四川大学机械制图课件第1章_投影法和点、直线、平面的投影.ppt

第1章投影法和点 直线 平面的投影 1 2点的投影 1 3直线的投影 1 4求线段实长及对投影面的倾角 1 5两直线的相对位置 1 6平面的投影 1 1投影法的基本知识 返回 1 1投影法的基本知识 1 1 1投影法概念 1 1 2投影法的分类 1 1 3正投影法的基本性质 1 1 1投影法的概念 投影面P S投影中心 将光线通过物体向选定的平面投影 并在该平面上得到物体影子的方法称为投影法 1 1 2投影法的分类 1 中心投影法投射线汇交于一点 2 平行投影法投射线互相平行 1 斜投影投射线与投影面倾斜的平行投影 2 正投影投射线与投影面垂直的平行投影 1 中心投影法 H S 2 平行投影法 斜投影 H 2 平行投影法 正投影 H 1 1 3正投影法的基本性质 1 实形性当线段或平面平行于投影面时 其投影反映实长或实形 2 积聚性当线段或平面垂直于投影面时 其投影积聚为点或线段 3 类似性当线段或平面倾斜于投影面时 其投影变短或变小 1 实形性 H 当线段或平面平行于投影面时 其投影反映实长或实形 H 2 积聚性 当线段或平面垂直于投影面时 其投影积聚为点或线段 3 类似性 H 当线段或平面倾斜于投影面时 其投影变短或变小 1 2点的投影 1 2 1点在两投影面体系中的投影 1 2 2点在三投影面体系中的投影 1 2 3两点的相对位置和重影点 1 2 1点在两投影面体系中的投影 5 点在其他分角的投影 3 点的两面投影图 2 两投影面体系的建立 4 两投影面体系中点的投影规律 1 点的两个投影能唯一确定该点的空间位置 1 点的两个投影能唯一确定该点的空间位置 H V 2 两投影面体系的建立 X O 两投影面体系由V面和H面二个投影面构成 V面和H面将空间分成四个分角 处在前 上侧的那个分角称为第一分角 我们通常把物体放在第一分角中来研究 正立投影面 投影轴 V H 水平投影面 3 点的两面投影图 A 点的二面投影图是将空间点向二个投影面作正投影后 将二个投影面展开在同一个面后得到的 点A的正面投影 点A的水平投影 X H V O a a ax 两面投影图的画法 展开时 规定V面不动 H面向下旋转90 用投影图来表示空间点 其实质是在同一平面上用点在二个不同投影面上的投影来表示点的空间位置 通常不画出投影面的范围 X O a a ax 4 两投影面体系中点的投影规律 X O a a ax 点的V面投影与H面投影之间的连线a a垂直于投影轴0X 点的一个投影到0X投影轴的距离等于空间点到与该投影轴相邻的投影面之间的距离 即a ax Aa aax Aa 1 2 2点在三投影面体系中的投影 1 三投影面体系的建立 2 点的三面投影图 3 点的三面投影与直角坐标的关系 4 三投影面体系中点的投影规律 5 特殊点的投影 1 三投影面体系的建立 Z Y W 三投影面体系由V H W三个投影面构成 H V W面将空间分成八个分角 处在前 上 左侧的那个分角称为第一分角 我们通常把物体放在第一分角中来研究 2 点的三面投影图 A 点的三面投影图是将空间点向三个投影面作正投影后 将三个投影面展开在同一个面后得到的 展开时 规定V面不动 H面向下旋转90 W面向右旋转90 X O Z YW YH 通常不画出投影面的范围 H a a a V W X O Z YW YH ax ay az ay 3 点的三面投影与直角坐标的关系 若把三个投影面当作空间直角坐标面 投影轴当作直角坐标轴 则点的空间位置可用其 X Y Z 三个坐标来确定 点的投影就反映了点的坐标值 其投影与坐标值之间存在着对应关系 4 三投影面体系中点的投影规律 a a a X O Z YW YH ax ay az ay 点的V面投影与H面投影之间的连线垂直于0X轴 即a a 0X 点的V面投影与W面投影之间的连线垂直0Z轴 即a a 0Z 点的H面投影到0X轴的距离及点的W面投影到0Z轴的距离两者相等 都反映点到V面的距离 长对正高平齐宽相等 5 特殊位置点的投影 O X H V O X 投影面上的点投影轴上的点与原点重合的点 三面投影体系中特殊位置的点投影 例1已知点A的正面与侧面投影 求点A的水平投影 Z YH X YW O a a a 1 两点的相对位置 两点的相对位置是根据两点相对于投影面的距离远近 或坐标大小 来确定的 X坐标值大的点在左 Y坐标值大的点在前 Z坐标值大的点在上 2 重影点 c c d d a b a b A B 若两点位于同一条垂直某投影面的投射线上 则这两点在该投影面上的投影重合 这两点称为该投影面的重影点 C D c d b a b a c d a b c d 判断重影点的可见性时 需要看重影点在另一投影面上的投影 坐标值大的点投影可见 反之不可见 不可见点的投影加括号表示 例2已知A点在B点的右10毫米 前6毫米 上12毫米 求A点的投影 1 3直线的投影 1 3 1直线的三面投影 1 3 2直线对投影面的相对位置 1 3 3直线上的点 1 3 1直线的三面投影 空间任何一直线可由直线上任意两点所确定 直线在某一投影面的投影可由该直线上某两点的同面投影所确定 1 3 2直线对投影面的相对位置 1 投影面平行线平行于某一投影面 与另外两个投影面倾斜的直线 1 水平线 2 正平线 3 侧平线2 投影面垂直线垂直于某一投影面的直线 1 铅垂线 2 正垂线 3 侧垂线3 一般位置直线与三个投影面都倾斜的直线 水平线 平行于水平投影面的直线 X O z YH YW 投影特性 1 a b OX a b OYW2 ab AB3 反映 角的真实大小 正平线 平行于正面投影面的直线 X a b b a O Z YH YW 投影特性 1 ab OX a b OZ2 a b AB3 反映 角的真实大小 侧平线 平行于侧面投影面的直线 X Z O YH YW 投影特性 1 a b OZ ab OYH2 a b AB3 反映 角的真实大小 投影特性 1 ab积聚成一点2 a b OX a b OY3 a b a b AB 铅垂线 垂直于水平投影面的直线 正垂线 垂直于正面投影面的直线 投影特性 1 a b 积聚成一点2 ab OX a b OZ3 ab a b AB 侧垂线 垂直于侧面投影面的直线 投影特性 1 a b 积聚成一点2 ab OYH a b OZ3 ab a b AB 一般位置直线 投影特性 1 ab a b a b 均小于实长2 ab a b a b 均倾斜于投影轴3 不反映 实角 直线上的点具有两个特性 1从属性若点在直线上 则点的各个投影必在直线的各同面投影上 利用这一特性可以在直线上找点 或判断已知点是否在直线上 2定比性属于线段上的点分割线段之比等于其投影之比 即AC CB ac cb a c c b a c c b 利用这一特性 在不作侧面投影的情况下 可以在侧平线上找点或判断已知点是否在侧平线上 1 3 3直线上的点 例3已知线段AB的投影图 试将AB分成1 2两段 求分点C的投影 O 例4已知点C在线段AB上 求点C的正面投影 O 1 5两直线的相对位置 1 两平行直线在同一投影面上的投影仍平行 反之 若两直线在同一投影面上的投影相互平行 则该两直线平行 2 平行两线段之比等于其投影之比 1 平行两直线 O O 平行线的判断 1 平行线的判断 2 平行线的判断 3 2 相交两直线 两相交直线在同一投影面上的投影仍相交 且交点属于两直线 反之 若两直线在同一投影面上的投影相交 且交点属于两直线 则该两直线相交 O O 3 交叉两直线 凡不满足平行和相交条件的直线为交叉两直线 O 判断重影点的可见性 判断重影点的可见性时 需要看重影点在另一投影面上的投影 坐标值大的点投影可见 反之不可见 不可见点的投影加括号表示 例7判断两直线重影点的可见性 O 例6判断两直线的相对位置 不用这个方法 应该怎样做 例题1 3 14P 直线相交 x o 例 判断直线AB CD的相对位置 c d c d a b b a 反证法推理1 假定相交2 检验比例 e 2 1 作取a2 a b a1 a e 连b2 过1作1e b2 e 交叉 异面 例题1 4 15P 非机p43直线综合 例 已知直线AB CD EF 作水平线MN与AB CD EF分别交于点M S T N点在V面之前6 工程上缺省为mm x o a b b a c d c d e f ef 侧平 正垂 铅垂 读图 s m t t 取a2 a b a1 a m 2 1 m 6 n s n 四直线的换面 1 将一般位置直线变为投影面平行线 例1把一般位置直线AB变为H1投影面平行线 2 将投影面平行线变为投影面垂直线 b b 3 将一般位置直线变为投影面垂直线 将一般位置直线变为投影面垂直线 思考题1如何求点C到直线AB的距离 提示 思考题2如何求两直线AB与CD间的距离 V 提示 五一边平行于某一投影面的直角的投影 互相垂直 相交或交叉 的两直线其中一条为投影面平行线时 则两直线在投影面上的投影必定互相垂直 反之 若两直线在某一投影面上的投影成直角 且其中一条直线平行于该投影面时 则空间两直线一定垂直 O 例题1 8 20P 作交叉二直线AB CD的公垂线EF X a b c d c d ab e f f 平行线特征 e 例 在直线AB上找一点C使与H V等距 X Z YH Yw O a a b b a b c c c 45 线 另法 作ab关于ox的对称线得交点c 一般位置线段在投影图上反映不出线段的实长及对投影面的倾角 1 几何分析2 作图要领用线段在某一投影面上的投影长作为一条直角边 再以线段的两端点相对于该投影面的坐标差作为另一条直角边 所作直角三角形的斜边即为线段的实长 斜边与投影长间的夹角即为线段与该投影面的夹角 3 直角三角形的四个要素实长 投影长 坐标差及直线对投影面的倾角 已知四要素中的任意两个 便可确定另外两个 六一般位置线段的实长及对投影面的倾角 直角三角形法求直线的真长和对投影面的倾角 几何分析 zA zB O 例5已知线段的实长AB以及ab和a 求它的正面投影a b a X a b A O B b0 bb0 bb0 b b 例题1 10 22p 已知线段AB长30 并与CD平行 求作AB的二面投影 X c d c d a a 可知直线AB的投影 但要定B点 用直角三角形法先定CD实长 z z 由AB长30 ab b b 已知等腰三角形的底边BC属于水平线MN 顶点A属于直线EF 又知BC的中点为D BC和AD等长 求作 ABC的投影 X e f m n d a b c e f m n a d b c a d zad TLAD 已知直角三角形ABC的一直角边AB V面 斜边AC 60 且与H面成60 夹角 请完成 ABC的投影 X a b a b 60 A C a c 60 zAC zAC c c 1 4平面的投影 一平面的表示法 二各种位置平面的投影特性 三面上的点和直线 1 4平面的表示法 1 几何元素表示平面用几何元素表示平面有五种形式 1 不在一直线上的三个点 2 一直线和直线外一点 3 相交两直线 4 平行两直线 5 任意平面图形 2 平面的迹线表示法平面的迹线为平面与投影面的交线 特殊位置平面用迹线来表示是用其具有积聚性的一条边线来表示 1 几何元素表示法 用几何元素表示平面有五种形式 1 不在一直线上的三个点 2 一直线和直线外一点 3 相交两直线 4 平行两直线 5 任意平面图形 2 迹线表示法 PX PV PH PH PV PW PZ PY PX X O PW PZ PYH PYW YH Z YW 1 4各种位置平面的投影特性 1 投影的垂直面 1 铅垂面 2 正垂面 3 侧垂面2 投影的平行面 1 水平面 2 正平面 3 侧平面3 一般位置平面 铅垂面 投影特性 1 水平投影abc积聚为一条直线2 正面投影a b c 侧面投影a b c 为 ABC的类似形3 abc与OX OY的夹角反映 角的真实大小 类似性 类似性 聚积性 铅垂面迹线表示 正垂面 投影特性 1 正面投影a b c 积聚为一条直线2 水平投影abc 侧面投影a b c 是 ABC的类似形3 a b c 与OX OZ的夹角反映 角的真实大小 类似性 类似性 聚积性 正垂面的迹线表示 侧垂面 投影特性 1 侧面投影a b c 积聚为一条直线2 水平投影abc 正面投影a b c 为 ABC的类似形3 a b c 与OZ OY的夹角反映 角的真实大小 聚积性 类似性 类似性 侧垂面的迹线表示 水平面 投影特性 1 a b c a b c 积聚为一条线积聚为一直条线 具有积聚性2 水平投影abc反映 ABC实形 积聚性 实形性 积聚性 正平面 投影特性 1 abc a b c 积聚为一条直线 具有积聚性2 正平面投影a b c 反映 ABC实形 积聚性 实形性 积聚性 侧平面 投影特性 1 abc a b c 积聚为一直条线 具有积聚性2 侧平面投影a b c 反映 ABC实形 积聚性 实形性 积聚性 一般位置平面 投影特性1 abc a b c a b c 均为 ABC的类似形2 不反映 的真实角度 类似性 类似性 类似性 1 4平面上的点和直线 1 平面上的直线直线在平面上的几何条件是 通过平面上的两点 通过平面上的一点且平行于平面上的一条直线 2 平面上的点点在平面上的几何条件是 点在平面内的某一直线上 在平面上取点 直线的作图 实质上就是在平面内作辅助线的问题 利用在平面上取点 直线的作图 可以解决三类问题 判别已知点 线是否属于已知平面 完成已知平面上的点和直线的投影 完成多边形的投影 一 平面上取直线和点 1 平面上取直线 属于平面上的直线 该直线一定经过属于该平面的已知两点 或经过属于该平面的一已知点 且平行于属于该平面的一已知直线 A B C 2 平面上取点 点在平面上 该点一定在平面内的一直线上 例 已知 ABC给定一平面 1 判断点K是否属于该平面 2 已知平面上一点E的正面投影e 作出水平投影 a b c a b c d d e e 1 1 X O 2 平面上的特殊位置直线 PV PH 1 平面上投影面平行线 既在平面上又平行于投影面的直线 在一个平面上对V H W投影面分别有三组投影面平行线 平面上的投影面平行线既具有投影面平行线的投影性质 又与所属平面保持从属关系 水平线 正平线 例 a b c b a c m n n m 已知 ABC给定一平面 试过点C作属于该平面的正平线 过点A作属于该平面的水平线 例 已知点E在 ABC平面上 且点E距离H面15 距离V面10 试求点E的投影 X1 V H体系变为V1 H体系 1 新投影体系的建立 六平面的换面 1 新投影面必须和空间几何元素处于有利解题的位置 2 新投影面必须垂直于原投影体系中的某一个投影面 2 新投影面的选择原则 c 1 将一般位置平面变为投影面垂直面 例3求点S到平面ABC的距离 2 将投影面垂直面变为投影面平行面 3 将一般位置平面变为投影面平行面 例5已知点E在平面ABC上 距离A B为15 求E点的投影 1 5直线与平面 平面与平面的相对位置 1 7 1平行问题 1相交问题 2平行问题 3垂直问题 4综合问题分析 相交问题 交点与交线的性质 直线与平面 平面与平面不平行则必相交 直线与平面相交有交点 交点既在直线上又在平面上 因而交点是直线与平面的共有点 两平面的交线是直线 它是两个平面的共有线 求线与面交点 面与面交线的实质是求共有点 共有线的投影 P A B K D B C A L K E F 积聚性法 当直线为一般位置 平面的某个投影具有积聚性时 交点的一个投影为直线与平面积聚性投影的交点 另一个投影可在直线的另一个投影上找到 直线可见性的判别 b b a a c c m m n k n 特殊位置线面相交 根据平面的积聚性投影能直接判别直线的可见性 观察法 V H K M X O a a b b c e d c e f d f k k 例6铅垂线AB与一般位置平面 CDE相交 求交点并判别可见性 2 两平面相交 求两平面交线的问题可以看作是求两个共有点的问题 由于特殊位置平面的某些投影有积聚性 交线可直接求出 V H 平面可见性的判别 X O 平面可见性的判别 X O 平行问题 直线与平面平行 直线与平面平行的几何条件 平面外的一条直线与平面内的一条直线平行 则该直线与该平面平行 特殊情况