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
导出
公式与关键数值
- 参数方程
- 周期 · R、r 为整数
- 离中心最远
R 是定圆,r 是滚动圆,d 是笔尖到滚动圆圆心的距离。
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
- d = r 时退回外摆线;d = 0 时是半径 R + r 的圆。
- 绕定圆 r/gcd(R, r) 圈后闭合。
- R = 2r 配合适当的 d,给出汪克尔发动机缸体的双瓣轮廓。
- 托勒密"均轮 + 本轮"的行星模型画出的正是外旋轮线。
- 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