involute of circle 計算ツール
involute of circle 計算ツール(無料・オンライン)。数値を入力すると瞬時に結果が表示され、計算式・手順・計算例も確認できます。すべてブラウザ内で計算され、登録は不要です。
中国語版: 圆渐开线在线计算器
原理
圆的渐开线(involute of a circle)是把绕在基圆上的细线拉直展开时线端点的轨迹:x = a(cos t + t·sin t)、y = a(sin t − t·cos t)。核心几何性质:渐开线上任一点的法线都与基圆相切,且切点到该点的直线段长恰等于已展开的弧长 a·t。
速度模 |v| = a·t(线性增长),从 t = 0 起积分得弧长 L = a·t²/2;曲率半径等于展开段长 a·t。这些解析式都被 GL16 数值积分独立验证(197 批 clothoid 是曲率随弧长线性变化的亲戚,渐开线则是曲率半径 = 已展开弧长)。
使用步骤
① 输入基圆半径 a 与展开角 t(弧度,2π 约绕一圈);② 计算得到展开弧长、终点坐标与曲率半径;③ 齿轮设计里常用 t 范围为压力角 20° 对应的展开区间。
计算示例
a = 1、t = 2π:L = 19.739208802179(= (2π)²/2 = 19.739208802179);终点 = (1.000000000000, -6.283185307180),即绕基圆一整圈后落回 (a, −2πa)。曲率半径 ρ = 2π = 6.283185307180。
注意事项
展开角 t 是弧度。渐开线齿廓只需基圆参数即可完全确定——这是渐开线齿轮可互换性的根基。t = 0 是曲线的尖点(渐开线起点在基圆上)。
常见问题
Q:渐开线与阿基米德螺线有何区别?A:阿基米德螺线 ρ = bθ 极径线性增长;渐开线的极径 = a√(1+t²),且法线恒切基圆——后者是它成为齿轮齿廓的根本原因。
Q:弧长公式为什么是 t²?A:线端速度 |v| = a·t 随展开角线性增大(既绕又放),∫₀^t a·s ds = a·t²/2,与抛体位移公式同构。
参考值区(GL16 数值校验同源)
a = 1、t = 2π:数值弧长 ∫|v|ds = 19.739208802179,与解析 (a/2)t² 一致;终点 (1, −6.283185307180)。
involute of circle 計算ツールの使い方
- 各入力欄に自分の数値を入力します — 各欄に求める値の説明があります。
- 入力すると結果は即座に更新されます。「計算」ボタンは不要です。
- 結果カードで主要な数値、手順、実務上の注意点を確認できます。
よくある質問
involute of circle 計算ツールは無料ですか?
はい — Calcton の数学の計算ツールはすべて無料で、登録も不要です。入力データはブラウザ内で処理され、サーバーには送信されません。
このツールの中国語版はありますか?
はい。上の中国語版へのリンクをご利用ください。同じ計算ツールを簡体字中国語インターフェースで利用できます。
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数学の計算ツールについて
代数・統計・数論・日常算数のための無料オンライン数学計算ツール。二次方程式や行列から、パーセント・分数・素因数分解まで、すべてに計算式と手順を表示します。