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托洛玫与六角螺帽

                                                                                           P1/ 3

                         托洛玫与六角螺帽

  “圆”是一种基本的几何图形;“圆周运动”则是一种重要的运动形式;在机械工厂中


  在金属切削中, 是以圆为主。可是,在几种不同圆周(旋转)运动的加减组合中,却能车削出各种几何形状的工件;某厂,为加工一种特殊的六角螺帽,改装一双轴车床,E轴夹装工件,D轴安装三把车,两轴各以某种匀角速旋转,可把一根圆钢车削成外六角金属棒; E轴和D轴分别以角速wW自转我们站在地球上,看到E D轴是独立的各自作自转运动,如果(我们)站在E轴上,看到的则是:D E自己)作公转运动,车刀刃尖M D公转运动;故我们E为原点取坐标系[xy]D为原点取坐标系[XY],由于E轴的自转,在E坐标系看来,D点及其坐标系,绕E朝反方向)作圆周运动(正如我们随地球表面上一点,匀速自西向东运动,看到的却是太阳东起西落),为计算方便,设初相q=p/2f=0,车刀刃尖M点在D坐标系中的轨迹,是以R为半径的圆:

 


      X= Cos Wt               

     Y= Sin Wt                                      D坐标系)

 A坐标系中,M的轨迹为:

      x=L cos(-wt)+ Cos Wt=L cos(wt)+ Cos Wt

      y=-L Sin(-wt)+ Sin Wt= L Sin(wt)+ Sin Wt         A坐标系)


如果取 W=-w 则有


     正是一个椭圆函数,在数学形式上,用两个圆周运动合成一个椭圆运动,适当的选取L比值,车刀则可以在工件的相对两个面上,切削出两条近似的直线(曲线的一小段),如果在D轴上安装三支车刀(各刀间距2/3兀,即120度),则可以将工件切削成相当满意的(3 X 2六角柱体——六角螺帽的毛胚。      如果,我们取 W=-2w 则方程变为

 


                                                                  P2/3

它是具有三个支线的次内摆线,如果在D轴上对称的固定二把车刀,也可切削

类似的正(2 X 3)六角柱体,(椭圆轨道也可看做有二个支线的次内摆线)       W=-5w时,函数变为具有六支曲线的次内摆线       


 只需一支车刀,取适当大的值   同样可以切削出良好的正1 X 6六面柱体来。

  哥白尼以太阳为中心取坐标系,也算顺理成章,开普勒又将哥白尼的圆形轨道修正为椭圆轨道;地球其他行星围绕太阳(或太阳的中心)旋转的说法,比较符合观测数据,如果以地球为参照点的坐标系,行星及其他天体的轨道,描述起来则相当困难和繁琐,按照托洛玫的观点和方法:地球是静止的,是宇宙中心,用两个圆周运动合成(地心)太阳轨道尚不困难,可是用地球坐标系勾画其他行星的轨道,已经是相当怪异的曲线了,当然用多个大小,速度不等的圆周运动,还是可能相当近似的描叙出各个行星运行的怪异曲线,只不过在数学形式上,其繁琐程度令人难以承受而已;从原则上说,应该证明的是,各坐标系自身的运动状态,到底处于静止(或作匀速直线运动)状态的是太阳,还是地球?这在牛顿的相对性力学中,是无法判断的,托洛玫也好, 哥白尼,开普勒,牛顿也好,谁也拿不出测定惯性系统的标准和方法,哥白尼,开普勒托洛玫之争,只能停留在简单清晰与繁琐迂回的区别上,是非难辨,直到爱因斯坦推出相对论,谁是谁非,才得到了最后的判决: 只有相对于光速为三十万公里/秒的坐标系,才是(作匀速直线运动的)惯性坐标系!. 把光速一下子推到这样的重要标准位置上,似乎有些武断,但这确是实验的事实

  在数学形式上,车刀的圆周运动和天体的圆周运动,没有多大区别,只是金属切削,不需考什么虑惯性系统的问题,在尺度上也不可同日而语。

                                                          

       

    

 

 

 

 

 

 

 

                                                                 P3/3


附注(次内摆线的几何解释:内次摆线是一圆周(B)沿另一圆周(A)作无滑动的滚动时,圆周(B)内(或外)部一点M所描成的轨迹:

 


B圆半径=BC=bA圆半径=AC= aAM=r; a/b=2时,可得到椭圆(1)式 a/b =3, 得到三分支曲线(2)式a/b =6得到六分支曲线(3)式。

 

 

                                                           

                                     

 

 

 

 

 

  

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