機械制圖 立體的視圖.ppt

第四章立體的視圖 前言 立體是指占有三維空間的形體 視圖是用正投影法所繪制出的形體的圖形 主視圖 由前向后投影所得的圖 即正面投影 俯視圖由上向下投影所得的圖 即水平投影 左視圖 由左向右投影所得的圖 即側(cè)面投影 一 立體的外觀特征 占有一定空間 有若干表面 且表面是完全封閉形狀由其表面形狀所確定 不同的體 有不同數(shù)量 形狀 大小的表面 相同的體 其表面是相同的 表面有平面或曲面 點 線 面是構(gòu)成體形狀的幾何元素面 即體的表面 體與空間的分界面線 即體的表面輪廓線 體表面面與面的交線 又是與相鄰面的邊界線點 即體上的棱角或稱結(jié)點 體上輪廓線之間的交點或回轉(zhuǎn)面素線的交匯點 二 立體分類 體的形狀是多樣化的 從體的復(fù)雜程度可分為簡單體和組合體 體的表面數(shù)量較少或表面形狀較簡單的立體稱為簡單體 體的表面數(shù)量較多或表面形狀較復(fù)雜 想象成由若干簡單體以某種方式組合而形成的立體稱為組合體 研究簡單體的投影是研究組合體投影的基礎(chǔ) 本章主要是討論簡單體的投影 基本立體是最簡單的立體 常見的基本立體 平面立體 曲面立體 三 立體投影 歸結(jié)為表面的投影 面的投影即面的邊線的投影或面與面交線的投影 即為該立體上所有表面投影的集合 或者說所有輪廓線 轉(zhuǎn)向線投影的組合 相同的體當(dāng)與投影面的相對位置不同 所得投影也不同 所以 對于同一立體所作出的多面正投影圖并非是唯一的 它取決于體在投影體系中放置方位 這里要討論的立體投影主要是正置于投影體系中的立體 即立體上主要直線 輪廓線 軸線 轉(zhuǎn)向線 為投影面的垂直線 立體上主要平面 包括對稱面 為投影面的平行面 正確的投影圖所表示的空間立體應(yīng)具有唯一性 否則投影圖不完整 一 平面立體平面立體由若干多邊形平面圍成 繪制平面立體的投影 可歸結(jié)為作出它的所有多邊形表面的投影 也就是作出這些多邊形的邊線和頂點的投影 投影為封閉的直線框 屬平面立體的簡單形體主要指長方體 正棱柱 正棱錐 正棱臺等 作為我們討論的對象 規(guī)定 當(dāng)輪廓線的投影可見時 畫粗實線 不可見時 畫虛線 當(dāng)粗實線與虛線重合時 畫粗實線 4 l立體及其表面上的點與線 正三棱柱的立體圖及投影示意 體的投影 實質(zhì)上是構(gòu)成該體的所有表面的投影總和 返回 返回 三面投影的展開 正三棱柱的三面投影 返回 正三棱柱的三面投影 返回 長對正 寬相等 高平齊 正三棱柱的三面投影 返回 正三棱柱的三面投影 返回 1 棱柱 返回 棱柱的組成及投影示意 返回 點的可見性規(guī)定 若點所在的平面的投影可見 點的投影也可見 若平面的投影積聚成直線 點的投影也可見 由于棱柱的表面都是平面 所以在棱柱的表面上取點與在平面上取點的方法相同 棱柱面上取點 返回 a a b 棱柱面上取線 返回 如圖所示 已知五棱柱表面上的點F和G的正面投影f g 求作它們的水平投影和側(cè)面投影 g f g f f g 2 棱錐 返回 棱錐的組成 由一個底面和幾個側(cè)棱面組成 側(cè)棱線交于有限遠的一點 錐頂 s s a 棱錐的投影 棱錐處于圖示位置時 其底面ABC是水平面 在水平投影面上的投影反映實形 側(cè)棱面SAC為側(cè)垂面 另兩個側(cè)棱面為一般位置平面 返回 三棱錐面上取點 已知三棱錐表面上的點D的水平投影 求作其它投影 d d a b c a a b b d c S c S s 返回 另兩種求d 投影的方法 d s 返回 s b s a a c b c c s b a 1 3 3 返回 例 求作三棱錐表面上的折線的水平投影和側(cè)面投影 先作斜三棱柱的側(cè)面投影 例 如圖所示 求作斜三棱柱的側(cè)面投影及其表面上的折線 的水平投影和側(cè)面投影 現(xiàn)求作折線 的側(cè)面投影 r p 再求作折線 的水平投影 q r p 返回 例 完成凸字形棱柱的水平投影 并知道表面折線ABCDE的水平投影為一直線 作其三面投影 a a e b 返回 二 曲面立體 曲面立體由曲面或曲面和平面所圍成 屬曲面立體的簡單立體主要指圓柱 圓錐 圓臺 圓球 圓環(huán)等回轉(zhuǎn)體 回轉(zhuǎn)體是由回轉(zhuǎn)面或回轉(zhuǎn)面與平面圍成的立體 回轉(zhuǎn)面是指由母線 直線或曲線 繞回轉(zhuǎn)軸線 直線 回轉(zhuǎn)而形成的曲面 有的曲面立體有輪廓線 即表面之間的交線 交線有直線 曲線 有的曲面立體有尖點 如圓錐的錐頂 有的曲面立體全部由光滑的曲面所圍成 如球 在畫曲面的投影時 除了畫出曲面立體的輪廓線和尖點外 還要畫出曲面立體上的曲面對該對應(yīng)投影面的轉(zhuǎn)向輪廓線 轉(zhuǎn)向輪廓線是立體上的曲面相對投影面可見部分與不可見部分的分界線 曲線的投影作圖方法 分析曲線的空間狀態(tài)特征分析曲線的投影形狀 是直線 圓 橢圓或其它曲線 直線作出兩點的投影可得出 圓確定圓心 半徑可得出 橢圓如果較完整的情況 確定長 短軸的位置 用四心圓弧法畫出 一般曲線則利用找點法畫出 一般投影曲線的作圖方法 1 作曲線上若干點的投影先取特殊點 如端點 極限位置上的點 轉(zhuǎn)向線上的點 拐點等 作投影 再根據(jù)需要取些一般位置上的點作投影 2 將作出的投影點依次平滑地連接起來 同樣不可見的用虛線畫出 曲線及投影 曲面的投影涉及到對曲線的投影曲線分類 平面曲線 如圓 橢圓 拋物線 雙曲線空間曲線 如螺旋線曲線投影 平面曲線 1 直線 2 曲線空間曲線 曲線 圓柱面上任一位置的母線稱為素線 可以說圓柱面上與軸線平行的任一直線稱為圓柱面的素線 1 圓柱體的組成 由圓柱面和兩底平面組成 圓柱面是由直線繞與它平行的軸線旋轉(zhuǎn)而成 這條運動的直線稱為母線 母線上的各點繞軸線旋轉(zhuǎn)時 形成回轉(zhuǎn)面上垂直于軸線的緯圓 2 圓柱面的形成 1 圓柱體 返回 素線 軸線 緯圓 圓柱 返回 圓柱的三面投影 已知圓柱面上的點A和 的正面投影 求作它們的水平投影和側(cè)面投影 a b b a 返回 圓錐面上任一位置的母線稱為素線 可以說圓錐面上過錐頂?shù)娜我恢本€稱為圓錐面的素線 1 圓錐體的組成 由圓錐面和底面組成 圓錐面是由直線繞與它相交的軸線旋轉(zhuǎn)而成 這條運動的直線稱為母線 母線上的各點繞軸線旋轉(zhuǎn)時 形成回轉(zhuǎn)面上垂直于軸線的緯圓 2 圓錐體的形成 2 圓錐體 返回 素線 軸線 緯圓 返回 圓錐的三面投影 已知圓錐面上的點A的正面投影 求作它們的水平投影和側(cè)面投影 素線法 a a 返回 緯圓法 a a 返回 球面上任一位置的母線圓稱為素線 可以說球面上任一以球心為圓心的圓是球面的素線 1 球體的組成 由球面組成 球面是由圓繞與它的中心軸線旋轉(zhuǎn)而成 這條運動的圓線稱為母線 母線上的各點繞軸線旋轉(zhuǎn)時 形成回轉(zhuǎn)面上垂直于軸線的緯圓 2 圓球面的形成 3 圓球體 返回 緯圓 軸線 素線 返回 圓球的三面投影 已知圓球面上的點A的正面投影 求A的水平投影和側(cè)面投影 a 返回 1 圓環(huán)體的組成 由圓環(huán)體組成 圓環(huán)體是由圓繞偏離圓心的中心軸線旋轉(zhuǎn)而成 這條運動的圓線稱為母線 圓環(huán)體上任一位置的母線圓稱為素線 母線上的各點繞軸線旋轉(zhuǎn)時 形成回轉(zhuǎn)面上垂直于軸線的緯圓 2 圓環(huán)體的形成 4 圓環(huán)體 返回 1 復(fù)合回轉(zhuǎn)體的組成 由回轉(zhuǎn)體組成 復(fù)合回轉(zhuǎn)體是由多義線及自由曲線繞中心軸線旋轉(zhuǎn)而成 這條運動的線稱為母線 復(fù)合回轉(zhuǎn)體體上任一位置的母線圓稱為素線 母線上的各點繞軸線旋轉(zhuǎn)時 形成回轉(zhuǎn)面上垂直于軸線的緯圓 2 復(fù)合回轉(zhuǎn)體的形成 5 復(fù)合回轉(zhuǎn)體 返回 返回 4 2平面與平面立體表面相交 平面與平面立體表面相交問題 主要是討論平面立體被用平面切割后結(jié)構(gòu)形狀被改變所形成的新立體的投影 立體被切割后原立體的輪廓線發(fā)生改變 表面形狀發(fā)生改變 因此 其投影也有了變化 在投影圖上表示出這種變化 即得到新的立體投影 為便于討論 平面與立體表面的交線 稱為截交線 由截交線圍成的平面圖形 稱為斷面 返回 例1 已知三棱錐SABC和正垂的截平面P 求作截交線的三面投影 返回 例2 求作截交線以及五棱柱被切割后的三面投影 返回 例3 求立體截切后的投影 5 4 1 6 4 5 3 2 2 3 例4 求立體截切后的投影 例5 已知帶槽口的六棱柱的正面和水平投影 求側(cè)面投影 返回 例6 作有正方形通孔的六棱柱被正垂面截斷后的側(cè)面投影 返回 5 6 例7 求立體截切后的投影 返回 4 3平面與回轉(zhuǎn)體表面相交 平面與回轉(zhuǎn)體表面相交問題 主要討論回轉(zhuǎn)體被平面切割后的投影 回轉(zhuǎn)體是由回轉(zhuǎn)面或回轉(zhuǎn)面與平面圍成的立體 回轉(zhuǎn)面是指由母線 直線或曲線 繞回轉(zhuǎn)軸線 直線 回轉(zhuǎn)而形成的曲面 平面切割回轉(zhuǎn)體與回轉(zhuǎn)體表面形成新的交線 即截交線 做回轉(zhuǎn)體被平面切割后的投影主要是要做出截交線的投影 截交線的形狀與曲面立體的幾何性質(zhì)和其與截平面的相對位置有關(guān) 一對平行直線 素線 橢圓 圓 緯圓 一 平面與圓柱相交 平面與圓柱面的交線有三種情況 即平面與圓柱面的軸線三種情況 平行 垂直 傾斜 圓柱截交線例題 返回 平行時截交線是素線 垂直時截交線是緯圓 平面與圓柱面的軸線平行 垂直的例子 例 補全接頭的正面投影和水平投影 這是平面與圓柱面的軸線傾斜的例子 截交線是橢圓弧 例 如圖 補全其水平投影作出截交線 例 具有三棱柱孔的圓柱被水平面和正垂面切割掉左上部分后的投影 二 平面與圓錐相交 平面與圓錐相交的交線有五種情況 2 截平面通過圓錐面的錐頂時截交線是素線 3 截平面的傾斜角等于圓錐面的錐角時截交線是拋物線 4 截平面與圓錐面的軸線傾斜且傾斜角大于錐角時截交線是橢圓 5 截平面與圓錐面的軸線傾斜且傾斜角小于錐角時截交線是雙曲線 1 截平面與圓錐面的軸線垂直時截交線是緯圓 截交線是雙曲線 這是截平面與圓錐面的軸線平行時的情況 例 補全圓錐體被正平面P切割后其截交線的正面投影 截交線是雙曲線 先作出截交線特殊點 用緯圓法作出截交線最高點 用素線法作出截交線一般點 最后連成截交線的投影 這是截平面與圓錐面的軸線傾斜且傾斜角大于錐角時 截交線是橢圓 先作出截交線特殊點轉(zhuǎn)向輪廓線上的點 用緯圓法作出一般點 例 補全其側(cè)面投影和水平投影 這是截平面與圓錐面的素線相平行時的情況 截交線是拋物線 例 求作水平投影并補全其側(cè)面投影 這是個有四個截平面切割圓椎的例子 P和R是截平面通過圓椎面的椎頂時的例子 截交線是素線 Q是截平面與圓椎面的軸線垂直 截交線是緯圓 T是截平面與圓椎面的素線相平行時的情況 截交線是拋物線 平面與圓球相交所得截交線形狀均為圓 根據(jù)截平面與投影平面的相對位置不同 截交線的投影表現(xiàn)為圓 直線和橢圓三種形式 三 平面與球相交 例 如圖所示 球被正垂面截去左上方 補全球被截斷后的水平投影 平面與球面的截交線是圓 例 如圖 作出截交線 補全正面投影和水平投影 例 如圖所示 已知其正面投影和垂直于側(cè)面的圓柱孔的側(cè)面投影 補出其水平投影和側(cè)面投影 四 復(fù)合回轉(zhuǎn)體的截切 首先分析復(fù)合回轉(zhuǎn)體由哪些基本回轉(zhuǎn)體組成以及它們的連接關(guān)系 然后分別求出這些基本回轉(zhuǎn)體的截交線 并依次將其連接 返回 a b c c d d 復(fù)合回轉(zhuǎn)體的截切 返回 4 4兩回轉(zhuǎn)體表面相交 對于一些形體 常常可以看成是兩個立體相交而形成 這時稱兩立體相貫 其相交表面的交線稱為相貫線 如圖的形體可看成為兩圓柱體相貫形成的 相貫線為兩圓柱面的交線 相交體的形狀不同 相交方位不同其相貫線是不同的 對于兩立體的曲面相交 相貫線有空間曲線 平面曲線 直線的情況 用投影表達這類形體作出相貫線的投影是關(guān)鍵 兩曲面立體的相貫線是兩曲面立體表面的共有線 相貫線上的點是兩曲面立體表面的共有點 求作兩曲面立體的相貫線的方法 表面取點法和輔助面法 表面取點法 是當(dāng)兩個立體相交面中至少有一個表面對某投影面的投影有積聚性時 由于相貫線是屬于該面上的線 此時相貫線的一個投影必然落在該面有積聚性的投影上 即相貫線在此投影面上的投影已知 可用在曲面立體表面上取巳知點的一個投影求其它投影的方法得到相貫線在其它投影面上的投影 此方法稱表面取點法 1 表面取點法 求相貫線的投影 20 2 20 3 20 4 輔助面法 在一般情況下 則可用輔助面作相貫線上的一些點 也就是求出輔助面與這兩個立體表面的三面共點 即為相貫線上的點 輔助面常用平面 球面等 1 輔助面法 例 求作圓柱和圓錐的相貫線 PH RV QV 例 求作圓臺和球的相貫線 補全相貫體的投影 PV QW 例 求作軸線為正平線和側(cè)平線的兩圓柱的相貫線 補全相貫體的水平投影 21 1 21 2 21 4 21 5 1 兩外表面相交 返回 二 相貫線的三種基本形式 2 外表面與內(nèi)表面相交 返回