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諾模圖

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諾模圖的種類很多,有共線圖和共點圖(也稱網絡圖)等,通常説的諾模圖是指共線圖。共線圖的理論是由法國奧卡涅於1884年首先提出的。
中文名
諾模圖
外文名
nomograph
應用領域
數理科學
提    出
奧卡涅

目錄

諾模圖簡介

根據一定的幾何條件(如三點共線),把一個數學方程的幾個變量之間的函數關係,畫成相應的用具有刻度的直線或曲線表示的計算圖表。是工程技術上常用的一種計算圖表。諾模圖使用方便,求解迅速,可以避免大量的重複計算,因此在機械設計中得到廣泛的應用。 [1] 

諾模圖分類

諾模圖的種類很多,有共線圖和共點圖(也稱網絡圖)等,通常説的諾模圖是指共線圖,諾模圖使用方便,求解迅速,可以避免大量的重複計算,因此在機械設計中得到廣泛的應用。 [2]  諾模圖的基本概念是圖尺、圖尺係數和圖尺方程。根據一定的幾何條件(如三點共線),把一個數學方程的幾個變量之間的函數關係,畫成相應的用具有刻度的直線或曲線表示的計算圖表。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)。函數圖尺的刻度數字一般表示該變量的數值。

諾模圖計算

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,凡是標值滿足該方程的3個刻度點都必須位於同一直線上(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、圖尺係數和圖尺方程。 [3] 
諾模圖 諾模圖
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字。圖尺一般按變量的函數值來刻度,故又稱函數圖尺。函數圖尺的刻度數字一般表示該變量的數值,例如圖2中的Z尺是按lgZ刻度的,但標註的卻是變量Z的數值。 [4] 
② 圖尺係數:表示函數值單位的長度,記作m。以L表示直線圖尺的長度,變量u的標值範圍從u1到u2,相應的函數值為f(u1)和f(u2),則圖尺係數為m=L/[|f(u2)-f(u1)|]。
③ 圖尺方程:圖尺上刻度所依據的方程式。若所畫的函數為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)
諾模圖 諾模圖
w圖尺
圖尺距離  a/b=m1/m2
例如,繪製計算斜齒輪當量齒數公式Z′=Z/cos3β的共線圖),式中Z 為實際齒數,β 為螺旋角。先將公式兩邊取對數,使它化為典型方程的形式,即   lgZ′=lgZ-3lgcosβ 。若常用齒數範圍 Z=10~150,常用螺旋角範圍β=0°~45°,得出圓化值Z′=10~400;取圖尺長度L=120毫米,則圖尺係數分別為  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
諾模圖 諾模圖
Z′圖尺
諾模圖 諾模圖
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。
參考資料
  • 1.    周玉申. 承載索張力計算諾模圖及其應用[J]. 起重運輸機械, 1990(5):3-5.
  • 2.    趙藻藩. 解算變位齒輪齧合方程的諾模圖法[J]. 科學通報, 1979, 24(5):212-214.
  • 3.    楊有培. 基本型諾模圖圖尺標值分度法及分度儀[J]. 吉林大學學報(工), 1983(4):38-48.
  • 4.    劉文潤. 透視對應在變量圖尺標值中的應用及精度分析[J]. 河北工業大學學報, 1994(1):88-92.