第二章 点、直线及平面的投影目的规定:1)建立中心投影与平行投影的明确概念2)掌握点、线、面在第一角中多种位置的投影特性和作图措施 3)掌握直线上点的投影特性以及在平面上作点和直线的措施 4)掌握直线与直线的相对位置及其投影特性5)理解直角定理的原理及其运用 6)掌握直线与平面、平面与平面相交的作图及可见性的判断重点难点:1) 纯熟的运用点、线、面在多种位置的投影规律进行作图2) 掌握和对的运用直线上的点和平面上的点和直线的投影规律3) 纯熟求出直线与平面、平面与平面相交的交点、交线并完毕及可见性的判断授课学时:6学时本章重要作图练习:1) 已知点的两投影,完毕其第三投影,或已知点的三坐标,完毕其三面投影和轴测投影;2) 判断两点的相对位置和作重影点的投影,并判断重影点的可见性3) 完毕直线的三面投影及找出直线上点的投影4) 判断两直线的位置关系,运用直线的相对位置关系完毕直线的投影作图,并作出交叉直线的重影点的投影5) 直角投影定理的应用,两直线与否垂直的判断6) 完毕平面的三投影并判断平面相对投影面的位置关系7) 已知点或直线在平面上,并且已知其一种投影,完毕其此外两投影及判断点或直线与否在平面上(特别是特殊位置平面)。
8)求直线与平面、平面与平面的交点和交线并判断可见性授课内容:§2-1 投影法基本知识一、投影法及其分类1、投影法的建立在一定投影条件下,求得空间形体在投影面上的投影的措施,称为投影法投影中心、投影面、投射线、投影 2、投影法的分类中心投影法(投射线相交于一点,投影随物体与投影中心和投影面的距离变化而变化大小,故不反映空间形体表面的真实大小和形状,但富有真实感)平行投影法(投射线互相平行,当物体平行移动时,投影的形状和大小不变化)——斜投影和正投影本课程研究平行投影且重要是正投影,后来“投影”指正投影 图2-1 中心投影法及平行投影法二、正投影的基本性质1、实形性当线段或平面图形平行于投影面时,其投影反映实长或实形2、积聚性当直线或平面图形垂直于投影面时,其投影积聚成点或直线3、类似性当直线或平面图形既不平行也不垂直于投影面时,直线的投影仍然是直线,平面图形的投影是原图形的类似形,但直线或平面图形的投影不不小于实长或实形此外,正投影尚有平行性(即空间平行线段的投影仍然平行);定比性(即空间平行线段的长度比在投影中保持不变);附属性(即几何元素的附属关系在投影中不会发生变化,如属于直线的点的投影必属于直线的投影,属于平面的点和线的投影必属于平面的投影)等性质。
图2-2 正投影的基本性质三、工程中常用的两种作图措施1、多面正投影图:采用互相垂直的两个或两个以上的投影面,在每个投影面上分别用正投影法获得物体的投影它有良好的度量性,作图简便,但直观性差由这些投影能拟定几何形体的空间位置货品形状2、轴测图:将物体连同其参照直角坐标系,沿不平行于任一坐标面的方向,用平行投影法将其投射在单一投影面上所得的具有立体感的图形它能反映长、宽、高的形状,但作图较繁且度量性差,作辅助图样 §2-2 三面投影体系与三视图只根据物体的一种投影,是不能拟定物体形状的要反映物体的完整形状,必须增长由不同投影方向得到的几种视图,互相补充,才干把物体体现清晰一、三投影面体系由正立投影面V、水平投影面H和侧立投影面W三个互相垂直的投影面构成的投影面体系称为三投影面体系正立投影面简称为正面或V面、水平投影面简称为水平面或H面、侧立投影面简称为侧面或W面三投影面两两相交产生的交线OX、OY、OZ,称为投影轴,简称X轴、Y轴、Z轴 图2-3 三面投影体系二、三视图的形成将物体放在三投影面体系中,用正投影法,分别向三个投影面投影可得到物体的三视图。
国标规定的视图名称是:主视图——由前向后投影,在正面上所得的视图;俯视图——由上向下投影,在水平面上所得的视图;左视图——由左向右投影,在侧面上所得的视图三、三视图的投影规律 1、三视图的位置关系 三视图的位置关系为:主视图在上,俯视图在主视图的正下方,左视图在主视图的正右方按照这种位置配备视图时,国标规定一律不加任何标注 2、投影相应关系及其投影规律每个视图只能反映物体长、宽、高中的两个方向的大小:主视图反映物体的长(x)和高(z);俯视图反映物体的长(x)和宽(y);左视图反映物体的宽(y)和高(z) 从物体的投影和投影面的展开过程中,还可看到: 主、左视图反映了物体上、下方向的同样高度(等高);物体上各个面和各条线在主、左视图上的投影,应在高度方向上分别平齐简称“高平齐”;主、俯视图反映了物体左、右方向的同样长度(等长);物体上各个面和各条线在主、俯视图上的投影,应在长度方向分别对正简称“长对正”;俯、左视图反映了物体前、后方向的同样宽度(等宽);物体上各个面和各条线在俯、左视图上的投影,应在宽度方向上相等简称“宽相等”上述三条投影规律,特别是最后一条,必须在初步理解的基本上,通过画图和看图的反复实践,逐渐达到纯熟和融会贯穿的限度。
3、物体的方位关系主视图反映了物体上下、左右的方位关系;俯视图反映了物体左右、前后的方位关系;左视图反映了物体上下、前后的方位关系初学者应特别注意对照直观图和平面图,熟悉展开和还原过程,以便在平面图上精确判断物体不同的方位关系,特别是前后方位 图2-4 三视图的形成及其投影规律§2-3 点的投影一、点的三面投影及投影规律点的投影仍为一点,且空间点在一种投影面上有惟一的投影但已知点的一种投影,不能惟一拟定点的空间位置将点A放在三投影面体系中分别向三个投影面V面、H面、W面作正投影,得到点A的水平投影a、正面投影a′、侧面投影a″有关空间点及其投影的标记规定为:空间点用大写字母A、B、C…表达,水平投影相应用a、b、c…表达,正面投影相应用a′、b′、c′…表达,侧面投影相应用a″、b″、c″…表达) 图2-5 点的投影及其投影规律将投影面体系展开,去掉投影面的边框,保存投影轴,便得到点A的三面投影图由图2-5可以得出点在三投影面体系的投影规律是:(1)点A的V面投影和H面投影的连线垂直于OX轴,即a′a⊥OX;(长对正)(2)点A的V面投影和W面投影的连线垂直于OZ轴,即a′a″⊥OZ;(高平齐)(3)点A的H面投影到OX轴的距离等于点A的W面投影到OZ轴的距离,即aax= a″az(宽相等),可以用圆弧或45°线来反映该关系。
二、点的三面投影与其直角坐标的关系水平投影由X与Y坐标拟定;正面投影由X与Z坐标拟定;侧面投影由Y与Z坐标拟定点的任何两个投影可反映点的三个坐标,即拟定该点的空间位置空间点在三面投影体系中有唯一拟定的一组投影三、点的轴测投影点的轴测投影图即根据点的投影图绘制的直观图可以把投影面当作坐标面,把投影轴当作坐标轴,这时O点即为坐标原点规定X轴从O点向左为正,Y轴从O点向前为正,Z轴从O点向上为正X(Y,Z)坐标用A点到W(V,H)面的距离表达四、两点的相对位置在投影图上判断空间两个点的相对位置,就是分析两点之间上下、左右和前后的关系由正面投影或侧面投影判断上下关系(Z坐标差);由正面投影或水平投影判断左右关系(X坐标差);由水平投影或侧面投影判断前后关系(Y坐标差) 图2-6 两点的相对位置五、重影点及其投影的可见性当空间两点位于某一投影面的同上条投射线(即其有两对坐标值分别相等),则此两点在该投影面上的投影重叠为一点,此两点称为对该投影面的重影点为辨别重影点的可见性,规定观测方向与投影面的投射方向一致,即对V面由前向后,对H面由上向下,对W面由左向右。
因此,距观测者近之点的投影为可见,反之为不可见当空间两点有两对坐标值分别相等时,则该两点必有重叠投影,其可见性由重影点的一对不等的坐标值来拟定,坐标值大者为可见,小者为不可见 图2-7 重影点§2-4 直线的投影一、直线的投影图作直线投影图,只需作出直线上任意两点的投影,并连接该两点在同一投影面上的投影即可三面投影面体系中,空间形体距投影面的远近不影响投影的形状大小,因此不画投影图空间直线在某一投影面上的投影长度,与直线对该投影面的倾角大小有关二、多种位置直线的投影特性按照直线对三投影面的相对位置,可以将直线分为三种:一般位置直线——与三投影面都倾斜的直线;投影面平行线——平行于一种投影面,倾斜于另两投影面的直线;投影面垂直线——垂直于一种投影面,平行于另两投影面的直线投影面平行线和投影面垂直线又称为特殊位置直线1、一般位置直线一般位置直线的投影特性如下(图2-15):(1)三面投影都倾斜于投影轴;(2)投影长度均比实长短,且不能反映与投影面倾角的真实大小2、投影面平行线投影面平行线又可分为三种:(1)平行于V面的直线称为正平线;(2)平行于H面的直线称为水平线;(3)平行于W面的直线称为侧平线。
投影特性:在它所不平行的两个投影面上的投影平行于相应的投影轴,不反映实长;在它所平行的投影面上的投影反映实长,其与投影轴的夹角,分别反映该直线对另两投影面的真实倾角3、投影面垂直线投影面垂直线同样可以分为三种:(1)垂直于正面的直线称为正垂线;(2)垂直于水平面的直线称为铅垂线;(3)垂直于侧面的直线称为侧垂线投影特性:在所垂直的投影面上的投影积聚为一点;在另两个投影面上的投影垂直于相应的投影轴,反映实长三、直线上的点点在直线上,则点的各个投影必在该直线的同面投影上,且点分直线的两线段长度之比等于其投影长度之比;反之亦然 四、两直线的相对位置空间两直线的相对位置有平行、相交和交叉三种1) 两直线平行:其同面投影必平行,且两平行线段长度之比等于其投影长度之比注意:当直线为某投影面平行线时,应检查在该投影面上的投影与否平行2) 两直线相交:其同面投影必相交,且交点的投影符合点的投影规律3) 两直线交叉:异面两直线注意:当交叉直线的投影的交点为重影点时,应鉴别其可见性图2-7 直线位置关系的判断举例:见图2-7,判断所示两直线位置关系,可以有三种措施:1)定比性;2)补投影;3)将AD与BC相连,判断其与否相交,进而判断AB与CD与否平行。
五、直角的投影直角投影定理空间垂直的两直线(相交或交叉),若其中的始终线平行于某投影面时,则二直线在该投影面上的投影仍为直角反之,若两直线在某投影面上的投影为直角,且其中有始终线平行于该投影面时,则该两直线在空间必互相垂直 图2-8 直角投影定理 应用直角投。