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能力就是将复杂的问题简单化:我希望用一句话来终结社区里的行星轮自转之争

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发表于 2016-1-30 23:04:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 刘景亚 于 2016-1-31 01:15 编辑
# c& k) L) `4 ~- N: [8 P/ I9 H
) ?0 j' Z: k& P这几天社区里最热闹的事情恐怕就是关于行星轮的自转之争,大家都坚持己见,好不热闹。
0 k$ @$ G( H8 S7 A李特文、傅则绍、微分几何、矩阵变换、理论力学、运动方程、CAD作图、动画模拟,轮番上场,不一而足。/ ~- B$ a2 b2 A  d
我由于5年前在帖子中的回复,也卷入了这场纷争之中。
1 o( K: x0 _! n. ]- V, G本来这个问题5年前我的回复就已经说得清清楚楚,觉得大家理解应该没什么问题了。6 E; h4 j3 x7 R
奈何有些大侠按自己的思路理解始终有些困惑。
) Z. V0 `4 R! f也罢,我花了几乎整整一个下午,顺着这些大侠纷繁复杂的思路,捋了捋,希望能找出思路是在哪里出现了岔路和分歧。
( B- L* t% t3 e8 a- X8 b
应该说通过周五下午的讨论,问题结论已经很清楚,再纠结下去就是为了争论而争论毫无意义,懂的人早就懂了,不想再纠缠这种无趣的问题。' X2 B6 R; H, ?1 j5 E" P
今天登录论坛看到某位大侠在回帖中,讲到“博士很傲”,并且还在质疑我的水平“问题搞了这么多年还没搞清楚”。, U! {1 ?. c; B$ Y
对此,我郑重声明:3 G4 A5 q7 V5 o& F$ p+ E  Z
第一,我傲不傲,和问题本身无关,讨论问题我把我对问题的见解阐述清楚即可;只要把问题说清楚,任何人都可以“傲”。8 }& v, u( Q( P9 \/ M0 r
第二,你可以不同意我的观点,但把本身是你自己没搞清楚甚至是错误认识的问题,说是我搞错了这就是不负责任了。! V) \& x+ V1 ?
以上是一些牢骚话,嘿嘿。
; J5 j, j$ K. I! z3 P2 ^下面还是我很“傲”的风格,复杂问题简单化,我希望用核心的一句话来终结这个争论。* b; B7 C9 H: |& L
************************************************************************************
0 [) l# N# K9 `$ K( f$ A共识:讨论小齿轮自转,我们就在小齿轮上标记一个点(在讨论帖中有大侠也提到这个办法),齿轮中心和标记点连线形成矢量,讨论小齿轮转了多少,我们就看这个矢量的旋转了多少。这点大家应该都没疑问吧。
3 F% k0 P  g$ b! ?2 M& Q# H2 {, j% z
要终结这个争论,回归本质,核心就一句话:上述矢量的旋转转速即为行星轮的自转转速。
7 V' i2 k3 c# `- V7 Q下面看图说话,还是我在周五回帖中的图。
: q1 P% S3 p5 C: r

9 Q/ R. f# C2 h# X, p左图为初始时刻,标记点在节点位置标记为A,矢量OA为观察矢量;右图为转臂旋转了20°后的情况,小齿轮中心由于公转到了O1位置标记点到了A1位置,观察矢量为O1A1。可以看出,矢量O1A1与OA的夹角为60°,即旋转矢量旋转了60°,是转臂的3倍关系。
- F6 L. b/ d7 b坚持认为是2倍关系的人,看的是O1A1与O1B的夹角,这个夹角是观察矢量的新位置与转臂方向的夹角,而不是观察矢量新老位置的夹角。也就是说这种计算思路,计算的始终是行星小齿轮自转相对于转臂的速度,计算出来的2倍,是小齿轮自转转速相对于转臂的相对速度是转臂的2倍,即(w小齿轮-w转臂)=2w转臂,也就是w小齿轮=3w转臂。
. x! D+ o6 Q: B& k( T& k我们讨论小齿轮自转,肯定是要以标记点观察矢量新老位置夹角看的。坚持认为2倍的人,并不是简单的观察坐标系选的不同看上去都有道理一样,而是犯了原则性错误。
$ [, q! Q2 z7 o$ o; E
我希望这么讲可以让大家清楚了,希望可以终结简单而又复杂的讨论了。
" K; q& U+ t0 ]3 Z% o' Q' i
0 F+ x+ [  N# U5 M3 \: ?( U如果还有困惑的大侠,数一数@番茄唐龙 大侠帖子中第二张图所标记的矢量旋转了几圈。
3 M6 v! w, A6 J- _8 |http://www.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=441947
3 r; f1 P/ Q3 x, @3 ^
这个帖子中,第一幅图表明的是小齿轮自转相对于(减去)转臂的转速,第二幅图表明的是小齿轮自转转速: |+ k% ]% f# v7 M4 ~7 T1 G- ?

/ b, N* f! K$ x; U2 M1 ^1 z
5 ?" `. P8 p: `% u
; v/ D0 H& Y$ p
. e) m# e, d; S7 ]
7 b- n8 A" y& I
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参与人数 9威望 +208 收起 理由
胖子小二 + 1
桂花暗香 + 1 问题描述清楚,显得很专业!
不懂的太多xx + 1 问题描述清楚,显得很专业!
pain + 1 对这场争论没怎么关注,感觉可以终结了。
张聋子 + 1
老鹰 + 200 热心助人,专业精湛!
zerowing + 1 大师风范
LIAOYAO + 1 有心
明月山河 + 1 问题描述清楚,显得很专业!

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 楼主| 发表于 2016-1-30 23:13:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 刘景亚 于 2016-1-30 23:14 编辑
# q' H% u7 J& _6 M
& _4 v7 r! B5 U我估计有大侠要说,这个观察矢量不是做的纯粹绕圆心运动,而是既在绕圆心旋转,圆心又在转动,是个平面运动。
7 w- b8 P* H+ r/ W9 Z$ m- L事实上这也正是这位大侠困惑和纠缠的地方。
% R" f8 }8 M" V. E; {# ^! o1 ^( J我还是用一句话来终结这种疑问:讨论两个矢量的夹角,和这两个矢量是纯旋转得到还是平面运动得到,都无关紧要,这个夹角求的本身就是旋转部分,即自旋部分。5 T3 P5 `* U. M+ c3 w
说得再明白点,计算两个矢量的夹角,和矢量的原点在哪并没有关系吧?
, x+ l& g4 Z* t, e$ Z+ H
. k0 `  Y6 o$ t% P! L我想我已经讲得非常清楚了,如果还有困惑,本人也没有办法了,嘿嘿。

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参与人数 1威望 +1 收起 理由
LIAOYAO + 1 专业

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发表于 2016-1-30 23:26:08 | 显示全部楼层
这帖子。强势围观!俺没看到一个矢量在两个坐标系下的映射关系,俺是看醉了。

点评

这不是面子问题,这是原则问题。 说到重新定义转动,恰恰是你把通用的行星自转做了重新定义。否则为什么你的结论和经典的运动公式对不上,反而还怀疑是教材误导了你。 这么给你说吧,教材公式没有错,用啮合原理坐  详情 回复 发表于 2016-1-31 15:40
哎,你就是太在乎你的面子了,一直在维护自己的观点。算了,就这样了,毕竟还是有人在后面看着呢。  发表于 2016-1-31 12:46
哈哈,好吧。你要说我没学到家。那我就继续学习,我不在乎你的评价。只关注问题,你把转动重新定义了一下,真真是吧我给颠覆了一把。  发表于 2016-1-31 12:42
看来某人脑袋里还是一团浆糊,半瓶醋的水平实在不敢恭维。要说矢量、啮合原理、坐标变换,从回帖看,你还真没学到家,没把东西吃透。  发表于 2016-1-31 12:31
矢量本身是与坐标系无关的。就像一段文字,用不同的方言去发音,意思都是一样的。 举个例子说,《数学分析》里有一章专门讲的“场论”有“矢量分析”,就是把坐标系踢出去,保留不变的东西。矢量分析里各种符号,   发表于 2016-1-31 11:02
要说复杂问题简单化,http://www.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=441834&extra=&page=2这个18楼,最直接,最简单,最有效  发表于 2016-1-31 10:48
我都不知道你是怎么理解n*v,这里的n矢量是个什么东西?  发表于 2016-1-31 10:27
相对坐标系下的矢量,直接拿出来,扔到绝对坐标系下。俺就真是服了你了,佩服的五体投地了。  发表于 2016-1-31 10:23
俺以前说过。俺对于知识的态度,是不迷信,不盲从。帽子没用,群众更左右不了  发表于 2016-1-31 10:16
刘景亚。看来你对你学过的东西,生疏了许多。如若不是,你就是脑筋急转弯转不过来了。  发表于 2016-1-31 10:13
直角系间无论怎样变化,两个矢量的夹角都不变吧  发表于 2016-1-31 09:09
我的帖子醉了看不懂,嘿嘿. 两个矢量简单计算夹角而已。你不管选哪个坐标系映射计算,无关问题本质,呵呵。  发表于 2016-1-30 23:34
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发表于 2016-1-30 23:49:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 zsddb 于 2016-1-30 23:57 编辑
2 A3 q0 ?& W- t" D5 y3 I8 ?  m; Z; q: ]! T
虽然我完全明白博士的意思,但我觉得之前有个哥们贴的那个动画更能说明问题。
3 x* G1 R$ r2 |3 l0 R! a! ~我的意思是两者都对,只是观察点不同而已,
+ P8 _$ I5 b# B, n0 i5 d0 U/ ^* o' W

点评

这还不仅仅是观察点不同的问题。 观察者所在坐标系不同,看到的转速不同,这大家已取得共识,这在啮合原理和微分几何中都是基础。 后边纠缠的问题在于,行星轮自转转速是参照那个坐标系说的? 这不单单是一个学术  详情 回复 发表于 2016-1-31 00:15
对的,@番茄唐龙 大侠的第二张图中标记的矢量旋转了5圈,正好验证我本帖所说。  详情 回复 发表于 2016-1-31 00:04
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 楼主| 发表于 2016-1-31 00:04:20 | 显示全部楼层
zsddb 发表于 2016-1-30 23:49 3 n5 O+ U  x7 c+ |/ o. X
虽然我完全明白博士的意思,但我觉得之前有个哥们贴的那个动画更能说明问题。4 o3 ]7 a2 m! l. O* Z
我的意思是两者都对,只是观 ...

5 ]. P: a3 |/ ~( L; N3 e+ ~0 x对的,@番茄唐龙 大侠的第二张图中标记的矢量旋转了5圈,正好验证我本帖所说。% n4 W9 |8 ]. [: a

点评

我不是大侠,更不敢随便说话,只是搬出事实,事实胜于雄辩,看图说话仁者见仁智者见智(*^__^*)  发表于 2016-1-31 11:08
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 楼主| 发表于 2016-1-31 00:07:18 | 显示全部楼层
如果还有困惑的大侠,数一数@番茄唐龙 大侠帖子中第二张图所标记的矢量旋转了几圈。
5 ?6 Q/ T# A4 {8 p! \http://www.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=441947
9 G4 {/ x. E, d8 i1 |5 i

点评

数箭头朝下是5圈,数点相碰是4圈,大侠求解,为什么观察箭头  发表于 2016-1-31 10:10
4圈。。  发表于 2016-1-31 10:04
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 楼主| 发表于 2016-1-31 00:15:21 | 显示全部楼层
zsddb 发表于 2016-1-30 23:49   F; n, l( b" N
虽然我完全明白博士的意思,但我觉得之前有个哥们贴的那个动画更能说明问题。$ @- u; d: V" k, `1 }& R, ?
我的意思是两者都对,只是观 ...

+ [) h! K+ W, \/ l) F* y0 j- C这还不仅仅是观察点不同的问题。
0 C, w4 C7 B& p+ q! C" \观察者所在坐标系不同,看到的转速不同,这大家已取得共识,这在啮合原理和微分几何中都是基础。' j7 i1 J* d9 R( M
后边纠缠的问题在于,行星轮自转转速是参照那个坐标系说的?" X0 M" X' t; h2 W7 c2 g+ H1 p5 z
这不单单是一个学术定义的问题,在讨论中反映出来的是一些人对问题本质没有搞清楚。# y; U2 {8 G6 ]  `# ?( E' G% Q

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运动学,运用速度瞬心定了 可以求解。  发表于 2016-1-31 15:46
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发表于 2016-1-31 00:20:46 | 显示全部楼层
这公式有错吗?
3 b3 v, d1 u( R; t
- h4 x+ {4 [. N# U3 F: KZ=齿数,ω=角速度
& B, ?" E: K' _! n+ F- z' C" b# u0 n% S, }; [) D% j
Z(太阳轮)X ω(太阳轮)+ Z(行星轮)X ω(行星轮)—  Z(太阳轮)X ω(连杆) —  Z(行星轮)X ω(连杆)=0
- n; k, F" Z" B) a7 {: E0 A  @. w& w$ j# J% M/ h

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还在坚持两圈的人,可以代入这个公式算一下,看是否成立  发表于 2016-1-31 01:02
这个公式放心大胆用,关于行星转速的说法全世界都是统一的,而是不管用什么方法运动方程也好,矩阵变换也好的,得到的结果都是一致的,互相吻合的。 现在的问题是,讨论中坚持2圈的一些人,由于自己认识不到位,觉得  详情 回复 发表于 2016-1-31 00:58
谢谢刘老师。  发表于 2016-1-31 00:33
这公式没错,并且针对的是太阳轮和行星轮外啮合的情况。  发表于 2016-1-31 00:31
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 楼主| 发表于 2016-1-31 00:58:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 刘景亚 于 2016-1-31 01:00 编辑 ' l0 T3 n: d/ y% E5 x
逛逛论坛 发表于 2016-1-31 00:20
& F2 o/ }# I! o3 n! [这公式有错吗?, X/ \( w0 ^. c& f
6 e7 F# g: M# g" }' B) I
Z=齿数,ω=角速度

) L+ I! f7 I: P$ v& k; i这个公式放心大胆用,关于行星转速的说法全世界都是统一的,而且不管用什么方法运动方程也好,矩阵变换也好,得到的结果都是一致的,互相吻合的。5 m$ z2 g  r- _$ d* }, B
现在的问题是,讨论中坚持2圈的一些人,由于自己认识不到位,觉得不同方法得到的结论不同,认为是这个公式错了,要否定这个公式。
8 H! @- c5 ?, g+ A# q实际上是他们自己还没搞明白。, ?# [! t# G( |0 ]( u2 j

点评

抬出这个公式,是支持你的观点,要推翻你的观点,就必须推翻这公式,就没有争论了。  发表于 2016-1-31 01:02
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发表于 2016-1-31 01:03:08 | 显示全部楼层
刘景亚 发表于 2016-1-31 00:04 2 S7 R. w( N1 O
对的,@番茄唐龙 大侠的第二张图中标记的矢量旋转了5圈,正好验证我本帖所说。

+ \1 s- i5 ~3 _( x俺将动画截屏如下,注意小圆内大三角尖点方向,6张图都是大三角尖点朝下截屏9 t& H. G, }' C' X( ~2 f- e

8 l2 A; S) s) A! H6 x5 S( o( S3 v% c起始位置,
' I7 s* ?0 y3 X9 B3 c, b7 L6 ]8 ]. b) X. V* j- S8 J' T; m

; Z- \8 f- E! _: q- O) i- P第一次朝下截屏
5 j& u  V& M7 \* [! T1 e- E1 s$ D: u$ f7 m4 a# z  O

5 g7 K, ?4 n: ?8 O& m1 z% o第二次朝下截屏
& a1 x2 Z2 l& X1 U- E& N' ]8 E  f- c+ Z: ?: C1 N7 z7 Y& h
% z, I* T2 @% L+ j2 h4 e4 }
第三次朝下截屏, T' V1 K, l' z& f2 t! H1 y9 V3 ?
7 k& E6 }( x) ]( i& F

0 R: i2 |4 X% A4 M: |4 ]/ ~第四次朝下截屏' g3 M. `" V4 d
. R$ V3 t0 b; V/ G* t; I0 i" Y
. c$ K5 o- T/ m5 {/ r
第五次朝下截屏
" A5 k; u% X5 |3 A- V* H3 g

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参与人数 5威望 +9 收起 理由
不懂的太多xx + 1
大色猫 + 1
张聋子 + 1
刘景亚 + 5 大赞,希望有更多的人能把这个问题搞明白。
明月山河 + 1

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