諾模圖
[拼音]:nuomotu
[外文]:nomograph
根據(jù)一定的幾何條件(如三點共線),把一個數(shù)學(xué)方程的幾個變量之間的函數(shù)關(guān)系,畫成相應(yīng)的用具有刻度的直線或曲線表示的計算圖表。是工程技術(shù)上常用的一種計算圖表。諾模圖使用方便,求解迅速,可以避免大量的重復(fù)計算,因此在機(jī)械設(shè)計中得到廣泛的應(yīng)用。諾模圖的種類很多,有共線圖和共點圖(也稱網(wǎng)絡(luò)圖)等。通常說的諾模圖是指共線圖。共線圖的理論是由法國的M.de奧卡涅于1884年首先提出的。共線圖是用 3個圖尺表示一個包含3個變量的方程。在這些圖尺上,凡是標(biāo)值滿足該方程的3個刻度點都必須位于同一直線上(圖1、圖2)。其中最常用的是由 3條平行直線圖尺組成的共線圖,其典型方程為f(u)+f(v)=f(w)。使用共線圖時,如已知兩個變量,則過該兩變量的圖尺上相應(yīng)的變量點作一直線,該直線與第三圖尺的交點就是所求第三變量的值。
諾模圖的基本概念是圖尺、圖尺系數(shù)和圖尺方程。
(1)圖尺:具有刻度的直線或曲線,其上注有按大小順序排列的一組數(shù)字。圖尺一般按變量的函數(shù)值來刻度,故又稱函數(shù)圖尺。函數(shù)圖尺的刻度數(shù)字一般表示該變量的數(shù)值,例如圖2中的Z尺是按lgZ刻度的,但標(biāo)注的卻是變量Z的數(shù)值。
(2)圖尺系數(shù):表示函數(shù)值單位的長度,記作m。以L表示直線圖尺的長度,變量u的標(biāo)值范圍從u1到u2,相應(yīng)的函數(shù)值為f(u1)和f(u2),則圖尺系數(shù)為m=L/[|f(u2)-f(u1)|]。
(3)圖尺方程:圖尺上刻度所依據(jù)的方程式。若所畫的函數(shù)為f(u),刻度的原點為f(u)=0,從原點到任一刻度u所量得的距離為y,則圖尺方程為y=m?f(u)。因此圖 1中的三平行尺共線圖中三條圖尺的方程分別為
u圖尺 y1=m1f(u)
v圖尺 y2=m2f(v)
w圖尺
圖尺距離 a/b=m1/m2
例如,繪制計算斜齒輪當(dāng)量齒數(shù)公式Z′=Z/cos3β的共線圖),式中Z 為實際齒數(shù),β 為螺旋角。先將公式兩邊取對數(shù),使它化為典型方程的形式,即
lgZ′=lgZ-3lgcosβ
若常用齒數(shù)范圍 Z=10~150,常用螺旋角范圍β=0°~45°,得出圓化值Z′=10~400;取圖尺長度L=120毫米,則圖尺系數(shù)分別為
為刻度方便,取m1=100,m 2=250,得三條圖尺的方程為
Z 圖尺 y1=m11gZ=1001gZ
β圖尺 y2=m2(-3lgcosβ)=-750lgcosβ
Z′圖尺
a/b=m1/m2=100/250=2/5
若選取a+b=105,則a=30,b=75。畫出共線圖(圖2)。
使用時,若已知Z=70,β=30,則通過這兩點作一直線,在與Z′圖尺的交點處讀得Z′=110。
- 參考書目
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- 孟憲鐸編著:《計算圖原理和繪制方法》,機(jī)械工業(yè)出版社,北京,1981。
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標(biāo)簽:諾模圖
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