工程图学课件-第二章

内容提要：本章主要介绍投影法的基本知识，并将投影法直接应用于基本几何体的投影及形成立体表面的基本要素点、直线、平面的投影分析，从而为组合体的投影表达、读图分析提供必要的理论基础及方法。,投影法,三面投影的形成及投影规律,基本平面立体的投影,立体表面构成要素的投影分析,第2章投影理论基础,2.1,2.2,2.3,2.4,基本曲面立体的投影及其表面上的点与线,2.5,2.1.1投影法的形成及分类,2.1投影法,2.1.2投影图形成的三要素,2.1.3正投影法的基本性质,2.1.4投影法的应用,图2.1产生影子的自然现象,图2.2投影的构成要素（中心投影法）,2.1.1投影法的形成及分类,形体,投影面,形体,投影面,a)斜投影法,b)正投影法,图2.3平行投影法,投影法,中心投影法,平行投影法,斜投影法,正投影法,平行投影法,2.1.2投影图形成的三要素,投影图形成的三要素：形体、投影方向（或投射中心）、投影面,2.1.3正投影法的基本性质,表2.1正投影的基本性质,表2.1(续),2.1.4投影法的应用,1.中心投影法的应用透视图2.斜投影法的应用-斜轴测图,图2.4透视图,图2.5斜轴测图,王成刚制作,3.正投影法的应用-正投影图、正轴测图、标高投影图,模型动画,图2.6正投影图,图2.7正轴测图,正投影法用于正轴测图,正投影法用于标高投影图,图2.8标高投影图,2.2三面投影的形成及投影规律,2.2.1三面投影面体系的建立,2.2.2立体三面投影的形成及投影规律,图2.9单面正投影,图2.10三维坐标系,2.2.1三面投影面体系的建立,图2.11三面投影体系,两两垂直的三个坐标轴分别构成了XOY、XOZ、YOZ三个互相垂直的平面。由这三个互相垂直的平面组成的投影面体系称为三面投影体系,XOZ：称正立投影面，也称V面；,XOY：称水平投影面，也称H面；,YOZ：称侧立投影面，也称W面。,立体三面投影的形成,2.2.2立体三面投影的形成及投影规律,立体三面投影的形成,2.2.2立体三面投影的形成及投影规律,图2.12立体三面投影的形成,a)立体图,b)三面投影的展开图,c)三面投影,V面投影：即从前往后投射，在V面上所得的投影，反映长和高(x、z)；H面投影：即从上往下投射，在H面上所得的投影，反映长和宽(x、y)；W面投影：即从左往右投射，在W面上所得的投影，反映高和宽(y、z)。,图2.12立体三面投影的投影规律,a)坐标及方位关系,b)方位及对应关系,c)投影规律,V面投影与H面投影共同反映立体的长，其投影在长度方向互相对正，简称长对正；,V面投影与W面投影共同反映立体的高，其投影在高度方向互相平齐，简称高平齐；,H面投影与W面投影共同反映立体的宽，其投影在宽度方向一一对应，且保持相等，简称宽相等。,长对正,高平齐,宽相等,作立体的三面投影图：,图2.13立体的三面投影图,a)立体图,b)三面投影图,图2.14三面投影图的投影轴,三面投影图的投影轴的恢复：,2.3基本平面立体的投影,2.3.1立体的分类,2.3.2基本平面立体的三面投影图,2.3.1立体的分类,平面立体：所有表面均为平面的立体,曲面立体：部分或全部表面为曲面的立体,基本立体：棱柱、棱锥、圆柱、圆锥和圆球等几何体,2.3.2基本平面立体的三面投影图,1.棱柱（正六棱柱）,2.棱锥（四棱锥）,3.棱台（四棱台）,a),题意分析：从立体的轴测图可见，该立体由一个四棱台和一个空心的四棱柱构成。因此，只要作出四棱台和四棱柱的三面投影图就作出了整个立体的三面投影图。,例2.1如图a所示，根据平面立体的轴测图，作其三面投影图。,解题步骤：,b),c),(1)作四棱台的三面投影图.如图b、c、d所示,d),e),(2)作四棱柱的三面投影图,作四棱台的三面投影图，如图b、c、d所示,(3)擦去图过程线，将可见轮廓线画为粗实线，完成作图。,f),2.4.1立体表面上点的投影,2.4立体的表面构成要素的投影分析,2.4.2立体表面上直线的投影,2.4.3立体表面上平面的投影,例2.2已知如图2.16a所示。求作顶点S的W面投影,并完成三棱锥的W面投影。,a),题意分析：仔细分析图a，可以想象出整个三棱锥的空间模型，进而想出两种该题的解法。,1立体表面上点的投影及投影规律,2.4.1立体表面上点的投影,空间模型,解题过程：,方法一：根据三社图的投影规律高平齐、宽相等直接作图，如图2.16b、c所示。,图2.16求作点的投影,b),c),方法二：恢复投影轴，再作图，如图2.16d、e、f。,图2.16求作点的投影,d),e),f),图2.17点的投影规律,点的投影规律:,点的投影的连线垂直于投影轴,点的投影到投影轴的距离=空间点到相应投影面的距离,2点与点的相对位置,如图所示：点S在点A之右、之上、之前；点B与点A到H面的距离相等，且点B在点A之右、之前；点C在点A的正右方。由于C点与A点在W面上的投影重合，因此，称点C与点A为W面的重影点。因点A在左、点C在右，于是在W面上点A的投影可见、点C的投影不可见，用（c）表示。,图2.18点与点的相对位置,例2.3根据所给已知条件作点的三面投影，并连线构成立体。,题意分析：点A已知两个投影a和a，可以根据高平齐、宽相等作出点A的W面投影。点B坐标已知，点C的坐标为（4，4，0），可根据点的三面投影的基本规律，作B、C的投影。点D的相对位置已知，可根据A、B、C的投影作出点D的投影。,已知点A的二面投影如图；点B的坐标为(26,8,4)；点C在H面上，且到V面、W面的距离均为4；点D在点A之下9、点D在点B之右13、点D在点C之前17。,解题过程：,图2.19求作点的三面投影,(1)根据高平齐、宽相等作点A的W面投影a,(2)取Obx=26，过bx作X轴的垂线，取bbx=4、bbx=8，再根据b、b作b；,(3)点C的坐标为(4,4,0)，作法同点B；,(5)在三个投影面上分别连线，则得三棱锥ABCD的三面投影。,例2.4如图2.20所示，求直线AB的W面投影。,2.4.2立体表面上的直线的投影,图2.20求直线AB的W面投影,a）题图,b)解题过程,立体图,1.直线的投影,图2.21直线的投影,2.直线与投影体系的关系,（1）直线的分类及倾角,一般位置直线：与三个投影面都倾斜的直线(简称一般线)直线投影面平行线：仅平行于一个投影面的直线特殊位置直线(V：正平线；H：水平线；W：侧平线)投影面垂直线：垂直于一个投影面的直线(V：正垂线；H：铅垂线；W：侧垂线),倾角：直线与投影面的真实夹角，也就是空间直线与其在投影面上的投影的夹角。直线与H、V、W面的倾角分别用、表示。,（2）投影面平行线的投影,表2.3投影面平行线的投影,空间模型,（3）投影面垂直线的投影,表2.4投影面垂直线的投影,空间模型,图2.22一般位置直线的投影,一般位置直线的投影,a),b),c),3直线上的点的投影,a)立体图,b)立体的三面投影图,c)直线的投影图,图2.23直线上的点的投影,Z,X,Yw,YH,例2.5如图a，分别求作三棱锥的三条棱线SA、SB、SC一的点D、E、F的另二面投影。,a),空间分析：,解题过程,b)作点D、E、F的投影,c)运用定比分点求E点的投影,图2.26求作直线上的点投影,4直线与直线的相对位置,表2.5直线与直线的相对位置,异面直线与直线相交共面平行,表2.5(续),2.4.3立体表面上平面的投影,1.平面的投影,图2.28平面的表示法,a),b),c),d),e),2平面与投影体系的关系,(1)平面的分类与倾角,a)立体图,b)三面投影图,c)平面与平面的夹角,图2.29平面的分类与倾角,一般位置平面：与三个投影面都倾斜的平面(简称一般面)平面投影面垂直面：仅垂直于一个投影面的平面特殊位置平面(V：正垂面；H：铅垂面；W：侧垂面)投影面平行面：平行于一个投影面的平面(V：正平面；H：水平面；W：侧平面),(2)投影面垂直面的投影,表2.6投影面垂直面的投影,(3)投影面平行面的投影,表2.7投影面平行面的投影,3.平面上的点和直线的投影,表2.10平面上的点和直线,表2.10平面上的点和直线(续),表2.10平面上的点和直线(续),例2.6如图a所示，补全三棱锥被截切后形体的另两面投影。,a)题图,题意分析：从题图可知，三棱锥被两个平面截切，一个为水平面，另一个为正垂面。求解的实质仍然是求棱线上的点、平面上的点和直线以及平面的交线的问题。,解题过程：,b)求作棱线、平面上各交点的投影,图2.27补全三棱锥的投影,c)完成结果,空间模型,c)完成结果,例2.7如图a所示，补画出立体的W面投影图。,a)题图,空间分析：,解题过程：,b)作W面投影图,c)加深、整理,图2.30求直线AB与三棱锥表面的交点,p,a,b,c,d,e,a,b,c,d,(e),解题结果：,2.5回转体表面上的点与线,2.5.1回转体的三面投影图,2.5.2回转体表面上的点与线,2.5.1回转体的三面投影图,回转体的形成,1回转体的形成及投影,素,线,转,向,轮,廓,线,下,底,圆,回,转,轴,线,上,底,圆,喉,圆,纬,圆,赤,道,圆,a)立体图,b)投影图,2.基本回转体的三面投影图,根据对曲面立体的形成及投影的分析，列出常见回转体的形成方式、三面投影图及其投影特性，见表2.9所示,表2.9常见回转体的三面投影图及其投影特性,1）由于轴线垂直于水平面，因此圆柱的水平投影是个圆，其圆周是整个圆柱面的积聚性投影，也是上下底圆的投影。2）正面和侧面投影都是以轴线为对称线的、完全相同的矩形。其上下两边也是上下底圆的积聚性投影，其他两边是转向线的投影。,表2.9常见回转体的三面投影图及其投影特性(续),1）轴线垂直于水平面的圆锥，其水平投影为圆，由于锥面上所有素线均倾斜于水平面，故该圆没有积聚性。2）正面和侧面投影都是以轴对称的、完全同的等腰三角形。其底为圆锥底面的积聚性投，两腰为转向线的投影。,1）圆球的三面投影都是大小相同的圆，且没有积聚性。三个圆分别为圆球相对于三个投影面的转向线的投影。2）圆的直径等于圆球的直径。,例2.8如图a)所示，根据曲面立体的立体图，作其三面投影图。,题意分析：从轴测图可见，该立体由平板A、半圆柱B和半圆柱面C组合而成。因此，只要作出平板A、半圆柱B和半圆柱面C的三面投影图，即作出了整个立体的三面投影图。,A,B,C,a)立体图,解题步骤：,先画出平板A，再画出半圆柱B，最后画出半圆柱面C的三面投影图。,b),c),解题步骤(续),d),e),加粗得最后结果,f),2.5.2回转体表面上的点与线,(1)作圆柱W面投影,(2)作特殊点A、B、C、D,(3)作一般点E,(4)作线段FG,（完）,a)圆柱表面上的特殊点,b)圆柱表面上的一般点,图2.31圆柱表面上的点与线,1.圆柱表面上的点与线,(1)