1.圆 锥 曲 线 论文
圆 锥 曲 线 的 光 学 性 质 及 其 应 用 历史上第一个考查圆锥曲线的是梅纳库莫斯(公元前375年—325年);大约100年后,阿波罗尼奥更详尽、系统地研究了圆锥曲线。
他们两位对圆锥曲线的研究是很实在的:考察不同倾斜角的平面截圆锥其切口所得到的曲线,也就是说如果切口与底面所夹的角小于母线与底面所夹的角,则切口呈现椭圆;若两角相等,则切口呈现抛物线;若前者大于后者,则切口呈现双曲线。并且,阿波罗尼奥还进一步研究了这些圆锥曲线的光学性质,比如椭圆,他发现如果把椭圆焦点F一侧做成镜面,并在F处放置光源,那么经过椭圆镜反射的光线全部通过另一个焦点F。
热也和光一样发生反射,所以这时便会被烤焦,这也就是焦点名称的由来。据说这一发现是他在研究椭圆的作法(也就是现行教材中一开始介绍的作法)时得出的。
而圆锥曲线真正从后台走上前台,从学术的象牙塔中进入现实生活的世界里,应归功于德国天文学家开普勒(公元1571年—1630年),开普勒在长期的天文观察及对记录的数据分析中,发现了著名的“开普勒三定律”,其中第一条是:“行星在包含太阳的平面内运动,划出以太阳为焦点的椭圆”,就这样,梅纳库莫斯和阿波罗尼奥出于数学爱好而研究的曲线在近2000年之后于天文学的舞台上登场了。后来哈雷又利用圆锥曲线理论及计算方法准确地预测到哈雷彗星与地球最近点的时刻,1758年在哈雷逝世16年之后,哈雷彗星与地球如期而遇,这引起了全欧洲、乃至全世界的轰动,也进一步推动人们对圆锥曲线研究兴趣的提升。
圆锥曲线的光学性质有大致有三点,即椭圆的光学性质、双曲线的光学性质和抛物线的光学性质。 1:椭圆的光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线或声波在经过椭圆周上反射后,反射都经过椭圆的另一个焦点。
(如图1所示) 在圆锥曲线的定义中的定点,之所以称作为焦点,是源于它们的光学上聚焦性质.设一个镜面的轴截面的廓线是椭圆,那么当你把一个射线源置于定点F1处,所有射线通过椭圆反射后,都会集中到另一个定点F2;反过来也是一样(见图7-78).射线集中现象在光学上称为聚焦,因此自然称这两个定点F1,F2为焦点了.椭圆的这种光线特性,常被用来设计一些照明设备或聚热装置.例如在F1处放置一个热源,那么红外线也能聚焦于F2处,对F2处的物体加热. 图1 2:双曲线的光学性质:如果光源或声源放在双曲线的一个焦点F2处,光线或声波射到双曲线靠近F2的一支上,经过反射以后,就从另一个焦点F1处射出来一样。(如图2所示) 双曲线的光学性质同样也有聚焦性质,但它是反向虚聚焦,即置于双曲线一个焦点处的射线源,被双曲线反射后,其反射线的反向延长线,必定经过另一个焦点双曲线这种反向虚聚焦性质,在天文望远镜的设计等方面,也能找到实际应用 图2 3:抛物线的光学性质:从抛物线的焦点发出的光线或声波在经过抛物线周上反射后,反射光线平行于抛物线的对称轴。
(如图3所示) 把抛物线看作为一个焦点在无穷远处的“椭圆”,椭圆从一个焦点处发出的射线,聚焦到另一个焦点的椭圆的光学特性,表现在抛物线上,形式就与椭圆大不相同了:设想射线源在位于无穷远处的那个焦点处,无穷远处出发的射线,经抛物线反射后,到达位于有限位置的另一个焦点,但无穷远处出发的射线,在处于有限位置的你看来,只能是平行于对称轴的射线束(例如太阳虽然离开地球很遥远,但毕竟还没有在无穷远处,就这样,我们都已经觉得太阳光线是平行的,而不是像灯泡那样是散射的光线.)因此平行于对称轴的射线经抛物线反射,必定聚焦于焦点(见图7-80).反之把射线源置于抛物线的焦点(它在有限位置处),经抛物线反射后,所有的射线也要聚到在无穷远处的那个焦点去,因此反射射线也只能是平行于对称轴的,即从焦点发出的射线,经抛物线反射后成为平行于对称轴的射线束. 抛物线这种聚焦特性,成为聚能装置或定向发射装置的最佳选择.例如探照灯、汽车大灯等反射镜面的纵剖线是抛物线,把光源置于它的焦点处,经镜面反射后能成为平行光束,使照射距离加大,并可通过转动抛物线的对称轴方向,控制照射方向.卫星通讯像碗一样的接收或发射天线,一般也是以抛物线绕对称轴旋转得到的,把接收器置于其焦点,抛物线的对称轴跟踪对准卫星,这样可以把卫星发射的微弱电磁波讯号射线,最大限度地集中到接收器上,保证接收效果;反之,把发射装置安装在焦点,把对称轴跟踪对准卫星,则可以使发射的电磁波讯号射线能平行地到达卫星的接收装置,同样保证接收效果.最常见的太阳能热水器,它也是以抛物线镜面聚集太阳光,以加热焦点处的贮水器的. 图3 这三个圆锥曲线的光学性质在生活中有着很广泛的应用。 一只小灯泡(图4)发出的光,会分散地射向各方,但把它装在手电筒(图5)里,经适当的调节,就能射出一束比较强的平行光,这是为什么呢? 原因就是手电筒内,在小灯泡后面有一个反光镜,它的形状是抛物面,而它的作用就是能把由焦点发出的光线,以平行光(平行抛物面的轴)射出。
探照灯(图6)也是利用这个原。
2.用平面截得圆柱或圆锥得什么曲线,论文
论文?
以下是我自己刚想的.希望对你有帮助O(∩_∩)O~
圆柱:1.水平切是圆形2.垂直切是长方形.3过两个底面斜切是平行四边形(在底面上切线长度相等)4.过一个底面斜切是半个椭圆(与另一个底面无焦点)5.过两个底面斜切也可能是椭圆的两条弧(在底面上切线长度不相等)6.在圆柱中间切是椭圆(与两底面无焦点)
圆锥:1.水平切是圆形2.过顶点切是等腰三角形3.不交于底面切是椭圆4.交于底面不交顶点是半个椭圆
我就想到这些了.希望大家补充
3.毕业论文: 二级圆锥圆柱齿轮减速设计
圆锥圆柱齿轮减速器为输入、输出轴位于垂直状态的外合齿轮传动机构,主要传动零件采用优质合金钢制造。
齿轮经渗碳、淬火、磨齿工艺制造,6级精度 可以给你设计数据作参考,图纸和说明书自己动手,学机械的,这点都搞不定还能做什么呢?? 如果你要,就发信息给我。 已知:运输带F=2600N,V=1.5m/s,卷筒直径D=270mm。
1、输出功率P2=F*V=2600*1.5=3.9kw 卷筒转速N2=(60000*V)/(π*D)=(60000*1.5)/(π*270)=106.2r/min 输出转矩T2=9550*P2/N2=9550*3.9/106.2=350.7N.m 2、根据负载选择电动机。 双级圆锥圆柱齿轮传动的效率为0.94~0.95,取0.94 则电机功率P1>=P2/0.94=3.9/0.94=4.15kw 查表:选择Y系列电机,型号为Y132S-4,额定功率P1=5.5kw,转速n1=1440r/min。
则总传动比i=N1/N2=1440/106.2=13.56 3、传动比分配: 因为速度、载荷都不大,采用二级直齿圆锥圆柱齿轮传动。 高速级传动为直齿锥齿轮,为避免锥齿轮尺寸过大,取传动比i1=0.25*i=3.14,取i1=3 则i2=i/i1=13.56/3=4.52。
高速级锥齿轮设计计算: 1、小齿轮材料选用40Cr淬火,硬度48-55HRC 大齿轮选用45调质,硬度217-255HBS 2、小齿轮转矩T1=9550*P1/N1=9550*5.5/1440=36.48 N.m 按齿面接触强度初步估算: 公式:d'e1=1951*((K*T1)/(u*σ'HP^2))^(1/3) 载荷系数k=1.2 齿数比u=i1=3 查小齿轮齿面接触疲劳极限σHlim=1200MPa σ'HP=σHlim/S'H=1200/1.1=1090MPa (S'H估算时取1.1) 则d'e1=1951*((1.2*34.48)/(3*1090^2))^(1/3)=45.18mm 3、查手册,取小齿轮齿轮Z1=19 则Z2=i1*Z1=19*3=57 分锥角:δ1=arctan(z1/z2)=arctan(19/57)=18°26'6" δ2=90°-δ1=71°33'54" 大端模数 :me=d'e1/z1=56.46/19=2.38,取标准值me=2.5mm 大端度圆直径:de1=me*z1=2.5*19=47.5mm de2=me*z2=2.5*57=142.5mm 外锥距Re=de1/2sinδ1=47.5/(2*sinδ1)=75.104mm 齿宽b=0.3Re=0.3*75.104=22.5mm,取23mm 中点模数M=me*(1-0.5*0.3)=2.125mm 中点分度圆直径dm1=2.125*19=40.375mm dm1=2.125*57=124.125mm 当量齿数Zv1=z1/cosδ1=20.028 Zv2=z2/cosδ2=180.25 变位系数为0 其他结构尺寸(略) 4、较核齿面接触疲劳强度(略) 5、工作图(略) 圆柱齿轮传动设计计算: 一、设计参数 传递功率 P=5.5(kW) 传递转矩 T=109.42(N·m) 齿轮1转速 n1=480(r/min) 齿轮2转速 n2=106.2(r/min) 传动比 i=4.52 原动机载荷特性 SF=均匀平稳 工作机载荷特性 WF=均匀平稳 预定寿命 H=40000(小时) 二、布置与结构 闭式,对称布置 三、材料及热处理 硬齿面,热处理质量级别 MQ 齿轮1材料及热处理 20Cr 齿轮1硬度取值范围 HBSP1=56~62 齿轮1硬度 HBS1=59 齿轮2材料及热处理 =45调质 齿轮2硬度取值范围 HBSP2=217~255HBS 齿轮2硬度 HBS2=230HBS 四、齿轮精度:7级 五、齿轮基本参数 模数(法面模数) Mn=2.5 齿轮1齿数 Z1=17 齿轮1变位系数 X1=0.00 齿轮1齿宽 B1=25.00(mm) 齿轮1齿宽系数 Φd1=0.588 齿轮2齿数 Z2=77 齿轮2变位系数 X2=0.00 齿轮2齿宽 B2=20.00(mm) 齿轮2齿宽系数 Φd2=0.104 总变位系数 Xsum=0.000 标准中心距 A0=117.50000(mm) 实际中心距 A=117.50000(mm 齿轮1分度圆直径 d1=42.50000(mm) 齿轮1齿顶圆直径 da1=47.50000(mm) 齿轮1齿根圆直径 df1=36.25000(mm) 齿轮1齿顶高 ha1=2.50000(mm) 齿轮1齿根高 hf1=3.12500(mm) 齿轮1全齿高 h1=5.62500(mm) 齿轮1齿顶压力角 αat1=32.777676(度) 齿轮2分度圆直径 d2=192.50000(mm) 齿轮2齿顶圆直径 da2=197.50000(mm) 齿轮2齿根圆直径 df2=186.25000(mm) 齿轮2齿顶高 ha2=2.50000(mm) 齿轮2齿根高 hf2=3.12500(mm) 齿轮2全齿高 h2=5.62500(mm) 齿轮2齿顶压力角 αat2=23.665717(度) 齿轮1分度圆弦齿厚 sh1=3.92141(mm) 齿轮1分度圆弦齿高 hh1=2.59065(mm) 齿轮1固定弦齿厚 sch1=3.46762(mm) 齿轮1固定弦齿高 hch1=1.86889(mm) 齿轮1公法线跨齿数 K1=2 齿轮1公法线长度 Wk1=11.66573(mm) 齿轮2分度圆弦齿厚 sh2=3.92672(mm) 齿轮2分度圆弦齿高 hh2=2.52003(mm) 齿轮2固定弦齿厚 sch2=3.46762(mm) 齿轮2固定弦齿高 hch2=1.86889(mm) 齿轮2公法线跨齿数 K2=9 齿轮2公法线长度 Wk2=65.42886(mm) 齿顶高系数 ha*=1.00 顶隙系数 c*=0.25 压力角 α*=20(度) 端面齿顶高系数 ha*t=1.00000 端面顶隙系数 c*t=0.25000 端面压力角 α*t=20.0000000(度) 六、强度校核数据 齿轮1接触强度极限应力 σHlim1=1250.0(MPa) 齿轮1抗弯疲劳基本值 σFE1=816.0(MPa) 齿轮1接触疲劳强度许用值 [σH]1=1576.3(MPa) 齿轮1弯曲疲劳强度许用值 [σF]1=873.5(MPa) 齿轮2接触强度极限应力 σHlim2=1150.0(MPa) 齿轮2抗弯疲劳基本值 σFE2=640.0(MPa) 齿轮2接触疲劳强度许用值 [σH]2=1450.2(MPa) 齿轮2弯曲疲劳强度许用值 [σF]2=685.1(MPa) 接触强度用安全系数 SHmin=1.00 弯曲强度用安全系数 SFmin=1.40 接触强度计算应力 σH=1340.5(MPa) 接触疲劳强度校核 σH≤[σH]=满足 齿轮1弯曲疲劳强度计算应力 σF1=455.2(MPa) 齿轮2弯曲疲劳强度计算应力 σF2=398.3(MPa) 齿轮1弯曲疲劳强度校核 σF1≤[σ。
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