CurvG
滚动曲线(旋轮线族)

外旋轮线Epitrochoid

小圆外滚的旋轮线家族,其双瓣成员正是转子发动机缸体的轮廓。

调节参数

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公式与关键数值

参数方程
x=(R+r)cos⁡t−dcos⁡ ⁣(R+rrt)x = (R+r)\cos t - d\cos\!\big(\tfrac{R+r}{r}t\big)
y=(R+r)sin⁡t−dsin⁡ ⁣(R+rrt)y = (R+r)\sin t - d\sin\!\big(\tfrac{R+r}{r}t\big)
周期 · R、r 为整数
T=2πrgcd⁡(R,r)T = \frac{2\pi r}{\gcd(R, r)}
离中心最远
R+r+dR + r + d

R 是定圆,r 是滚动圆,d 是笔尖到滚动圆圆心的距离。

讲解视频

把外旋轮线做成讲解视频

带着图中的参数打开视频模板。片中每个数都在渲染前算好,可选横屏或竖屏。

开始制作

01 · 定义

什么是外旋轮线?

外旋轮线是内旋轮线的外滚版本:半径 r 的小圆绕半径 R 的定圆外侧滚动,固定在距小圆圆心 d 处的一点画出曲线。d = r 时退回外摆线;偏离圆周则出现波浪或小环。

它最著名的成员取 R = 2r 与合适的 d:一条光滑的双瓣"花生"轮廓。让类勒洛三角形转子在其中旋转,三个角尖能始终贴住内壁——这正是马自达 RX 系列转子发动机(汪克尔发动机)的工作原理。

02 · 性质

关键性质

  1. d = r 时退回外摆线;d = 0 时是半径 R + r 的圆。
  2. 绕定圆 r/gcd(R, r) 圈后闭合。
  3. R = 2r 配合适当的 d,给出汪克尔发动机缸体的双瓣轮廓。
  4. 托勒密"均轮 + 本轮"的行星模型画出的正是外旋轮线。
  5. 曲线位于距中心 R + r + d 的半径范围内。

03 · 问答

关于外旋轮线的常见问题

外旋轮线的方程是什么?
参数方程:x = (R+r) cos t - d cos(((R+r)/r)t),y = (R+r) sin t - d sin(((R+r)/r)t)。R 是定圆,r 是滚动圆,d 是笔尖到滚动圆圆心的距离。

04 · 奇观

在数学奇观里看它

05 · 继续探索