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如何划分球面并展开成球带

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:球面为不可展曲面,展开时近似地将球面按纬线法划分为若干带,并且各弧长相等。为了讲述的方便和图面的清晰,现在举例一个球直径D=800mm,将它分成9带的情况以近似展开。图5-281)执行绘图→圆命令,以①为圆心,以800mm为直径,画球面的正投影。12)执行绘图→多段线命令,以⑩为起点,方向2464.98mm远处为下一点,方向156.07mm远处为下一点,方向2464.98mm远处为下一点,输入“c”封闭多段线画第五球带展开面。

如何划分球面并展开成球带

球面为不可展曲面,展开时近似地将球面按纬线法划分为若干带,并且各弧长相等。两极板近似地为圆锥面;中间各带近似地为圆锥台面。如果带数为奇数时会包含一个中心带,它近似地为圆柱面。划分图中每个球带占两个弧长,每个极板占一个弧长,所以圆周的等分数(N)等于带数(N1)乘以2减2。

N=N1×2-2

球面展开时,带数愈多误差愈小。

为了讲述的方便和图面的清晰,现在举例一个球直径D=800mm,将它分成9带的情况以近似展开。图5-28是它的立体图

1)执行格式→图层命令,打开图层和线型特性对话框新建一个“草稿”图层。

2)执行工具→草图设置命令,设置对象捕捉节点、交点。

3)执行格式→点样式命令,设置点的样式为“圆圈加十字”,点大小为5个绝对单位。

4)按“F8”功能键,切换至<正交 打开>。

图5-29a的操作过程说明如下。

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图5-28

1)执行绘图→圆命令,以①为圆心,以800mm为直径,画球面的正投影

2)使用“对象特性工具栏”的“图层控制”下拉列表框点选草稿图层为当前图层。

3)执行绘图→点→定数等分命令,选圆上(1)处输入16,将球圆周等分16份(9×2-2=16)。

4)执行绘图→直线命令,以②为起点,③为终点画上极板线。

5)执行工具→查询→列表命令,选上极板线上(2)处,查询得上极板线在XY平面的角度=11.25°,长度=156.07。

6)执行修改→旋转命令,窗口选择(3)(4)对象,选(1)单点捕捉到圆心①为指定基点,指定旋转角度-11.25°,将球和节点顺时针旋转11.25°。

图5-29b的操作过程说明如下。

1)使用“对象特性工具栏”的“图层控制”下拉列表框点选0图层为当前图层。

2)执行绘图→直线命令,分别以①为起点,②为终点;③为起点,④为终点;⑤为起点,⑥为终点;⑦为起点,⑧为终点,画各球带分割线。

图5-30a的操作过程说明如下。

1)执行绘图→多段线命令,单点捕捉到中点①为起点,单点捕捉到中点②为下一点,再分别以②、③、④、⑤、⑥、⑦、①各点为下一点,画1/4球外壳线。

2)执行修改→移动命令,选择(1)、(2)、(3)、(4)对象,指定基点②位移的第二点⑧,将1/4球外壳线移动至右下角。

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图5-29

3)执行修改→分解命令,选择对象(7),分解1/4球外壳线。

4)执行修改→修剪命令,选择剪切边(7),命令行键入“f”执行栏选⑨、⑩要修剪多余的线。

图5-30b的操作过程说明如下。

1)执行绘图→直线命令,以①为起点,②为终点,为下一步延伸预先画延伸边界边。

2)执行修改→延伸命令,选择边界的边(1),选择要延伸的对象(2)、(3)、(4),将延伸(2)、(3)、(4)处的线段,得各展开半径。

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图5-30

图5-31a的操作过程说明如下。

1)执行绘图→圆命令,以①为圆心,以①②为半径;以③为圆心,以③④为半径;以⑤为圆心,以⑤⑥为半径;以⑦为圆心,以⑦⑧为半径;画各球带的上口圆。

2)执行工具→查询→列表命令,选择(1)、(2)、(3)、(4)对象,列表显示各圆的数据,整理得:

半径78.04mm周长490.32mm

半径222.23mm周长1396.30mm(www.xing528.com)

半径332.59mm周长2089.71mm

半径392.31mm周长2464.98mm

图5-31b的操作过程说明如下。

执行工具→查询→列表命令,选择(1)、(2)、(3)、(4)对象,列表显示各球带展开半径的数据,整理得:长度=78.04mm,长度=240.54mm,长度=470.35mm,长度=1025.17mm。

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图5-31

将上述数据整理后填入表5-4。

表5-4 球带展开数据表(一) (单位:mm)

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①带数9为奇数,会包含一个中心带,它近似地为圆柱面,392.31mm为该圆柱面半径。

下面画展开图,见图5-32a,其操作过程说明如下。

1)执行绘图→圆命令,以①为圆心,以78.04mm为半径,画第一球带(极板)。

2)执行绘图→圆命令,以②为圆心,以②③为半径,画第二球带展开圆。

3)执行绘图→直线命令,以②为起点,④为终点画展开扇形起始边。

4)执行绘图→点→定距等分命令,选择要定距等分的对象(1),指定线段长度1396.30,量得展开扇形终边点⑤。

5)执行绘图→直线命令,以②为起点,⑤为终点,画展开扇形终边。

6)接下来选择②④和②⑤两条剪切边,然后选择此两条剪切边之间要修剪的对象,剪去展开扇形以外多余部分。由于图面较小其操作过程标记无法标记,但可以参考以下的操作。

图5-32b的操作过程说明如下。

1)执行绘图→圆命令,以①为圆心,以①②为半径,画第三球带展开圆。

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图5-32

2)执行绘图→直线命令,以①为起点,③为终点画展开扇形起始边。

3)执行绘图→点→定距等分命令,选择要定距等分的对象(1),指定线段长度2089.71mm,量得展开扇形终边点④。

4)执行绘图→直线命令,以①为起点,④为终点,画展开扇形终边。

5)执行修改→修剪命令,选择(2)、(3)剪切边,选择要修剪的对象(4)剪去展开扇形以外多余部分。

6)执行绘图→圆命令,以⑤为圆心,以⑤⑥为半径,画第四球带展开圆。

7)执行绘图→直线命令,以⑤为起点,⑦为终点画展开扇形起始边。

8)执行绘图→点→定距等分命令,选择要定距等分的对象(5),指定线段长度2464.98mm,量得展开扇形终边点⑧(取第一点)。

9)执行绘图→直线命令,以⑤为起点,⑧为终点,画展开扇形终边。

10)执行修改→修剪命令,选择(6)、(7)剪切边,选择要修剪的对象(8)剪去展开扇形以外多余部分。

11)执行工具→查询→距离命令,指定第一点⑥,指定第二点⑨量得第五球带展开高156.07。

12)执行绘图→多段线命令,以⑩为起点,方向(9)2464.98mm远处为下一点,方向(10)156.07mm远处为下一点,方向(11)2464.98mm远处为下一点,输入“c”封闭多段线画第五球带展开面。

使用标注命令得到各展开角和展开弦长的值,将这些值填入表5-5。其操作过程不再赘述。

表5-5 球带展开数据表(二) (单位:mm)

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①带数9为奇数,包含一个中心带,它近似地为圆柱面。

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