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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 , M6 X* O; G* C7 }4 ]7 J

% a# H. q8 q+ G9 v; B5 @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。
, X/ o- J7 x* q' A. g% T3 I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。
( i' D3 W* `4 R我由于5年前在帖子中的回复,也卷入了这场纷争之中。
' j3 D6 o/ _: V" X- z; r  X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。
; Z3 v) C0 }1 [奈何有些大侠按自己的思路理解始终有些困惑。
% m# _$ F6 n' T0 s9 _" K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。
; e3 [- ]* i1 B3 ?& ^) t# @
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。+ m. I# a+ [' \4 ]1 E6 j/ g
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”。
& o8 D+ u" {' @2 X2 D对此,我郑重声明:1 c* |- o8 F1 n/ ^- o6 |
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”。+ M* ]" s% h" j3 F  Q
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。( t+ y, a$ s; v8 |$ P
以上是一些牢骚话,嘿嘿。
. S, P  q) [7 `7 Y/ P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。
- J* }3 W  R* y3 r$ ]************************************************************************************8 G: M3 P" O$ ~  a% Q/ x( w
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。( P* [9 k+ `; E; Y
; ]% i& k+ j# {
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。  w! t; d. j) q
下面看图说话,还是我在周五回帖中的图。

  h# A( B2 c0 s; Q2 p' G4 n. w# `( z* f( L
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。
% b& d! n1 \8 b+ g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。) N( G1 z2 p1 ?) X) B1 |9 g4 n
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。
) ~3 G# B/ N3 b) S  z& m9 |
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。1 x4 j+ o* F  |+ x
3 {5 ?# S0 w) X! d$ z  \4 ~1 g
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。: c# [( F$ I* x
http://www.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=441947
+ a  t$ o4 ^- U" |; Y. f
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: T- |( M9 f, [, K2 ?5 |. ~1 U
. ]* W5 [" v3 x+ X' ^
: Y: k) ^; g1 U0 t

# f, Z0 _: i* B1 a* F+ O( l0 E: a1 w! A1 m7 N7 ?
- l! ]9 q. ]2 c# s0 N& u

  Y. Q& s+ c& {5 ?9 Y6 x
+ g& w$ {% T& L" F3 s( f8 J
9 S) g6 U6 m1 Z% l+ r, L. {: e

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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 ( P  `* @+ T2 M: X
) ?0 ?" }& Z8 B, ?$ X2 ?
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。( p  ^2 Z! r# ?  t" k$ a, J8 ?# ~: v
事实上这也正是这位大侠困惑和纠缠的地方。4 {1 g. K- V' W$ F3 t
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。
% Y4 z+ `  z+ [+ i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?2 T* _$ c0 K3 j: m/ x
# L6 k7 u; X/ V
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
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 ! w% W# a0 x8 p* |# {" c1 j. p

5 Q8 e! V6 `( j, z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。
( C: O# e2 e* Q- B0 G& @我的意思是两者都对,只是观察点不同而已,5 u# y) s4 T/ P7 ~# h# ?
8 K4 R( N, f% W" O, q# b) B- {" u4 O

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
 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
5 {( b9 J& `4 E, z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。5 P. z( _6 }9 H# r, J3 j8 c' G
我的意思是两者都对,只是观 ...
' N; ]/ C9 U! X0 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。5 }, m# z0 g0 T3 g: t# Y; o8 ~

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
 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。7 c! C1 p: I. d% d
http://www.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=441947$ C; }2 u, G) i$ M; B

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
 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 ) ?+ d* K% i/ m2 I- Q! ]( x' l
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。. |1 ^- B4 m1 R' K4 W. W3 {
我的意思是两者都对,只是观 ...
1 [; ?" \2 t) m2 p( J; m9 P7 g- [
这还不仅仅是观察点不同的问题。
+ A  s& G% i! H; ^/ 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。' |& n+ f3 K2 f  p, R" D" x
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?! o- u1 B8 N2 I; p5 D9 W, j0 d) a
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。4 p+ e  i6 s! X9 V

点评

运动学,运用速度瞬心定了 可以求解。  发表于 2016-1-31 15:46
发表于 2016-1-31 00:20:46 | 显示全部楼层
这公式有错吗?( b; [( I7 ~7 w+ O* V  \( M: G+ k
, g7 m3 U& A; R  F. T
Z=齿数,ω=角速度, ]! t% G4 D/ J! X; _6 U

, H. z/ K: ]) c& ], p8 P( RZ(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
% p( ?$ J$ K6 A) g; N/ k& e- j6 T% Y0 v  O3 e* p% c

点评

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
 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
7 Y* K7 C; A) X
逛逛论坛 发表于 2016-1-31 00:20 & l1 z# e. \- ?9 H- @1 e- L( E' H
这公式有错吗?
6 s" C+ e# K: ?0 V+ p7 f/ `5 E7 Y) G6 {- N4 u* a$ F
Z=齿数,ω=角速度

2 V4 I9 j8 F8 X) z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。
6 q7 |8 |' y8 L6 o$ r) N+ b1 `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。
! g; J' P2 d+ ~  C实际上是他们自己还没搞明白。
2 S/ n% @9 n( w/ `& \6 L

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
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 - o+ b3 z+ O) A/ N9 C, F+ z
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。
* U* J/ `% A% y9 }( i
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8 F- }# O$ T& o+ Y9 ?1 K+ M
& W8 v3 R  ]5 I% N4 l2 i
起始位置,* l/ w# B- y; @$ P) _1 B: L7 A

% ~5 _- n+ i" |3 f+ g  a( R, c4 G6 r9 P+ a; r9 |8 n$ [
第一次朝下截屏3 H9 v. C0 O% p4 X: @

0 I7 D; u; d6 c- C5 N- U/ s# s$ S* t) |' F
第二次朝下截屏
" n& u" p9 O, Z! n9 o" \
7 H+ j) U9 K7 g' C1 O# z6 H- h" r- t
/ [. B1 n* e) v第三次朝下截屏
7 K! v; G5 O; N% h) \
; O1 ^$ x- ?) v* g7 ]' }  [& ^- I4 J+ ?; z, ?" \+ t0 i. M
第四次朝下截屏
! D' n& I$ A% @4 u
7 Y1 A3 d: O/ \8 q7 x  r% n
( f/ w& m2 J( k! L第五次朝下截屏8 f$ G% Z3 u8 F  n

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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。
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