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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

   火.. [复制链接]
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
, g7 Q# t9 o' L
, z) D+ c3 H4 A! k0 i! ^$ r: B) x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。4 o6 ~, I) e6 Z3 |) m# q
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。4 d# ]; @2 N% {
我由于5年前在帖子中的回复,也卷入了这场纷争之中。" O6 K3 L. u# e: 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。
% b; L2 j6 Q- R& L7 \: }8 q) V; \奈何有些大侠按自己的思路理解始终有些困惑。
9 Z. j( j* ~1 ^6 B3 E4 k, i# b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。
, ]: |9 h2 r. Z; x/ Y
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。3 Q9 N6 M1 `6 @1 Q: ]: g1 T
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”。
$ t' t- H  @3 r8 r- K对此,我郑重声明:
- H4 H% b& f9 F5 a" S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”。2 P( C/ D8 S8 C: i- l( Q$ ~. i; |
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。- ^( x. P) M0 A* @
以上是一些牢骚话,嘿嘿。7 Q' z8 S" l4 K; I; a% c0 `
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。
) I# h2 i. U" l' s************************************************************************************: h5 r& e- V& u: q, r- i& D: e
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。1 {, G  }/ y- B" i( x7 N. T' Z
6 b) c( f7 S  E7 p" 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 l: v) x5 N3 W, _" q3 k下面看图说话,还是我在周五回帖中的图。
1 x3 e( a6 o0 i, A- p& Q
( [# v" L$ g6 p. t$ m
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。1 m) c9 i) d6 w5 j3 H, s$ C8 [. l
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。- b0 M; P0 G, H8 a0 d8 M) w& h3 t
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。

! j/ }( C' l& S5 I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。
# x  v- F% u2 F8 B% h$ i  ?; _3 `& H2 [8 E" I4 r+ k# \
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 T5 b+ t5 B" z' E: M! E: `; dhttp://www.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=441947
  Q4 b' a8 ^3 O9 X- P1 q8 r! q# @7 A
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: g& x3 u6 n, b- P* }  j: u; Z% K

9 J! w& G5 M0 r7 v% a' i. k( N3 ~: i2 U& h" @0 v

; G: O5 F1 \. l8 h/ J9 i+ T) T) A2 \$ Q7 @: q  S
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4 |' w  L% h8 Z7 T

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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
/ u3 ~! N( d  G& c/ o% M" d# F! d& q' o5 k2 r8 p
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 E- J6 g1 ^$ x事实上这也正是这位大侠困惑和纠缠的地方。( V3 W3 _% x$ V4 I, h
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。
' e6 ]9 X, ^) O; H8 T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?
" z% t& v' y$ _, |# w1 ~( t0 t/ m
6 H/ {8 }- }! w. z. F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
2 \3 [& t: L) Z2 J
8 o7 w: }" ]3 }# Q# ^9 Q. \% G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。0 W5 d+ w" w& X/ ]% n
我的意思是两者都对,只是观察点不同而已,
1 A# h+ h# Y. L% B  }4 E  x+ p
5 D7 O. e/ m0 A! l) R6 q1 |1 @" V

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 6 U( ^4 z) Q1 g9 H* Q( l9 B
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。
; o. \2 U7 i0 e9 l我的意思是两者都对,只是观 ...

  y8 [. j5 h" M* T; e% R- R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。/ u7 i' F# l2 k5 N/ X

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。
  {2 J5 `/ x3 B+ @) l8 nhttp://www.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=441947* l+ G2 i' y  K5 M1 I$ v, l

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
! ^$ n, P+ N, D- M0 a" h( H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 [  S% c5 F/ r; R; ]& O. G
我的意思是两者都对,只是观 ...
0 B! E& u$ {) u9 m7 x
这还不仅仅是观察点不同的问题。
! `( A4 ~) U4 m, F, F$ a0 N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。
3 t3 T) |  U4 E. H. \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?2 q: X- V- `3 ?# l$ a4 N
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。7 q$ r0 d. t& _) h7 F- v% A3 T. _# e0 r$ o

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?, K' Y2 U- p" o! @
) E) A! p7 e6 Z
Z=齿数,ω=角速度7 k! j% N! Z/ _

7 t! L! K' N. y8 c1 J4 Z$ o5 y9 sZ(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% C5 J$ J) H7 ~( N

. u$ \, g2 f2 K, R! `9 T

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 3 `; g5 ?8 ]8 `3 o  j2 t5 e. L
逛逛论坛 发表于 2016-1-31 00:20 # t% K( X! c9 ^- j% i! p
这公式有错吗?
5 C: w3 h/ z, {1 S
8 A0 @- T) b+ oZ=齿数,ω=角速度

: K/ }2 @! a% r! @4 L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。4 l& u+ s4 I# n8 y. V$ Z
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' `# w$ `5 k& }9 b) N' |实际上是他们自己还没搞明白。
7 G: [( _3 b' w8 _. v' e

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
* b2 g( _7 j4 `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。

3 }, ?% [4 }. G0 v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
5 q* Z6 _* m# R
+ `2 M. M) j! k, R起始位置,9 I* E7 o7 Q* L( O' m0 k$ `1 R
: x4 w7 R0 \( x5 F
2 k9 q3 N5 H, V) s0 M7 p9 h
第一次朝下截屏
/ Z1 B9 J% q/ Z+ v# q9 B4 t
, E/ q1 o$ T; y, c5 U
3 `9 y  h& N: ^0 P! T9 X  t; r9 T( d第二次朝下截屏
7 w3 _, y7 K8 V3 ^, z# y! O. X/ q$ W& _4 ^/ ~7 _- N" h

% U# {) E$ g' h" v( |# ]- p% |9 E第三次朝下截屏
* d* U' A: f" @, C+ }& `, `- C+ c! B" J. s3 z
! A9 u. E8 C! _/ C7 L* W0 W' n
第四次朝下截屏- X, [% e/ `3 x$ J
( Y) }+ A, a7 }9 |6 q# S8 C
/ U. [$ Y" u; K* V0 r7 {" L
第五次朝下截屏
6 n! h/ ~2 K3 I3 ?2 L+ |. w

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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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