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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 % K- F. S$ q4 z. i# k! M$ |% I
0 p$ Z, |6 B& V2 Y, I
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。6 }$ Z  n5 F6 r. f, F- J
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。; Y' `0 d# F, h" ~
我由于5年前在帖子中的回复,也卷入了这场纷争之中。
+ r7 g! Y* Z6 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。2 c% x) q2 G1 g: s
奈何有些大侠按自己的思路理解始终有些困惑。
8 s: a; y$ J9 X4 f, V9 ~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。
; k9 Y: b4 G8 O9 y( |- X0 M
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。* R0 u! k  Z' J( i
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”。
( e& ]# D& G$ C0 C, _% F# _% k. B+ i对此,我郑重声明:" B9 g* |% |% U
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”。7 D$ I3 c/ R' G% `9 e+ `
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。
7 k( [( V. |/ H6 E9 A+ e4 z以上是一些牢骚话,嘿嘿。" }9 P/ L+ _3 j" w  M7 I: F
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。8 m6 _6 I4 o0 }0 g7 a
************************************************************************************3 b' o; P' `5 t/ r/ ]
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。; v6 `4 i# I1 q* Q) H

# W% R( _1 q. g0 f6 Z0 n# @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。5 Q& G2 ]+ U( L+ I" P2 J
下面看图说话,还是我在周五回帖中的图。

/ x5 P9 t9 W) m/ U5 j, N$ q& R
# _' X7 i5 X% d! T& _- U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。
  n2 n9 g+ c6 K' T7 }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+ A$ d- h& D6 x8 h
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。

  i) ]( w3 d1 a, _/ G# R& h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。
( T1 d  f4 u0 j* t! e! E; S/ z( _1 N1 K8 l$ ~
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。
4 \* E; ]+ j( X8 H+ X, K! @http://www.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=441947

5 _( [4 W$ E5 ?( L  q- N  s! H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' |" }' o8 L; N

: q6 A" T  ^/ w& F; i
. E% [( Q, U1 Q  D+ Y( A
/ W6 g; F. m( {! {% t4 e3 G5 E( ~2 l7 r: C/ T, m
) {- ~$ M) M1 N6 ^* Y
' j2 b6 w) `' z7 {: c6 ~# r

6 O  F: C- T; R: Y" _+ Z1 g' f. v0 I9 D( }

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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
. W. ?& k5 t+ {* a# c. W/ {% ~* H) C& i  `- Z$ j0 S# E' ]
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。
1 h$ l1 O" x% e; `" _事实上这也正是这位大侠困惑和纠缠的地方。
. |8 M  n- x6 T# F  d# @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。7 P5 g5 x. D$ |# x  m
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?; ]9 ~% t9 e$ Q" {4 {  Q

8 ?  S  }: N9 i. n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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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
- ^, \; S; ~" Y/ h( c( T) D4 J4 k1 h; a" 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。5 j' {6 l" [0 Q
我的意思是两者都对,只是观察点不同而已,
6 i1 K' J6 u" w5 T2 d4 R8 f5 E1 E! n+ m5 r$ }) D) K" p) c5 l

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
+ k- i" ?) R7 q8 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。
4 y3 U8 S- A; ~4 z+ Z" K9 z$ j) J! M我的意思是两者都对,只是观 ...

, R4 e5 @' d& a$ V: j" {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。6 y+ `9 b' r$ s. S; e

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。% e+ {1 A$ V' c% w
http://www.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=441947
% v# Q  J7 M, ]

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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 " k5 v; ?$ ^& s( q
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。- S& x- ~' p3 ~, \1 T) j' j
我的意思是两者都对,只是观 ...

4 B' r  g/ O6 C% p! M, D这还不仅仅是观察点不同的问题。
2 S- Q9 f6 s+ l, v4 f2 U5 Y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。
' |+ V" M5 P* V3 V' S/ _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?
; z3 c) A. G" P7 o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 [! [2 ?; C# R/ h) ~+ u7 u& i

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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?# k& t6 x( {* I  Y: n$ e

; {3 k1 O/ }7 Q' AZ=齿数,ω=角速度
2 w+ B9 X5 T) y$ ~+ ^
' }0 Y5 ^7 D9 Q! S* c4 _; K1 HZ(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
/ \; z3 N8 E' ^! G% X7 S
+ T! C" `) Q+ Z+ N$ Z4 y

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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
( E8 X* k1 v; u
逛逛论坛 发表于 2016-1-31 00:20 0 w9 a3 b5 T0 d) f
这公式有错吗?
/ i7 i# p" @: L" T6 E) b7 t
" {# _) @: |& C* G- K' N, C$ X6 |Z=齿数,ω=角速度

" G' W: K7 }0 I: c  P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 G* V- ?- u" Z# n. p9 {$ S- m, E) \4 j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。
( \/ m1 Q3 q2 T& F) C1 O6 u9 d实际上是他们自己还没搞明白。" }8 l, \- Y% u/ a, S$ `

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 4 _. O6 K( W- Z# ?. r1 K$ N# n9 M
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。
, @  Z  y" w( D+ g1 c. D8 G
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7 @* l( i3 I+ J) P: [% F

0 V( [0 @3 z# Q9 H! N; s. F/ X起始位置,8 I& q* c. o& \4 y! o7 [

& G4 y0 d+ t4 C2 i  ]
& V4 Y6 E; F; {第一次朝下截屏2 _! f2 q2 A" F& H. @
, v& A3 |/ g( y9 |5 R: @3 B) M
* q& y5 `1 R2 a" o! S8 P
第二次朝下截屏' Q9 L$ @: m0 Z( |
0 ]! h% L7 Z9 w# ~9 x
1 y( W. L$ z$ V- ^7 k& v
第三次朝下截屏* I( W+ n0 Y$ F
# p( T9 E5 B, h

  o' c  h' O5 s- d/ F) E0 Z第四次朝下截屏  B+ Q( \2 d+ P) W" ?6 p. ~  z  o
( [/ s2 r% C" E9 l3 g8 P; a1 J
  L; E. o  o1 a: a' l. D
第五次朝下截屏; w" g  C) p8 S' M, u; 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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