第3章点直线和平面的投影

济源职业技术学院教案首页课程名称机械制图与AutoCAD课次2主要教学内容时间分配第三章点、直线、平面的投影§3－1正投影的基本知识1、正投影的基本知识2、物体三视图的形成及投影规律3、三视图的画图步骤20分钟30分钟40分钟教学目的1.掌握正投影的基本特征2.掌握三视图形成及投影规律并会应用3.掌握平面立体三视图的投影特点教学重点三视图投影规律及应用、平面立体三视图的投影特点教学难点正投影的基本特性教学方法使用教具先利用模型绘制三视图，然后推广总结出平面立体的投影特点，注意运用三视图投影规律；举例说明应用。拟留作业授课总结济源职业技术学院教案首页课程名称机械制图与AutoCAD课次2主要教学内容时间分配第三章点、直线、平面的投影§3－2、点的投影§3－2、直线的投影1、各种位置直线的投影特性2、一般位置直线的实长及其与投影面夹角45分钟20分钟25分钟教学目的1、掌握点在三面投影体系中的投影规律、相对位置、重影点。2、掌握各种位置直线的投影特性和一般位置直线的实长的求法。教学重点点投影特性和各种位置直线的投影特性教学难点一般位置直线的实长的求法教学方法使用教具以体为切入点，讲点、线、面的投影，总结出投影特点。拟留作业授课总结济源职业技术学院教案首页课程名称机械制图与AutoCAD课次2主要教学内容时间分配第三章点、直线、平面的投影§3－2、平面的投影1、平面的表示法2、各种位置平面的投影3、平面上的直线和点§3－3、投影变换15分钟20分钟25分钟30分钟教学目的1.掌握面的投影特点并会应用。2.了解投影变换。教学重点平面的投影特点换面法原理教学难点平面上的点和直线三角形法求真长教学方法使用教具讲授法，多媒体教学、总结出面的投影规律。拟留作业授课总结第三章点、直线、平面的投影一、本章重点1．掌握正投影法投影特性。2．掌握点、线、面的投影特点。3．掌握截交线、相贯线的做法。二、本章难点1．换面法作图。2．截交线、相贯线的作图3、视图中图线及线框的含义三、本章要求通过本章学习，要掌握点、直线和平面的投影特性、学会运用三视图的投影规律，按照作图步骤绘制物体的三视图，能正确的画出截交线、相贯线，并按要求标注尺寸。四、授课内容§3－1正投影的基本知识一、投影法的基本知识1．投影的形成原理。用光线照射物体，在预设的面上绘制出被投射物体图形的方法，叫做投影法。光线叫做投射线，所投射的面叫做投影面，投影面上等到的物体图形叫做该物体的投影。2．投影法种类中心投影法：投射线都从投影中心出发，在投影面上作出物体图形的方法叫做中心投影法。平行投影法：若将投射中心移至无穷远处，则所有的投射线就相互平行。用相互平行的投射线，在投影面上作出物体图形的方法叫做平行投影法。在平行投影法中，根据投影面是否垂直于投影面，又分为两种：斜投影投射线倾斜于投影面正投影投射线平行于投影面正投影法能准确地表达出物体的形状结构，而且度量性好，因而在工程上广泛应用。但它的缺点是立体感差，一般要用两个或两个以上的图形才能把物体的形状表达清楚。机械图形主要是用正投影法绘制的，所以正投影法是本课程学习的主要内容。在以后的课程中，除有特别说明外，我们提到的投影均指正投影3．正投影法的投影特性，以直线、平面相对于投影面位置的不同，讲明实形性、积聚性和类似性三大主要特性。二、物体三视图的形成及投影规律1、三视图的形成用三个互相垂直的投影面构成一空间投影体系，即正面V、水平面H、侧面W，把物体放在空间的某一位置固定不动，分别向三个投影面上对物体进行投影，在V面上得到的投影叫做主视图，在H面上得到的投影叫俯视图，在W面上得到的投影叫左视图。为了在同一张图纸上画出物体的三个视图，国家标准规定了其展开方法：V面不动，H面绕OX轴向下旋转90°与V面重合，W面绕OZ轴向后旋转90°与V面重合，这样，便把三个互相垂直的投影面展平在同一张图纸上了。三视图的配置为：以主视图为基准，俯视图在主视图的下方；左视图在主视图的右方。2、视图之间的投影规律每个视图反映物体两个方向的尺寸。主视图反映物体的长度和高度；左视图反映宽度和高度；俯视图反映长度和宽度。按照三视图的配置，三视图的投影规律为：长对正，高齐平，宽一致。三视图的投影规律是在画图、看图时都须严格遵守的。3、视图中图纸及线框的含义在绘制物体的三视图时，物体表面上的线、面与视图中的轮廓线、线框都有着一一对应的关系。（1）、视图中每一条轮廓线的含义物体表面上交线的投影；物体上垂直于投影面的平面或曲面的投影；面立体转向轮廓线的投影。（2）、视图中每一封闭线框的含义：视图中每一个封闭线框都表示物体上的一个面（平面或曲面）的投影。视图中图线及线框的含义是画图、看图的依据，并可根据其含义对视图的正确性进行检查。（3）、物体的空间方位物体有上、下、左、右、前、后、六个方向的位置关系，每个视图能反映物体的四个方位。主视图反映物体的上、下、左、右，左视图反映物体的上、下、前、后，俯视图反映物体的前、后、左、右。根据以上位置关系，可以在各视图上分析出物体各部分的空间位置，以便增强对物体的空间想象能力。三、三视图的画图步骤根据物体或立体图画三视图时，应把物体摆平放正，选择形体主要特征明显的方向作为主视图的投影方向，一般画图步骤如下：1、用点画线和细实线画出各视图的作图基准线。2、用细实线、虚线，按照物体的构成，先大后小，先整体，后局部的顺序，用三视图的投影规律，画出物体三视图的底图。3、底图画完后，需经过检查，没有错误后并清理图面，再按图线要求描深。图线的描深顺序为：先曲线，后直线；水平线应自上而下，依次描深，垂线应自左向右依次描深。按照这种顺序描深，可以保证曲线与直线的正确连接，提高描深速度，保证图面的清洁。§3－2、点的投影一、点在两个投影面体系中的投影如图（b)投影面展开后0(a)立体图XHHXVAV(c)投影图a0aX0a'a'aaxaxax点在两面体系中的投影投影特性：（1）点的正面投影和水平投影连线垂直OX轴，即a’a⊥OX;（2）点的正面投影到OX轴的距离，反映该点到H面的距离，点的水平投影到OX轴的距离，反映该点到V面的距离，即a’ax=Aa,aax=Aa’。二、点在三个投影面体系中的投影点在两面投影体系已能确定该点的空间位置，但为了更清楚地表达某些形体，有时需要在两投影面体系基础上，再增加一个与H面及V面垂直的侧立的投影面W面，形成三面投影体系。如下图。VZHYWXVZWHYYYXZOYAOa'aaayxazaxa'aNaywwaazOa'aOWNa(a)立体图（b）投影面展开后（c）投影图Nay点在三面体系中的投影投影特性：（1）a’a⊥OX,a’a”⊥OZ,aayH⊥OYH,a”ayW⊥OYW（2）a’ax=Aa,aax=Aa’。a’aZ=Aa”三、点的投影与坐标根据点的三面投影可以确定点在空间位置，点在空间的位置也可以由直角坐标值来确定。点的正面投影由点的X、Z坐标决定，点的水平投影由点的X、Y坐标决定，点的侧面投影由点的Y、Z坐标决定。例题1已知点A（20，15，10）、B（30，10，0）、C（15，0，0）求作各点的三面投影。分析：由于ZB=0，所以B点在H面上，YC=0，ZC=0，则点C在X轴上。在OX轴上量取oax=20;过ax作aa’⊥OX轴，并使aax=15,a’aZ=10;过a’作aa”⊥OZ轴，并使a”aZ=aax,a,a’,a”即为所求A点的三面投影。XYWZYHb'bXbaa'aOcaywbc'cxcazaxbywHbyHay根据点的坐标求点的投影作B点的投影：在OX轴上量取obX=30;过bX作bb’⊥OX轴，并使b’bX=0,bbX=10,由于ZB=0，b’,bX重合。即b’在X轴上；因为ZB=0，b’在OYW轴上，在该轴上量取Obyw=10,得b”，则b、b’、b”即为所求B点的三面投影。作C点的投影：由在OX轴上量取OCX=15;于Yc=0，Zc=0,c、c’都在OX轴上，与c重合，c”与原点O重合。四、两点的置点相对在同面投影的位坐标来判断，其中左右由X坐标差判别，上下由Z坐标差判别空间点的相对位置，可以利用两，前后由Y坐标差判别。如图。VZWYHABa'aabbb'a'aab'bb0XYWYNZZA-ZBYA-YBXA-XBYA-YB(a)立体图（b)投影图两点间的相对位置ZaZbA点在B点上方，YaYbA点在B点的前方，XaXbA点在B点的左方。A点在B点的左前上方。5、重影点当空间两点位于垂直于某个投影面的同一投影线上时，两点在该投影面上的投影重合，称为重影点。§3－3、直线的投影直线可以由线上的两点确定，所以直线的投影就是点的投影，然后将点的同面投影连接，即为直线的投影，如图。VXZWHYABaba'b'aba'aab'bb0YWXXb'baa'ZYNabYWYNZ0(a)(b)(c)直线的三面投影一、各种位置直线的投影（1）投影面平行线直线平行于一个投影面与另外两个投影面倾斜时，称为投影面平行线。正平线——平行于V面倾斜于H、W面；水平线——平行于H面倾斜于V、W面；侧平线——平行于W面倾斜于H、V面。投影面平行线特性：平行于那个投影面，在那个投影面上的投影反映该直线的实长，而且投影与投影轴的夹角，也反映了该直线对另两个投影面的夹角，而另外两个投影都是类似形，比实长要短。（2）投影面垂直线直线垂直于一个投影面与另外两个投影面平行时，称为投影面垂直线。正垂线——垂直于V面平行于H、W面；铅垂线——垂直于H面平行于V、W面；侧垂线——垂直于W面平行于V、H面。投影面垂直线特性：垂直于那个投影面，在那个投影面上的投影积聚成一个点，而另外两个投影面上的投影平行于投影轴且反映实长。（3）一般位置直线直线与三个投影面都处于倾斜位置，称为一般位置直线。b(a)b'BVa'abWaA(c)bb'aa'ab0αγα1一般位置直线一般位置直线在三个投影面上的投影都不反映实长，而且于投影轴的夹角也不反映空间直线对投影面的夹角。二、一般位置直线的实长及其与投影面夹角一般位置直线的投影即不反映实长又不反映对投影面的真实倾斜角度。要求得实长和夹角，我们利用直角三角形法求得。如图所示。VABa'b'abca'b'aa、、bb'aba'b'βαZa-ZbZbZaYb-YaZa-ZbYb-YaZa-Zbβαb、b、'a、'ABα(a)(b)(c)ABAB求一般位置直线的实长及对投影面的夹角三、直线上点的投影如果点在直线上，则点的各个投影必在该直线的同面投影上，并将直线的各个投影分割成和空间相同的比例。ABCabca'b'c'VHabcabc'''直线上的点四、两直线的相对位置（1）两直线平行abcda'b'c'd'VACDBaba'b'c'd'cd(a)(b)两直线平行两直线空间平行，投影面上的投影也相互平行。（2）两直线相交VABCDc'd'a'b'abdkk'cabcc'd'b'd(a)(b)kk'ka'两直线相交空间两直线相交，交点K是两直线的共有点，K点的投影，符合点的投影规律。（3）两直线交叉VBAaa'c'b'd'cdbCD1'3'(4')1(2)2'a'B'C'3'(4')1'2'1(2)34ABDC(a)(b)34两直线交叉空间两直线不平行又不相交时称为交叉。交叉两直线的同面投影可能相交，但它们各个投影的交点不符合点的投影规律。五、两直线垂直相交空间两直线垂直相交，其中有一直线平行于某投影面时，则两直线在所平行的投影面上的投影反映直角。QABcac'b'a'cc1c2bac(c2c1)(a)(b)垂直相交两直线的投影证明：因为AB⊥BC，AB⊥Bb，所以AB必垂直于BC和Bb决定的平面Q及Q面上过垂足B的任何一直线（BC1、BC2……）因AB∥ab故ab也必垂直于Q面过垂足b的任一直线，即ab⊥bc。例题：如图，已知点C及直线AB的两面投影，试过C点作直线AB的垂线CD，D为垂足，并求CD的实长。a'b'aba'b'abcc'(a)(b)已知条件求解c'cd'dCD求点到直线的垂足及距离分析：因为ab∥