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1、 第第 二二 章章 点、直线和平面的投影点、直线和平面的投影2-1 2-1 投影的基本知识投影的基本知识2-2 2-2 点的投影点的投影2-3 2-3 直线的投影直线的投影2-4 2-4 平面的投影平面的投影要求:掌握点的三面投影规律,掌握直线、平面的要求:掌握点的三面投影规律,掌握直线、平面的投影特性,会解决有关问题。投影特性,会解决有关问题。21 投影的基本知识投影的基本知识投影方法投影方法中心投影法中心投影法平行投影法平行投影法直角投影法(正投影法)直角投影法(正投影法)斜角投影法斜角投影法画透视图画透视图画斜轴测图画斜轴测图画工程图样画工程图样及正轴测图及正轴测图中心投影法中心投影法
2、投射中心、物体、投影面三者之间的投射中心、物体、投影面三者之间的相对距离对投影的大小有影响。相对距离对投影的大小有影响。度量性较差度量性较差投影特性投影特性投射线投射线投射中心投射中心物体物体投影面投影面投影投影物体位置改物体位置改变,投影大变,投影大小也改变小也改变平行投影法平行投影法斜角投影法斜角投影法投投 影影 特特 性性投影大小与物体和投影面之间的距离无关。投影大小与物体和投影面之间的距离无关。度量性较好度量性较好工程图样多数采用正投影法绘制。工程图样多数采用正投影法绘制。投投射射线线互互相相平平行行且且垂垂直直于于投投影影面面投投射射线线互互相相平平行行且且倾倾斜斜于于投投影影面面直
3、角(正)投影法直角(正)投影法 Pb AP采用多面投影采用多面投影。过空间点过空间点A A的的投射线投射线与投影面与投影面P P的交点即为点的交点即为点A A在在P P面上的投影。面上的投影。B1B2B3 点在一个投影面上点在一个投影面上的投影不能确定点的空的投影不能确定点的空间位置。间位置。一、点在一个投影面上的投影一、点在一个投影面上的投影a 22 22 点的投影点的投影解决办法?解决办法?HWV二、点的三面投影二、点的三面投影投影面投影面正面投影面(简称正正面投影面(简称正 面或面或V V面)面)水平投影面(简称水水平投影面(简称水 平面或平面或H H面)面)侧面投影面(简称侧侧面投影面
4、(简称侧 面或面或W W面)面)投影轴投影轴oXZOXOX轴轴 V V面与面与H H面的交线面的交线OZOZ轴轴 V V面与面与W W面的交线面的交线OYOY轴轴 H H面与面与W W面的交线面的交线Y三个投影面三个投影面互相垂直互相垂直WHVoX空间点空间点A在三个投影面上的投影在三个投影面上的投影a a 点点A A的正面投影的正面投影a a点点A A的水平投影的水平投影a a 点点A A的侧面投影的侧面投影空间点用大写字母空间点用大写字母表示,点的投影用表示,点的投影用小写字母表示。小写字母表示。a aa AZYWVHXYZOVHWAaa a xaazay向右翻向右翻向下翻向下翻不动不动投
5、影面展开投影面展开aaZaa yayaXYYO azxXYZOVHWAaa a 点的投影规律点的投影规律:a aOX轴轴 aax=a az=y=A到到V面的距离面的距离a ax=a ay=z=A到到H面的距离面的距离aay=a az=x=A到到W面的距离面的距离xaazayYZaza XYayOaaxaya a a OZ轴轴a aax例:已知点的两个投影,求第三投影。例:已知点的两个投影,求第三投影。a a aaxazaz解法一解法一:通过作通过作4545线线使使a a a az z=aaaax x解法二解法二:用圆规直接量用圆规直接量取取a az=aaxa 三三 点的坐标与投影之间的关系点的
6、坐标与投影之间的关系YWxXYZOVHWAaa a xaazayZaza XYHayOaaxaya xzyzyxyza 反映反映X、Z坐标;坐标;a反映反映X、Y坐标;坐标;a 反映反映Y、Z坐标。坐标。四四 投影面和投影轴上的点投影面和投影轴上的点五、两点的相对位置五、两点的相对位置 两点的相对位置指两两点的相对位置指两点在空间的点在空间的上下、前后、上下、前后、左右左右位置关系。位置关系。判断方法:判断方法:x x 坐标大的在左坐标大的在左 y y 坐标大的在前坐标大的在前 z z 坐标大的在上坐标大的在上b aa a b bB B点在点在A A点之前、点之前、之右、之下。之右、之下。XY
7、HYWZ六、重影点:六、重影点:空间两点在某一投影空间两点在某一投影面上的面上的投影重合为一点投影重合为一点时,则称此两点为时,则称此两点为该投该投影面影面的重影点。的重影点。A、C为为H面的重影点面的重影点a a c c 被挡住的投被挡住的投影加影加()()A A、C C为哪个投为哪个投影面的重影点影面的重影点呢?呢?a caa a b b b23 23 直线的投影直线的投影 两点确定一条直线,将两两点确定一条直线,将两点的同名投影用直线连接,点的同名投影用直线连接,就得到直线的同名投影。就得到直线的同名投影。直线对一个投影面的投影特性直线对一个投影面的投影特性一、直线的投影特性一、直线的投
8、影特性ABab直线垂直于投影面直线垂直于投影面投影重合为一点投影重合为一点 积聚性积聚性直线平行于投影面直线平行于投影面投影反映线段实长投影反映线段实长 ab ab=AB=AB直线倾斜于投影面直线倾斜于投影面投影比空间线段短投影比空间线段短 ab ab=ABcosABcosABabAMBabm 直线在三个投影面中的投影特性直线在三个投影面中的投影特性投影面平行线投影面平行线平行于某一投影面而平行于某一投影面而与其余两投影面倾斜与其余两投影面倾斜投影面垂直线投影面垂直线正平线(平行于面)正平线(平行于面)侧平线(平行于面)侧平线(平行于面)水平线(平行于面)水平线(平行于面)正垂线(垂直于面)正
9、垂线(垂直于面)侧垂线(垂直于面)侧垂线(垂直于面)铅垂线(垂直于面)铅垂线(垂直于面)一般位置直线一般位置直线与三个投影面都倾斜的直线与三个投影面都倾斜的直线统称特殊位置直线统称特殊位置直线垂直于某一投影面垂直于某一投影面b a aba b b aa b ba 投影面平行线投影面平行线 在其平行的那个投影面上的投影反映实长,在其平行的那个投影面上的投影反映实长,并反映直线与另两投影面倾角的实大。并反映直线与另两投影面倾角的实大。另两个投影面上的投影平行于相应的投影另两个投影面上的投影平行于相应的投影 轴。轴。水平线水平线侧平线侧平线正平线正平线投投 影影 特特 性:性:与与H面的夹角面的夹角
10、:与与V面的角面的角:与与W面的夹角面的夹角:实长实长实长实长实长实长ba aa b b 正平线正平线正平线正平线侧平线侧平线侧平线侧平线水平线水平线水平线水平线 反映线段实长。且垂直反映线段实长。且垂直于相应的投影轴。于相应的投影轴。投影面垂直线投影面垂直线铅垂线铅垂线正垂线正垂线侧垂线侧垂线 另外两个投影另外两个投影,在其垂直的投影面上,在其垂直的投影面上,投影有积聚性投影有积聚性。投影特性投影特性:c(d)cdd c a b a(b)a b e f efe(f)铅垂线铅垂线铅垂线铅垂线正正垂线垂线侧侧垂线垂线 一般位置直线一般位置直线投影特性:投影特性:三个投影都缩短。即三个投影都缩短。
11、即:都不反映空间线段的实长及都不反映空间线段的实长及与三个投影面夹角的实大,与三个投影面夹角的实大,且与三根投影轴都倾斜。且与三根投影轴都倾斜。abb a b a(1 1)ab ab,abab,abab对于三个投影轴既不平行也对于三个投影轴既不平行也不垂直不垂直(2 2)ab ab,abab,abab都较空间线段都较空间线段ABAB缩短了。缩短了。其具体长度为:其具体长度为:ab ab=ABcosABcos,abab=ABcos,abABcos,ab=ABcosABcos三、直线与点的相对位置三、直线与点的相对位置 若点在直线上若点在直线上,则则点的投影必在直线的同点的投影必在直线的同名投影上
12、。并将线段的名投影上。并将线段的同名投影分割成与空间同名投影分割成与空间相同的比例。即:相同的比例。即:若点的投影有一个不若点的投影有一个不在直线的同名投影上,在直线的同名投影上,则则该点必不在此直线上。该点必不在此直线上。判别方法判别方法:AC/CB=ac/cb=a c /c b ABCVHbcc b a a定比定理定比定理点点C不不在在直线直线AB上上例例1:判断点:判断点C是否在线段是否在线段AB上。上。abca b c c abca b 点点C在直在直线线AB上上例例2:判断点:判断点K是否在线段是否在线段AB上。上。a b k 因因k 不在不在a b 上,上,故点故点K不在不在AB上
13、。上。应用定比定理应用定比定理abka b k 另一判断法另一判断法?三、两直线的相对位置三、两直线的相对位置空间两直线的相对位置分为:空间两直线的相对位置分为:平行平行、相交相交、交叉交叉。两直线平行两直线平行投影特性:投影特性:空间两直线平行,空间两直线平行,则其各则其各同名投影同名投影必相互必相互平行,反之亦然。平行,反之亦然。aVHc bcdABCDb d a 空间两直线之比空间两直线之比等于其同名投影之比等于其同名投影之比abcdc a b d 例例1:判断图中两条直线是否平行。:判断图中两条直线是否平行。对于一般位置直对于一般位置直线,只要有两个同名线,只要有两个同名投影互相平行,
14、空间投影互相平行,空间两直线就平行。两直线就平行。AB/CDb d c a cbadd b a c 对于特殊位置直线,对于特殊位置直线,只有两个同名投影互相只有两个同名投影互相平行,空间直线不一定平行,空间直线不一定平行。平行。求出侧面投影后可知:求出侧面投影后可知:AB与与CD不平行。不平行。例例2:判断图中两条直线是否平行。:判断图中两条直线是否平行。求出侧面投影求出侧面投影如何判断?如何判断?HVABCDKabcdka b c k d abcdb a c d kk 两直线相交两直线相交判别方法:判别方法:若空间两直线相交,若空间两直线相交,则其同名投影必则其同名投影必相交,且交点的投影必
15、符合空间一点的投相交,且交点的投影必符合空间一点的投影规律影规律。反之亦然。反之亦然。交点是两直交点是两直线的共有点线的共有点cabb a c d k kd例:过例:过C点点作水平线作水平线CD与与AB相交。相交。先作正面投影先作正面投影d b a abcdc1(2 )3(4)两直线交叉两直线交叉投影特性投影特性:同名投影可能相交,同名投影可能相交,但但 “交点交点”不符合空间不符合空间一个点的投影规律一个点的投影规律。“交点交点”是两直线上是两直线上的一的一 对对重影点的投影重影点的投影,用其可帮助判断两直线用其可帮助判断两直线的空间位置。的空间位置。、是面的重影点,是面的重影点,、是是H面
16、的重影点。面的重影点。为什么?为什么?123 4 两直线相交吗?两直线相交吗?两直线垂直相交(或垂直交叉)两直线垂直相交(或垂直交叉)直角的投影特性:直角的投影特性:若直角有一边平行于投影面,则它在该投影面若直角有一边平行于投影面,则它在该投影面上的投影仍为直角。上的投影仍为直角。设设 直角边直角边BC/H面面因因 BCAB,同时同时BCBb所以所以 BCABba平面平面直线在直线在H面上的面上的投影互相垂直投影互相垂直即即 abc为直角为直角因此因此 bcab故故 bc ABba平面平面又因又因 BCbcABCabcHa c b abc.证明:证明:例:过例:过C点作直线与点作直线与AB垂直
17、相交。垂直相交。d abca b c dAB为正平线为正平线,正面投影反映直正面投影反映直角。角。.反之,若一角的投影为直角,而且空间被投影的角反之,若一角的投影为直角,而且空间被投影的角至少有一边平行于该投影面,则空间角必是直角。至少有一边平行于该投影面,则空间角必是直角。小小 结结 点与直线的投影特性,尤其是点与直线的投影特性,尤其是特殊位置特殊位置 直线的投影特性直线的投影特性。点与直线及两直线的相对位置的判断方点与直线及两直线的相对位置的判断方 法及投影特性。法及投影特性。定比定理。定比定理。直角定理,即两直线垂直时的投影特性。直角定理,即两直线垂直时的投影特性。重点掌握:重点掌握:一
18、、点的投影规律一、点的投影规律aaZayayaXYYO xa za a aOX轴轴 aax=a az=y=A到到V面的距离面的距离a ax=a ay=z=A到到H面的距离面的距离aay=a az=x=A到到W面的距离面的距离 a a OZ轴轴二、各种位置直线的投影特性二、各种位置直线的投影特性 一般位置直线一般位置直线三个投影与各投影轴都倾斜。三个投影与各投影轴都倾斜。投影面平行线投影面平行线 在其平行的投影面上的投影反映线段实长在其平行的投影面上的投影反映线段实长及与相应投影面的夹角。另两个投影平行于相及与相应投影面的夹角。另两个投影平行于相应的投影轴。应的投影轴。投影面垂直线投影面垂直线
19、在其垂直的投影面上的投影积聚为一点。在其垂直的投影面上的投影积聚为一点。另两个投影反映实长且垂直于相应的投影轴。另两个投影反映实长且垂直于相应的投影轴。三、直线上的点三、直线上的点 点的投影在直线的同名投影上。点的投影在直线的同名投影上。点分线段成定比,点的投影必分线段的投影点分线段成定比,点的投影必分线段的投影 成定比成定比定比定理。定比定理。四、两直线的相对位置四、两直线的相对位置 平行平行 相交相交 交叉(异面)交叉(异面)同名投影互相平行。同名投影互相平行。同名投影相交,交点是两直线的共有点,同名投影相交,交点是两直线的共有点,且符合空间一个点的投影规律。且符合空间一个点的投影规律。同
20、名投影可能相交,但同名投影可能相交,但“交点交点”不符合空不符合空间一个点的投影规律。间一个点的投影规律。“交点交点”是两直线上一是两直线上一对重影点的投影。对重影点的投影。五、相互垂直的两直线的投影特性五、相互垂直的两直线的投影特性 两直线同时平行于某一投影面时,在该两直线同时平行于某一投影面时,在该 投影面上的投影反映直角。投影面上的投影反映直角。两直线中有一条平行于某一投影面时,两直线中有一条平行于某一投影面时,在该投影面上的投影反映直角。在该投影面上的投影反映直角。两直线均为一般位置直线时,两直线均为一般位置直线时,在三个投影面上的投影都不在三个投影面上的投影都不 反映直角。反映直角。
21、直角定理直角定理2.4 2.4 平面的投影平面的投影一、一、平面的表示法平面的表示法abca b c 不在同一不在同一直线上的直线上的三个点三个点abca b c 直线及直线及线外一线外一点点abca b c dd 两平行直两平行直线线abca b c 两相交两相交直线直线abca b c 平面平面图形图形迹线表示法迹线表示法PXPVPHOXZYPHPVPWPZPYPXXOPWPZPYHPYWYHZYW平面与投影面的交线,叫做平面的迹线。二、平面的投影特性二、平面的投影特性平行平行垂直垂直倾斜倾斜投投 影影 特特 性性 平面平行投影面平面平行投影面-投影就把实形现投影就把实形现 平面垂直投影面
22、平面垂直投影面-投影积聚成直投影积聚成直线线 平面倾斜投影面平面倾斜投影面-投影类似原平面投影类似原平面实形性实形性类似性类似性积聚性积聚性 平面对一个投影面的投影特性平面对一个投影面的投影特性 平面在三投影面体系中的投影特性平面在三投影面体系中的投影特性平面对于三投影面的位置可分为三类平面对于三投影面的位置可分为三类:投影面垂直面投影面垂直面 投影面平行面投影面平行面一般位置平面一般位置平面特殊位置平面特殊位置平面垂直于某一投影面,垂直于某一投影面,倾斜于另两个投影面倾斜于另两个投影面平行于某一投影面,平行于某一投影面,垂直于另两个投影面垂直于另两个投影面与三个投影面都倾斜与三个投影面都倾斜
23、 正垂面正垂面 侧垂面侧垂面 铅垂面铅垂面 正平面正平面 侧平面侧平面 水平面水平面abca c b c b a 投影面垂直面投影面垂直面类似性类似性类似性类似性积聚性积聚性铅垂面铅垂面投影特性:投影特性:在它垂直的投影面上的投影积聚成直在它垂直的投影面上的投影积聚成直线。该直线与投影轴的夹角反映空间平面线。该直线与投影轴的夹角反映空间平面与另外两投影面夹角的大小。与另外两投影面夹角的大小。另外两个投影面上的投影有类似性。另外两个投影面上的投影有类似性。为什么?为什么?是什么位置是什么位置的平面?的平面?a b c a b c abc 投影面平行面投影面平行面积聚性积聚性积聚性积聚性实形性实形
24、性水平面水平面投影特性:投影特性:在它所平行的投影面上的投影反映实形。在它所平行的投影面上的投影反映实形。另两个投影面上的投影分别积聚成与相应另两个投影面上的投影分别积聚成与相应的投影轴平行的直线。的投影轴平行的直线。投影特性1、abc、abc、abc 均为 ABC的类似形2、不反映、的真实角度 abcbacababbaccbacCAB 一般位置平面一般位置平面三、平面上的直线和点三、平面上的直线和点判断直线在平面判断直线在平面内的方法内的方法 定定 理理 一一若一直线过平面若一直线过平面上的两点,则此上的两点,则此直线必在该平面直线必在该平面内。内。定定 理理 二二若一直线过平面上的若一直线
25、过平面上的一点,且平行于该平一点,且平行于该平面上的另一直线,则面上的另一直线,则此直线在该平面内。此直线在该平面内。平面上取任意直线平面上取任意直线abcb c a abcb c a d mnn m d例例1:已知平面由直线:已知平面由直线AB、AC所确定,试所确定,试 在平面内任作一条直线。在平面内任作一条直线。解法一解法一解法二解法二根据定理二根据定理二根据定理一根据定理一有多少解?有多少解?有无数解。有无数解。例例2:在平面:在平面ABC内作一条水平线,使其到内作一条水平线,使其到 H面的距面的距 离为离为10mm。n m nm10c a b cab 唯一解!唯一解!有多少解?有多少解
26、?平面上取点平面上取点 先找出过此点而又在平面内的一条直线作先找出过此点而又在平面内的一条直线作为辅助线,然后再在该直线上确定点的位置。为辅助线,然后再在该直线上确定点的位置。例例1:已知:已知K点在平面点在平面ABC上,求上,求K点的水平投影。点的水平投影。bacc a k b k 面上取点的方法:面上取点的方法:首先面上取线首先面上取线abca b k c d kd利用平面的积聚性求解利用平面的积聚性求解通过在面内作辅助线求解通过在面内作辅助线求解bckada d b c ada d b c k bc例例2:已知:已知AC为正平线,补全平行四边形为正平线,补全平行四边形 ABCD的水平投影
27、。的水平投影。解法一解法一解法二解法二要要 点点一、各种位置平面的投影特性一、各种位置平面的投影特性 一般位置平面一般位置平面 投影面垂直面投影面垂直面 投影面平行面投影面平行面三个投影为边数相等的类似多边形三个投影为边数相等的类似多边形类似性类似性。在其垂直的投影面上的投影积聚成直线在其垂直的投影面上的投影积聚成直线 积聚性积聚性。另外两个投影类似。另外两个投影类似。在其平行的投影面上的投影反映实形在其平行的投影面上的投影反映实形 实形性实形性。另外两个投影积聚为直线。另外两个投影积聚为直线。二、平面上的点与直线二、平面上的点与直线 平面上的点平面上的点一定位于平面内的某条直线上一定位于平面内的某条直线上 平面上的直线平面上的直线 过平面上的两个点。过平面上的两个点。过平面上的一点并平行于该平面上的某条直线。过平面上的一点并平行于该平面上的某条直线。