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圆柱螺旋线的画法-画法几何及土木工程制图

【摘要】:直线旋转形成的圆柱面称为螺旋线的导圆柱,螺旋线是该圆柱面上的一条空间曲线。图5—4圆柱螺旋线的形成圆柱螺旋线有三个基本要素:直径d——即导圆柱的直径。,将这些点连成光滑的曲线,即为螺旋线的V投影。由于螺旋线展开后为一直线,因此它是圆柱面上不在同一直线的两点之间的最短距离线。

1)圆柱螺旋线的形成及要素

如图5—4所示,当动点A沿着一直线作等速移动,而同时该直线绕与其平行的轴线作等角速度旋转时,则动点A的复合运动轨迹为圆柱螺旋线。直线旋转形成的圆柱面称为螺旋线的导圆柱,螺旋线是该圆柱面上的一条空间曲线。

图5—4 圆柱螺旋线的形成

圆柱螺旋线有三个基本要素:

(1)直径d——即导圆柱的直径。

(2)导程S——动点旋转一周后沿轴线方向移动的距离。

(3)旋向——动点在导圆柱面上的旋转方向有右旋和左旋两种。以拇指表示动点沿直线的移动方向,其他四指表示动点的旋转方向,如果符合右手规则时称为右螺旋线,如果符合左手规则时,称为左螺旋线。如图5—4所示为右旋。

2)圆柱螺旋线的投影

若已知圆柱螺旋线的直径d、导程S和旋向(通常为右旋),就可以作出其投影,具体作图步骤如图5—5a所示:

(1)设导圆柱的轴线为铅垂线,根据直径d和导程S作出圆柱的H投影(圆周)和V投影(矩形);

(2)将H投影的圆周作任意等分,如十二等分,并按旋转方向依次编号;将V投影的导程S也作相同等分,并由下而上顺序编号;

(3)从H投影中各点向上作投影连线,与V投影中相应各点的水平线相交,得到螺旋线上各点的V投影1′,2′,3′,…,将这些点连成光滑的曲线,即为螺旋线的V投影(应为正弦曲线)。位于后半圆柱面上的螺旋线不可见,用虚线表示;

(4)圆柱螺旋线的H投影在圆周上。

图5—5 圆柱螺旋线的投影及展开

3)圆柱螺旋线的展开

如图5—5b所示,由圆柱螺旋线的形成规律可知,螺旋线展开后为一直线,它是以导圆柱底圆的周长(πd)为一直角边,导程S为另一直角边所组成的直角三角形的斜边。图中α为螺旋线的升角,它反映了螺旋线的切线与H面的倾角,也表示动点沿螺旋线运动时上升的方向角。由于螺旋线展开后为一直线,因此它是圆柱面上不在同一直线的两点之间的最短距离线。