平面立体主要有棱柱、棱锥等。平面立体上相邻两平面的交线称为棱线。在投影图上表示平面立体就是把组成立体的平面和棱线表示出来,然后判断其可见性,可见棱线的投影画成粗实线,不可见棱线的投影画成虚线。
1)棱柱
一个上、下底面互相平行,其余每相邻两面交线(棱线)也互相平行且与上、下底面垂直的立体称为直棱柱。顶面和底面为正多边形的直棱柱为正棱柱。棱线互相平行与上、下底倾斜的称为斜棱柱。本节仅讨论正棱柱。
(1)棱柱的三视图
图3-6(a)所示正五棱柱的顶面和底面为正五边形的水平面,最后面的矩形侧面为正平面,其余四个侧面为矩形的铅垂面。
图3-6 正五棱柱的作图过程
图3-6 (b)中俯视图的正五边形线框是五棱柱顶面和底面的重合投影,反映实形。五边形的边和顶点是五个侧面和五条棱线的积聚性投影。
主视图和左视图中的矩形线框,读者可自行分析。
(2)棱柱表面上的点的投影
立体表面上的点,其投影一定位于立体表面的同面投影上。图3-6中正五棱柱的表面都处于特殊位置,因此棱柱表面上点的投影均可利用平面投影的积聚性来作图。
在判别可见性时,若该平面处于可见位置,则该面上点的同名投影也是可见的,否则为不可见。在平面具有积聚性投影面上的点的投影,可以不必判别其可见性。
如图3-6(b)所示,已知正五棱柱侧面AA1B1B上M点的V面投影m′,求该点的H面投影m和W面投影m″的作法是:由于棱面AA1B1B是铅垂面,而M点位于AA1B1B面上,因此M点的H面投影m,必在该侧面在H面上的积聚性投影aa1b1b上,再根据m和m′求出W面投影m″。由于AA1B1B面的W面投影为可见,故m″也为可见。
2)棱锥
底面是多边形,各棱面均为有一个公共顶点的三角形,这样的平面立体称为棱锥。从棱锥顶点到底面的距离称为棱锥高。当棱锥底面为正多边形,各侧面是全等的等腰三角形时,称为正棱锥。(www.xing528.com)
(1)棱锥的三视图
图3-7(a)所示为一正三棱锥的直观图,它由底面△ABC和三个棱面△SAB、△SBC、△SCA所组成。底面△ABC为一水平面,其水平投影△abc反映实形,正面投影及侧面投影积聚为一直线。棱面△SAC为侧垂面,其侧面投影积聚为一直线,水平投影和正面投影都是类似形。△SAB和△SBC均为一般位置平面,与三个投影面都倾斜,所以它们的三个投影都是类似形。
图3-7 正三棱锥的作图过程
三棱锥的投影也可以通过分析各棱线的投影获得。棱线AB、BC均为水平线,AC为侧垂线,它们平行于水平投影面;棱线SB为侧平线,平行于侧面;SA、SC为一般位置直线,它们倾斜于三个投影面。
作图时,先画出底面△ABC的各个投影,再作出顶点S的各个投影,连接各条棱线的同名投影即为三棱锥的三面投影。
(2)棱锥表面上点的投影
组成棱锥的表面有特殊位置平面,也有一般位置平面。凡属于特殊位置平面上的点,可利用平面投影的积聚性作图;而属于一般位置平面上的点,可选取适当的辅助线作图。
图3-7(a)、3-7(b)中M点在棱面△SAB上,现已知M点的正面投影m′,要求出M点的其他投影。M点在棱面△SAB上,即它是在一般位置平面上,过顶点S及M点作辅助线SⅡ,即可求出M点的水平投影m,再根据m′和m求出m″。也可以过M点在棱面△SAB上作AB的平行线MⅠ,即作m′1′∥a′b′,再作m1∥ab,求出m,再根据m′、m求出m″。
M点在棱面△SAB上,而棱面△SAB在三个投影面上的投影都是可见的,所以,M点在三个投影面上的投影m、m′、m″都是可见的。
(3)棱锥台
棱锥台可看成由平行于棱锥底面的平面截去锥顶一部分而形成的。由正棱锥截得的棱锥台称为正棱台,其顶面与底面为互相平行的相似形,侧面为等腰梯形,如图3-8(a)所示。
图3-8(b)为四棱锥台的三视图。四棱锥台的顶面和底面为水平面,其H面投影为两矩形线框,反映实形。前、后侧面为侧垂面,W面投影积聚为两条斜直线,V面和H面的投影为等腰梯形,是类似形。
图3-8 四棱锥台的作图过程
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