民解放军海军驻上海地区航天系统军事代表室,上海200090)

摘 要:采用光子晶体取代传统金属反射腔作为反射面,设计了一种新型的低剖面阿基米德螺旋天线,运用AnsoftHFSS软件进行仿真计算,仿真结果与实验数据吻合,在有效的工

作带宽内,该类天线的性能得到了改善,并介绍了扩展该类天线工作带宽的两种方法。

关键词:螺旋天线;光子;晶体;周期结构;频率选择性中图分类号:TN823.31      文献标识码:A

ANewLowProfileArchimedeanSpiralAntenna

LIWei2zhong, YANGGang

(TheNavyofMilitaryRepresentativeOfficeinSASTofPLA,Shanghai200090,China)  Abstract:AnewlowprofileArchimedeanspiralantennaisstudiedinwhichPBGstruc2turereplacesconventionalmetalliccavityasareflectortogetunidirectionalbeam.ThroughsimulationbyAnsoftHFSSandexperiments,thesimulationresultandexperimentdataareinconcordance.Theantennaperformanceisimprovedintheeffectiveoperationalfrequencyband.TwomethodsofincreasingthebandwidthofthecombinedlowprofilespiralantennaandPBGstructurearealsointroduced.

Keywords:spiralantenna;photon;crystal;periodicstructure;frequencyselection

德螺旋天线,由于反射腔的固定长度改变了螺旋

0 引言

阿基米德螺旋天线是一种超宽频带天线,具有天线尺寸小、相位一致性及稳定性好等优点。为了获得单向辐射,工程上可采用背腔式阿基米

收稿日期:2009-03-16

作者简介:李伟忠(1968-),男,工程师;杨 刚(1962-),男,工程师,均从事天线技术的研究。

天线的非频变特性,需要在反射腔内加吸收材料来减小谐振效应,但吸收材料的引入导致天线产品的增益降低,且在整个频段范围内,天线增益值起伏较大。为了克服上述问题,可以采用光子晶体作为基板取代反射腔,利用光子晶体的频率选择性和零反射相位的特点,设计一种新型的低剖面阿基米德螺旋天线[1,2]。

1 光子晶体的简介

近几年,光子晶体引起了人们的广泛关注,这种新型微波功能材料采用一种介质在另一种介质中周期排列所组成的周期结构,能够产生光子带隙(PhotonicBandGap,以下简称PBG)结构[3]。这种光子带隙结构具有独特的频率选择特性,因此被介质包围的由一维、二维或三维周期性单元组成的光子带隙材料可以阻止电磁波在某个方向上或所有方向上的传播。如果,将PBG结构用于集成电路和天线的设计,就可以有效减小交叉干扰、抑制表面波,抑制功率放大器、滤波器的高次谐波,提高天线的增益,改变天线的辐射特性和改善电路性能[4]。电导体天线反射面除半波损失、传播表面波等缺陷外,(切向)反射波与入射波相位还相差π。为了取得同相,必须使天线与反射面的距离保持λ/4。光子晶体取代金属板作为反射面,就克服了电导体天线反射面的缺陷,而且由于光子晶体频率选择性和零相位反射的特点,真正实现了螺旋天线的非频变特性,这是一种性能非常高的新型低剖面天线[5]。

典型的图钉结构高阻表面,如图1(a)所示。这种结构由一层方形的金属突起物在平面上周期排列形成,每个正方形的正中都有一个竖直的金属孔与底层的金属板相连通,在顶层与底层的连续层间是均匀连续的电介质。与图钉周期结构相对应的光子晶体基板周期单元示意图,如图1(b)所示。下面将采用这种光子晶体基板作为反射面,设计出一种新型的低剖面阿基米德螺旋天线

(a)

图钉结构高阻表面示意图

(b)光子晶体基板周期单元示意图

图1 图钉结构高阻表面及周期单元示意图

2 光子晶体谐振频率的仿真

采用AnsoftHFSS仿真的模型如图2(a)所示,仿真结果如图2(b)所示

(a)

仿真模型

(b)仿真结果图2 光子晶体仿真模型与仿真结果

仿真得光子晶体带隙的中心频率约为5.8GHz。

3 低剖面阿基米德螺旋天线的设计

和仿真

螺旋天线外径C≈1.36λ0,放置在离光子晶

体板约0.1波长的位置,光子带隙平面螺旋天线

的仿真示意图如图3所示。加上螺旋天线后,组合的谐振频率约为5.6GHz,带宽约为1GHz。谐振频率稍稍降低,所以设计天线时要微调光子晶体单元的各参数,以达到所需要的性能

。图3 低剖面天线示意图

低剖面阿基米德螺旋天线增益方向图的仿真

结果如图4(a)所示,天线增益约为8.7dB,后瓣为-23dB。新型低剖面阿基米德螺旋天线仿真结果与测试结果的比较如图4(b)所示,测试结果与仿真结果基本吻合

(a)

增益方向图仿真结果

———测试  2222仿真

(b)仿真结果与测试结果的比较

图4 新型低剖面螺旋天线的仿真结果与测试结果

分析整理测试结果:在约1GHz的工作频带内(中心频率约20%的带宽),天线的驻波小于2,半功率波瓣宽度在70°左右,圆极化增益达7dB以上。与传统背腔式阿基米德螺旋天线的测试结果相比,在该频点天线增益提高了2dB,频带内天线增益明显提高,后瓣明显降低,天线的性能得到了改善。

4 实现超宽带的两种方法

光子晶体是周期介质结构,会呈现某些频段内的阻带特性。虽然使用光子晶体取代传统的介质板或反射板,天线的性能得到了改善,但是天线的工作带宽受光子晶体阻带限制。阿基米德螺旋天线是能够实现超宽带的,扩展低剖面螺旋天线工作带宽的关键在于光子晶体基板的宽带实现。4.1 利用可调谐光子晶体基板扩展工作带宽

一些工程应用中允许天线通过窄带天线在较宽的频带内连续可调实现宽频带覆盖。本文的天线结构可以通过改变介质层(使用铁氧体等)或改变光子晶体表面电容来调整光子晶体基板表面波带隙,从而实现超宽带性能。图5为可调谐光子晶体基板的物理模型。将变容二极管集成到光子晶体表面单元之间,变容二极管的可变电容与FSS层的内在电容并联,通过调整二极管的电容实现可调谐的光子晶体基板

图5 可调谐光子晶体基板的物理模型

为了减少单位面积变容二极管的数量,减少

费用、重量和复杂程度,可以每隔一行一列或可以跳跃两行甚至多行来集成二极管,只要二极管间的间距小于自由空间波长的四分之一[6]。

随着变容二极管偏压的改变,光子晶体的阻带也随之改变,在阻带范围内天线的增益、驻波等性能稳定。通过调谐能使基于光子晶体的平面螺旋天线达到3∶1的工作带宽。

4.2 利用定制的非均匀光子晶体扩展工作带宽

为了实现天线的超宽带性能需要设计能够覆盖更宽频段的基板。但目前为止,单一的光子晶体结构还不能覆盖较宽的工作带宽

[7]

由于阿基米德螺旋天线的有效工作区在螺旋壁周长为一个波长附近的区域,是按一定规律变化的,所以可以在对应的有效工作区设计相应工作频段的光子晶体周期结构,使光子晶体的阻带与对应有效工作区的工作频率相一致。这种宽带实现的关键在于,在天线系统中用作基板的多重定制非均匀光子晶体要准确设计。每个定制的光子晶体设计在一个特定的工作频段。分别加工后,多重光子晶体组合在一起形成一个阻带随位置按一定规律变化的光子晶体基板。

图6为制作成同心圆环形式的光子晶体基板示意图。图中,光子晶体基板由三个工作在不同工作频段的光子晶体a、b、c组合而成。设计好的光子晶体系统能在较宽的工作频带内工作,比如45MHz~20GHz可以设计13个定制的光子晶体组成多重的光子晶体系统

图6 制作成同心圆环形式的光子晶体基板示意图

5 结论

光子晶体作为一种新型的微波材料,为小型高效微波系统的设计提供全新的思路。将光子晶体应用于平面螺旋天线,能得到高增益、低后瓣、

小型化的宽频带天线。但新型低剖面螺旋天线的工作带宽受光子晶体基板阻带带宽的限制,不能达到螺旋天线的超宽带性能,本文提出了实现超宽带的两种方法,研究工作正在进行。参考文献

[1] HNakano,MIkeda,KHitosugi,etc.ASpiralAn2

tennaBackedbyanElectromagneticBand2gapMate2rial[J].IEEEAP2SInt.Symp.,2003,4(6):4822485.

[2] WarrenL.Stutzman.AntennaTheoryandDesign

[M].NewYork:JOHNWILEY&SONS,INC.1998.

[3] SergioClavijo,RodolfoE.Díaz,WilliamE.McK2

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CharacterizationsoftheEBGGroundPlaneforLowProfileWireAntennaApplications[J].IEEEAP,2003,51(10):269122703.

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范文九:一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线

第3 2卷

第 9期

现 代 雷 达

Mo r Ra a   den  d r

Vo . 2 No 9 13   .  S p.2 0 e 01

21 0 0年 9月

天 馈 伺 系统 ・

中 分类 T8 + 1 图 号: 2 .  N3 3

文 标志 A 献 码:

文 编 14 7 921 0—0 —3 章 号:0—8 { 0 9 0 7 0 0 5 0} 6

种 新 型 曲折臂 阿基 米 德 螺 旋 天 线

王亚伟 , 王光明 , 张晨新 , 俞忠武

( 空军工程 大 学导 弹学 院 , 陕 西 三原 730 )   180

摘要 : 出了一种新型 曲折臂阿基米德螺旋天线结构——正 弦波 曲折臂 阿基米 德螺旋 天线。在阿基米德 螺旋线 中加入 正  提

弦波可以在螺旋线半径一定的情况下更好地延长天线臂的 电长度 , 高天线 的小型化 程度 , 提 并有助 于保持传 统阿基米 德  螺旋天线优 良的辐射 特性 。仿 真和测量结果 表明 : 2G z 0G z的频率范 围内, 在   H ~1  H 与传 统的阿基 米德螺旋天线 相 比, 正  弦波曲折臂 阿基 米德 螺旋 天线 口径 面积减少了 4 %。 7   关键词 : 阿基米德螺旋天线 ; 正弦波曲折 臂 ; 天线小型化

A  v lM e n r Ar h m e e n S ia   t n   No e  a de   c i d a   p r lAn e na

WANG  — i W ANG  a g mig, Ya we , Gu n - n ZHANG  e — i YU  o g WU Ch n x n, Zh n —

( s l Is tt A r oc  n ier gU i ri , S nu n7  0 ,C ia  Mi i  ntue i F reE g ei   nv sy  a ya    8 0 hn ) se i     n n e t 1 3

Ab ta t I  h sp p r   o e  i e w v   a d rAr h me e n s i la tn a i p e e t d sr c :n t i a e ,an v lsn ・ a e me n e  c i d a   pr   n e n     r s n e .Ad i o   f ie wa ei t  c i —   a s d t n o   n — v  no Ar hme  i s d a   ei  l p oo g t e ee t c l e gh o   n a tn a a l  t     ie  a i so  e i whc   l e h n ea t n a mi it r a  e n h l wi   r ln  h  l cr a  n t  fa   ne n  l wi a gv n r du   f l x l i l a h h x, ih wi   n a c   n e n   na u i ・ l z t n a d man

a n e c l n  a i t n p o e t  fAr h me e n s ia  n e n .S mu ain a d me s r me t e ut h w t a :i    i   n   i ti  x e l t d ai   r p ry o   c i d a   p rla tn a i l t   n   a u e n  s l s o   t n 2 o e r o o r s h

GHz一1   0 GHz f q e c  a g a sn - v   a d rAr hme e n s i l n e n   a   7% 一 f a e u e i  o a s n w t  o —  r u n y r n e.   i ewa eme n e   c i d a  p r   t n a h s a4 e aa o   p r r n c mp r o   i c n   t i h

v ni n   c i d a   p r   n e n . e t a Ar h me e n s ia a t n a ol l   K  e wo d : A c i d a   p r la tn a i owa e me n e ;a t n a mi itrz t n y r s   r h me e n s i   n e n ;sn — v   a d r n e n   n au a i   a i o

0 引 言

2 0世纪 5 O年代 R msr u e y提 出 了非 频 变 理 论 , 在

利 用 C T软件 对天 线进 行 了仿 真 设计 与结 构优 化 , S 并  对 天线 的 电特性进 行 了测量 。

此基 础上人 们设计 了阿基米 德 螺旋天 线 。阿基 米德 螺  旋天线 在较 宽 的频 带 内有 良好 的 阻抗 特 性 、 向 图特  方

1 天 线 设 计

1 1 天 线结构  .

性、 增益特性和圆极化特性 , 但是阿基米德螺旋天线的  尺寸取决 于 工作 带宽 低 端 频 率 对应 的波 长 。 因此 , 工

作 在低频 的传 统 阿基 米 德 螺旋 天 线 尺 寸 较 大 , 以满  难

足一些 实际应 用 的需 要 , 线 的小 型化 设 计 也 就 具有  天 了非常重 要 的现实 意义 。

本文 所研 究 的 天线 工 作 带 宽 为 2G z 0G ,   H ~1  Hz   低频 端 和 高 频 端 对 应 的 波 长 分 别 为 A =10m     5  m, A i= 0m   3  m。依 据阿基 米德 螺旋 天 线 的设 计准 则 ,   天  线 的外 径  应 当满 足 2订 ≥15   , 旋 线 的起 始  风 .A 螺 半径 r要 满 足 20   / 。 0 r≤A 4  由非 频变 天线 的辐 射 原 理 可 知 : 阿基 米 德 螺旋 天  线 是分 区辐 射 的 , 在不 同的工作频 点 处 , 天线 的辐 射主  要 集 中在 r / 订 的螺 旋 线 附 近 ( 有 效 辐 射 带 )  =A 2 即 。 基 于分 形 天线 r 弯 折 天 线

的设 计 思 路 对 天 线 臂   和

实 现 阿 基 米 德 螺 旋 天 线 的 小 型 化 有 多 种 方

法  J其 中文献 [ 提 出 在 天 线 终 端 采 用 曲折 臂 的  , 4]

方式 较为有 效 , 而文 献 [ ] 出在 阿 基 米 德 螺 旋 天  进 5提

线终 端加 入 方 波 形 曲折 臂 。 在 与 锯 齿 波 曲 折 臂 比较

后, 文献 [ ] 终 端 加 入 方 波 曲折 臂 的阿 基 米 德 螺 旋  6对 天线作 了进 一步研 究 , 最 终 使 天 线 的 口径 面 积 减 少  并

了 2  。 7

作曲折处理能够在半径一定的情况下延长辐射带的电  长 度 , 而使 得辐 射带 对应 的工作 频率 降低 , 从 实现小 型

化。

本 文设 计 了一种 正弦 波 曲折 臂形 式 的阿基 米德 螺

旋天线 , 更好地实现了阿基米德螺旋天线的小型化。

本 文提 出 了一 种新 的 曲折臂方 式一 正弦 波 曲折 臂  方式 , 线结 构如 图 1 示 。与方 波和 三角波 相 比 , 天 所 正  弦波在 相 同 的 周 期 和 振 幅 下 能 获 得 更 长 的 曲线 长  度, 因而 在 阿基 米 德螺 旋 线 中加 入 正 弦波 能 更好 地 提

基 金项 目: 国家 自然科学基金资助项 目(0 7 18  69 1 1 ) 通信作者 : 王亚伟  E i w w f @13 cm ma : y a u 6 .o   l e 收稿 日期 :000 —2 2 1-52   修订 日期 :0 0 81  21- - 0 9

高阿基米德螺旋天线的小型化程度 。

6 —   7

现 代 雷 达

分别 为 : 2  m, :1  m 实 现不 平衡 端 5  阻  L= 7m W 0m 0Q

抗 向平 衡端 10Q 阻抗 的变 换 。 2

图 3 指数渐变 的微带线一双线结构    图 1 正 弦波 曲折臂 阿基米德螺旋天线

由于本 文分 析 的重 点是 天线 的小 型化 设 计 , 了  为 为了在天 线馈 电处 获 得 与频 率 无 关 的输 入 阻抗 ,   本 文设计 的天 线采 用 互 补结 构 。另 外 , 了让 天线 的  为 工作频 带能够 相对 均匀 并 且 同 步地 向低 频 移动 , 保  并 证 天线 的高频 特性 , 线 的第 1圈 仍 然采 用 传 统 的 阿  天 基 米德 螺旋线 , 从第 2圈 开始 对 阿 基米 德 螺 旋 线作 正  弦波 曲折 处理 , 弦波振 幅 由 0一 正 a随螺旋 角度 的增加

作 线性 变化 。

不对天 线 的辐射性 能 产 生较 大影 响 , 采 用 内部 填 充  将 有 吸波 材料 的背 腔来实 现天 线 的单 向辐 射 。

2 测 量 与分 析

作 为平衡 一 平 衡转 换 器 , 不 巴伦 有 其 特殊 的结 构  和功能 。 因而测试 时 需将 2个 巴伦 的 高 阻抗 端 对 接 ,   使 得整 个结 构实 现 了

不 平 衡 一平 衡 一不 平衡 的转换 ,   且 两端 特性 阻抗 均为 5  这样 就 可 以用 矢量 网络 分  On,

在此 天线 结构 中 , 螺旋 线 的起 始半 径 影 响 天 线 的  馈 电性 能 J而 正弦 波 的振 幅 a与 每 圈螺 旋 线 所 含正  , 弦波 的周 期数 n是 影响 天线小 型化 程度及 其辐 射性 能  的关键 因素 , 通过仿 真 比较 各 种 情 况 下天 线 辐 射 带 的

分 布及 天线 的辐射特 性 , 定天 线 的结 构 尺寸如 下 : 确 螺

析仪测试其端口反射特性 和传输特性 , 测试结果如图

4所 示 。 测 量 结 果 可 以 看 出 , 天 线 的 工 作 频 带  从 在

2G z 0G z内传输 系 数 小 于 1d 由于 对接 后 巴    H 一1  H   B,

伦 的损 耗是 原有 的 2倍 , 考 虑 到 同轴 接 头 带来 的衰  再 减, 因而本文 设计 及加 工 的 巴伦 在要 求 的工 作频 带 内

能够很 好地 满足 天线需 要 。

旋 线起 始半径 r= .  m, 0 0 5m 输入 阻抗 为 10Q, 2  天线臂  宽和 相邻 两 臂 间 隔均 为 1mm, 旋 线 圈数 为 6 正 弦    螺 , 波振 幅 a=1mm,   每圈 含有正 弦 波周 期周 期 数 n=4 , 0  天线 的最 终 半径 R 2  m, 。= 7m 制作 的天 线 实 物如 图 2

所示 。

频率 / OHz

图 4 对接巴伦实物照片及其 传输 系数 I:l   。的测量结果  S

完成 天线 、 巴伦及 反 射 背 腔 的装 配 后 天 线 直径 为

5  4mm, 为 2   高 7 mm。在 1G 一1  Hz 围 内对 天    Hz 1G 范

图 2 天线 实物 照 片

1 2 宽频带 巴伦及 背腔 结构  .

线进行测量 , a 图5 所示为装配后天线回波损耗 的仿真  及测 量结果 。   在 图 5 中 可 以 看 到 , 试 结 果 中 低 端 频 率 为    a 测

165G z仿 真结 果 低 端 频 率 为 15G z在设 计 所  .2  H , .  H , 需 的频 带 2G z 0G z 围内天线 的 回波损耗 全部    H 一1  H 范

阿基米德 螺旋 天线 的结 构 是平 衡 对 称 的 , 以经  所

常采用 由不平 衡到 平衡 的 阻抗 变换 巴伦 对 天 线 馈 电 。

为简化 馈 电结 构 , 文 所 用 巴伦 为 双 面微 带 线 指 数 渐  本 变 巴伦 , 图 3所示 , 如 地板 和微 带线均 采用 指数渐 变 的  方 式 , 而使得 巴伦 由不平 衡 的微 带 线结 构 逐 渐 过 渡  从 到能够平 衡馈 电 的平 行双 线结 构 。巴伦设 计时采 用介  电常数 , 2 6 , 度 h=1m 的 介 质板 , 伦 长宽  : .5 厚  m 巴

都在 一 0d 1  B以下 , 因而测量 与仿 真结

果 吻合较好。

另外 还对 天线 的轴 比进 行 了测量 , 5 图 b为 有 限频 点处

天线在主辐射方向上轴 比的仿 真结果及测量结果 ,   由 图 5 可以看出天线轴 比带宽的低端频率为 2G z这  b  H , 也就决定了天线的下限工作频率。因此 , 在工作频带

6 一   8

天馈伺 系统 ・

王亚伟, : 等 一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线

2 1, ( ) 003 9  2

。   :   内正弦 波 曲折 臂 阿基米 德螺 旋天号 枷 栅枷 积 比传 统 阿  线 口径 面

a d e p rme t o     n au z t n u t lw d b n  s ia n  xe i n  f a mi it r a i   l a - i e a d p r l i o r

基米德螺旋天线 口径面积减少了 4 %, 7 而文献 [ ] 6 设  计 的方 波 曲折 臂螺 旋天 线 口径 面 积仅 减 少 了 2 % , 7 这

就证 明 了所提 出天线 结 构 的合 理性 及小 型化 方法 的有

at n [ ] hns  oma o  ai S i , ,0 9 2  n n a J .C iee Ju l fR d   c nP 20 , 4 e   o et

( ) 1 4—1 8 1 :7 7.

[ ] 朱 玉晓 , 2  钟顺时 , 许赛 卿 , 小 型化 超宽带槽 螺旋 天线设  等. 计 [ ] 微波学报 ,0 9 2 ( ) 3 4 . J. 2 0 ,5 1 :9— 1

Z u Yu io Z o g S u s i Xu S i i g e  1 De in o   n   h   xa , h n   h n h ,   a qn , t . s   f a g mi—

效性 。 图 6为 天线辐 射方 向图测 试 结果 与仿 真结果 。

1  2

兽 1 0

8   6

1 ~

频率 / H   G z

i ui dspr r dads t pr  n n a J .ora o  a r e ue- o bn l   i a t n [ ] Jun  f tz ba os a e l l

Mi o ae ,0 9 2 ( ) 3 4 . c w vs20 ,5 1 :9— 1 r

[ ] N mbr r W, o ks   . e   r n tnf  ha i   3  u eg   e M  V l i JL N w t mi i   r rwd a   e ao o u e

bn  l pr s J .E ETasci s nA t nsad a ds t i [ ] IE   rnat n    n n a n  os a l o o e

Po aao ,0 2 5 ( ) 8 rpgt n 20 ,0 1 :2—8 . i 5

频率 / Hz G

天 回损 的真与量 h 霪 ; 上比  线波 耗 l 值测值     } 轴 的 仿

图 5

天线 的仿 真值 与测量值

[ ] Bodbn  pr  n iuu  tna [ ] Get ri . 4 ra adsi ads osa ens P . ra Bia   l a n n   tn

E rpa  a n A pi t n P 0 67 ( 2 .00  uoenP t t pl a o .E 12 7 7 A )2 0 . e  ci

[ ] N k n  A m ad r prl n n a C]/IE   nens 5   a aoH.   en e  i   t n [ / E E A tna  s aae adPoaao  oi ySmps m. s 1 ] IE   r s n  r gt n Sc t y oi [ .. :E E Pe , p i e  u s

O   6   1  2 1  8 2  4 30 .    ‘   3  6 2  4 1  8 1  2 6   O

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20 . 0 4

[ ] 宋 朝辉 , 6 李红梅 , 汉瑛 , 曲折 臂形式 的阿基米 德螺旋  杨 等.

天线小 型化研究 [ ] 微波学报 ,0 9 2 ( )5 5 . J. 20 ,5 2 :3— 7

S n   h o u , iHo g i Ya g Ha yn , ta . td   n a o g Z a h i L  n me , n   n i g e  S u y o     1

mn t z   ene a h eens r n naJ .or  ia re m adr r i da  i at n[ ]Ju l iu d i  c m pa e l a

o  ir ae,0 9 2 ( )5 —5 . f c w vs20 ,5 2 :3 7  M o

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1  2 1  8 2  4 3  0 3  6 2  4 1  8 1  2 6  O

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[] 耿 7

林, 张晨 新 .一种 新 型 分 形 印刷 折 合 振子 的 设计

[] J .现代雷达 ,00,2 1 :4- 6  2 1 3 ( )7 7 .

G nLn e   i ,Z a g C e xn D s   fa n v lf ca  rne   h n   h n i . e i o     o e r t p td n g a l i

fle i l[ ] o ddp e J .Moe R d r 2 1 ,2 1 :4— 6 d o dm  aa, 0 0 3 ( ) 7 7 .   [ ] 王晓川 , 8  吕文 中, 梁 飞, 等.弯折

线天线原 理 、 结构 及其

研究进展 [ ] J .现代雷达 ,0 0 3 ( )6 7 . 2 1 ,2 3 : 6— 2

, 0 GHz =1

f 8GH   = z

W a g Xio h a n   a c u n,L   e z o g v W n h n ,L a g F i t a .T e r   in   e ,e  1 h oy

图 6 天线 辐射 方向图

adsu trs f e dr i  n n aadi rges J . n   rc e    a e—n at n n  s ors[ ] t u omn le e tp

Moe R d , 00,2 3 :6— 2 dm  a a 2 1 3 ( ) 6 7 . r

3 结 束 语

本文提出的阿基米德螺旋天线曲折臂的方法有效

地 实现 了天 线 的小 型化 , 2G z一1  H 在  H 0 G z的工作 频

[ ] H sm t   aa oT t y  aah, i si yng, t . 9 i as N kn ,a uaI siHr h O aai e a  a u s g r o     1

Un a a c d mo e p r   tn a a k d y n e te l  b l n e ・ d  s ia a e n  b c e  b  a   x r mey l n

sao  ai [ ] IE  rnat n nA tna n  rp  h l cv y J .E ETasci s   nens dPo— l w t o o a

aao ,09,7 6 :6 5—13 . gt n 20 5 ( ) 12 i 6 3

带 内使天 线 的面积 减少 了 4 % , 且较 好 地 保 持 了传  7 并 统 阿基米 德螺旋 天 线优 良的辐 射特性 。仿 真结 果 和测  试结 果吻合 良好 , 明 了曲折 臂 螺 旋 天线 小 型化 理 论  证 的正 确性及 本文 在正 弦波 曲折 臂阿基 米德 螺旋 设计 分

主亚 伟

男 ,97年 生 , 士 研 究 生 。研 究 方 向 为 电磁 辐  18 硕

析的合理性 。

参 考 文 献

[ ] 宋朝辉 , 1 李红梅 , 邱景辉. 一种 小型化 宽频带螺 旋天线 的  数值分析 与实验 [ ] 电波 科学学 报 ,0 9 2 ( ) 14— J. 2 0 ,4 1 :7

1   78.

射与 电磁散射等 。   王光 明  男,9 4年 生, 16 博士 , 教授 。研 究方 向为微波 电路  与 系统 , 电磁 辐射与散 射等。

张晨新

男,9 9年 生 , 16 博士 , 教授 。研 究 方向为 天线、 微

波 毫 米波 电路 等 。

俞忠武

路 与 系统 。

男,9 4年 生, 士研 究生。研 究方向为微 波 电 18 博

S n hou, i og iQuJ g u. u e claa s   ogZ ah iL H nme, i i h iN m r

a nl i   n i   ys

6 一  9

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范文十:阿基米德螺旋线凸轮零件的数控加工

【心声】◆l教法学法新探I

阿基米德螺旋线凸轮零件的数控加工

●陈旭

摘要:本文分析了平面凸轮数控,加-r-r艺.提出了平面凸轮的数控加工工艺方案,给出了平面凸轮数控加工程序的编制及加

工方法。

析。零件的技术要求主要指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下。应经济合理。I4)零件材料分析。在满足零件功能的前提下。应选用廉价、切削性能好的材料;材料选择应立足国内。不要轻易选择贵重或紧缺的材料。15)定位基准选择。在数控加工中。加工工序往往较集中.以同一基准定位十分重要,有时需要设置辅助基准,特别是正、反两面都采用数控加工的零件,其工艺基准的统一是十分必要的。

4.数控加工工艺路线的设计

根据数控加工的特点。数控加工工序的划分一般可按下列方法进行:I1)以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的零件.加工完后就能达到待检状态。(2)以同一把刀具加工的内容划分工序。但程序不宜太长.一道工序的内容也不宜太多13)以加工部位划分工序。(4)以粗、精加工划分工序。一般来说。凡要进行粗、精加工的过程.都要将工序分开。

二、平面凸轮的加工

目前。凸轮机构已成为许多高速、高效、高精度自动机、半自动机和自动生产线中不可缺少的关键部件.作为凸轮机构中的主要

关键词:平面凸轮;数控;加工工艺;分析;程序编制

随着机械不断朝着高速精密、自动化方向发展。对凸轮机构的转速和精度也提出了更高的要求.因此利用计算机辅助设计和数控机床加工是很有必要的。

一、数控编程中的零件加工工艺分析

1.数控加工工艺概述

无论是手工编程还是自动编程。在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟订工艺方案,选择合适的刀具,确定切削用量。在编程中.对一些工艺问题(如对刀点.加工路线等)也需要作一些处理。因此,数控编程的工艺处理是一项十分重要的工作。

(1)数控加工的基本特点:①数控加工的工序内容比普通机加工的工序内容复杂。Q数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程的

编制复杂。(2)数控加工工艺的主要内容:()遄择适合在数控上加工的

零件.确定工序内容。②分析加工零件的图纸.明确加工内容及技术要求。确定加工方案.制定数控加工路线。(要)iI司整数控加工工序的程序。

零件一凸轮的加工精度就显得尤为重要.如何加工出符合精度

要求的凸轮7下面以一批平面凸轮(如图1所示)的加工为例予以介绍。

1.平面凸轮零件轮廓图2.工艺分析

C4-Y-分配数控加工中的容差。@处理数控机床上部分工艺指令。

2.常用数控加工方法

(1)平面孔系零件。常用点位、直线控制数控机床(如数控钻床)来加工,选择工艺路线时。主要考虑加工精度和加工效率两个原则。(2)旋转体类零件。常用数控车床或磨床加工。①考虑加工效率:在车床上加工时,通常加工余量大。必须合理安排粗加工路线.以提高加工效率。②考虑刀尖强度:数控车床上常用到低强度刀具加工细小凹槽。采用斜向进刀.不宜崩刃。(3l平面轮廓零件。常用数控铣床加工。应注意:①切入与切出方向控制:径向切入,工件表面留有凹坑;切向切入、切出,工件表面光滑。②一次逼近方法选择:只具有直线和圆弧插补功能的数控机床在加工不规则曲线轮廓时。需要用微小直线段或圆弧段去逼近被加工轮廓.逼近时.应该使工件误差在合格范围同时程序段的数量少为佳。

3.对零件图纸进行数控加工工艺性分析

11)尺寸标注应符合数控加工的特点。在数控编程中,所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。零件图样上最好直接给出坐标尺寸,或尽量以同一基准引注尺寸。(2)零件图的完整性与正确性分析。在编程时.编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。(3)零件技术要求分

(3)为什么说十一届三中全会的召开标志着我国改革开放的开端?l结合十一届三中全会的历史意义回答)这样.问题环环紧扣。学生就会随着问题的不断深入.进入一个崭新的思维空间,培养他们的思维能力。

再次,问题教学法的目的。最终是培养学生的思维能力和创新能力。所以。在教学过程中。要避免让学生死记硬背,要求学生回答的问题不应该只限定一个死板的答案。即使学生回答的问题不正确或完全不符合老师既定的答案要求。老师也不可以一棍子打死.而要因势利导,旁敲侧击,给予一定的启发。让他们有更多的思维空间。让他们通过自己的思考,把问题分析得更加透彻。或者按照学生的错误答案。设置一定的问题情境。让学生自己从中得出荒唐或不符逻辑的结论来。通过这种方式解决问题.不但学生参与意识会大大提高。能充分发挥学生的主体作用,使解决的问题印象更加深刻,而且,解决的过程本身就无形中养成了学生遇到问题多角度思考和分析的思维习惯.培养了学生良好的思维品质。

11)凸轮曲线分别由几段圆弧组成,内孔为设计基准,故取内孔和一个端面为主要定位面,在连接孔由20的一个孔内增加削边销,在端面用螺母垫圈压紧。因孔为设计和定位基准,所以对刀点选在孔中心线与端面的交点上,这样很容易确定刀具中心与零件的相对位置。(2)中心孔与连接孔的加工。该凸轮零件的中IL、,'-孔为由20,是个设计定位基准。要与凸轮轴配合,其尺寸精度求较高。连接孔其精度与中心孔一样,故都用钻一扩一铰一精铰的加工方案。(3)凸轮轮廓加工。由于该凸轮轮廓是由几段圆弧组成.普通机床难以对其加工,可选用数控铣床或线切割机床对其加工。由于选用线切割机床对其加工,虽然能保证尺寸精度。但是该方法所需要的时间长,加工成本高。选用数控铣床对其加工。不但能保证尺寸精度,而且加工效率高。故选用数控铣床来加工该凸轮轮廓。

3.加l颇序

蓬彰叭

目闰

整个凸轮零件的加工顺序的拟定要按照“基面先行,先精后问题教学法旨在培养能力,提高课效.从而大面积提高教学质量。本人在教学过程中通过多年尝试,认为问题教学法有以下几个优点:

(1)明确了学生的学习目标。由于教师在教学中的有序设疑和提问。促使学生带着问题学习,从而使学生进一步明确学什么、怎么学。

(2)调动了学生的学习积极性。问题教学法可使整个课堂教学充满疑点问题.大大激发全体学生动脑、动口,动手参与教学活动的全过程.有利于提高课堂效率。

(3)发展了学生的能力。学生在教师的指导下。通过一系列的阅读、思考、分析、答疑等教学活动。培养了学生的自学能力、归纳整理能力、表达能力和分析问题、解决问题的能力。

总之。。教无定法,贵在优选”,问题教学法对于教师优化课堂教学、培养学生能力方面。颇有现实意义。

(鼍溪Ifi第五巾学)2009.7-◆69

万方数据

l教法学法新探1..【心声】

谈谈英语阅读教学法

●陈缉

要:英语教学中英语阅读是非常重要的环节。传统的阅

解不够全面.教学实践也有偏差.教学中只满足于学生对语言形式读课教学模式常常是单一的自下而上模式,教学方式只是把课文的理解和操练.忽视对语言意义的掌握和运用。交际语言不仅是指作为单纯向学生传授语法及语言知识的栽体,忽视了培养学生的语言的音、意统一.同时也指学生对所学语言国家文化的了解,从而阅读速度和理解能力;传统的阅读理解提问方式也常常停留在对懂得在何时、何地、何种场合、对谁、用什么方式和态度说什么话。比所阅读文章的表层理解层次上。那么,如何提高学生的阅读速度、较重视文化差异对交际的影响。强调使用语言的得体性。这样才能阅读理解能力和语言水平呢?本文提出了一些有效的英语阅读教

达到交流思想的目的。这种交际情景的真实性,是学习语言的生命学方法。

和实质。能使交际更具有实用性和有效性。只有在具体情景中交际,关键词:理解能力;交际语言;教学方法

得体地使用上下文意思连贯的话,而不仅是孤立的句子.我们教的才不是死的知识。而是活的能力。这种语言学习的养成教育,不仅使

英语教学的最终目标是进行交际。“口头。方面的某些基本功你的学生能在考试中脱颖而出,而且使一代人会终身受益。

训练,对阅读理解有正面的帮助作用。以前.我们对英语教学的理为了培养学生用思维的习惯和能力,教学中应注意以下几点:

粗”的原则确定。因此要首先加工用做定位基准的A端面及其与N90G03X49.757Y一5.1611-49.525J11.47_fFl000

之平行的另一面。其次加工作为定位和设计基准的内孔.最后进行N1∞G03×44.396Y11.7921-46.622J-5.418

凸轮轮廓的铣削加工。

N110

G03X32.454Y25.6371-37.518J-20.288

加工步骤:(1)坯料选择。选用100x100×25的HT200的板料N120G03X14.887Y32.8721-22.795J-30.406作为加工对象。(2J两平行端面的加工。选用平面磨床,以互为基准N130G01X14.874Y32.874

的方式将坯料加工到图示尺寸。(3)中心孔及连接孔的加工。用两N140G03X-1.288Y30.961I一4.406J-32.016块40X40X20的平行垫铁将工件垫起。以A平面为定位面,根据N150G03×一12.505Y30.4991-4.326J-31.369工件的基准边,用百分表将工件找正后用压板将工件压紧。用偏心N160

G01×一12.573Y30.484

碰触寻边器对刀。将零件的基准设为工件零点。工件上表面为ZN170G03X-25.947Y24.08817.612J一33.097

向O。(4)零件轮廓铣削加工。

N180

G03X-35.295Y13.065122.333J-28.414

4.数学处理

N190G03X-39.698Y-0.368133.608J一18.455该凸轮为阿基米德螺旋线凸轮.基圆直径为40;左边凸轮每N200G03X-39.120Y一14.243139988J一5.282旋转10度升程为1毫米.升程误差值每10度不能超过0.1毫米;N210G03X一34.076Y-26.964141.216J8.981右边凸轮每旋转10度升程为2毫米。升程误差值每10度不能超N220G03X-25.441Y-37.339137.792J22.671过0.1毫米。根据加工要求,现将两边凸轮轮廓分解成由侣段圆N230G03X-14.223Y-44.618130.104J34.111弧段组成。并计算出各点坐标值。

N240G01×一14.211Y-44.624用公式一:X(t)=(20+0.1’(t-90))’COS(t)Y(t)=(20+0.1。N250

G03X一10.500Y一46.128119.876J43.709

(t-90))’sin(t)和用公式二:X(t)=(20+0.2。(90一t))★COS(t)Y(t)-

N260G01Y一56.OOo

(20+0.2。(90一t))★sin(t)计算出的各点坐标值为(如表1):

N270G03X2.11OY一66.286110.500J-O.000第一组

x坐杯值

v坐标值

簟=组

x坐杯值

y坐标值

N280

G03X17.763Y-60.911l一12.980J63.277

N290G01Xt7.764Y一60.910

N300G03X31.606Y-51.491I-26.962J54.503N310G03X42.356Y一38.4371—38.811J42.913N320G03X48.791Y-22.5521—46.582J28.117N330G02X60783Y一15.05619.744J一2.248F800N340G01X58.535Y一24.800

N350Z10000F100

N360G002100.000N370XO.000YO.000N380M05N390M30

该凸轮零件加工过程中,涉及了坯料的选择、加工顺序的确凸轮加工的程序及程序说明如下:

定、机床选用、装夹方武的选择、刀具选用、走刀路线安排、切削参00001数的设定等工艺内容。工艺设计的好坏直接影响到加工的尺寸精N,OG90G54G002100.000度和表面粗糙度、加工时间的长短、材料和人工的耗费。甚至直接N20

S1000M03

影响到加工的安全性。数控加工工艺分析与处理数控编程是前提N30×0.000Y0.0002100.000和依据,没有符合实际的科学合理的数控加工工艺.就不可能有真N40X58.533Y一24.808正可行的数控加工程序。

N50Z10.000N60

G0120.OoOFl00

参考文献:

N70X56.277Y一34.550F800

[1]蔡复之.实用数控加工技术[H].北京:兵器工业出版社。1995.

N80G02X48.791Y一22.55212.256J9.742

(韶关l仃第二高级技工学校)

70●-2009.7

万方数据

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