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曲面立体的画法及表面取点技巧

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:常见的曲面立体主要有圆柱、圆锥、圆球、圆环等。母线位于回转面上任意位置时,称为素线。因此,圆柱面的水平投影积聚为一圆,此圆也是圆柱顶面和底面的水平投影,是真实形。两条互相垂直的点画线,表示确定圆心的对称中心线。p′在圆柱面最上轮廓素线上,由p′可直接求出p和p″,p可见且位于圆柱轴线的H面投影上。2)圆锥圆锥面的形成圆锥是由底平面和圆锥面所组成。圆锥面上通过锥顶S的任一直线称为圆锥面的素线。

曲面立体的画法及表面取点技巧

常见的曲面立体主要有圆柱、圆锥、圆球、圆环等(均为回转体)。这些回转体是由一动线(直线或曲线)绕一定直线旋转而成的。定直线称为旋转轴,动线称为母线。母线位于回转面上任意位置时,称为素线。母线上任意一点的运动轨迹都是圆,此圆又称为纬圆。

1)圆柱

(1)圆柱面的形成

圆柱是由顶面、底面和圆柱面所组成。圆柱面可看成是由一条直母线AA1围绕与它平行的轴线OO1旋转而成,如图3-9(a)所示。

图3-9 圆柱的作图过程

(2)圆柱的三视图

图3-9(b)、3-9(c)所示是一个圆柱的直观图和三视图,其轴线垂直于水平投影面,圆柱面上所有素线是直线而且都是铅垂线。因此,圆柱面的水平投影积聚为一圆,此圆也是圆柱顶面和底面的水平投影,是真实形。两条互相垂直的点画线,表示确定圆心的对称中心线。主视图和左视图的矩形线框是圆柱的正面投影和侧面投影。矩形的上、下边线分别是圆柱顶面和底面有积聚性的投影。

主视图的矩形线框是圆柱面前半部分与后半部分的重合投影,左右两边素线a′a1和b′b1′是从前往后投射时位于圆柱面上最左与最右两条轮廓素线AA1和BB1的投影,是圆柱前半部分(可见部分)与后半部分(不可见部分)的分界线,称为正视分界线(又称正视转向轮廓线)。它们的水平投影积聚成点a(a1)、b(b1),侧面投影与圆柱轴线的投影(即点画线)重合,因圆柱面是光滑曲面,所以侧面投影不应画此轮廓素线。

左视图的矩形线框是圆柱面左半部分与右半部分的重合投影,前后两边素线c″c1″和d″d1″是从左往右投射时位于圆柱面上最前与最后两条轮廓素线CC1和DD1的投影,是圆柱左半部分(可见部分)与右半部分(不可见部分)的分界线,称为侧视分界线(又称侧视转向轮廓线),其水平投影积聚成点c(c1)、d(d1),正面投影与圆柱的轴线(即点画线)重合,其正面投影不用画出。

若设圆柱轴线为正垂线,则此圆柱的正面投影是圆,水平和侧面投影都是矩形,三个投影面上线段的含义读者可自行分析。

画圆柱三视图时,应先画出圆的中心线、轴线及投影为圆的特征视图,再画其余矩形线框的视图。

(3)圆柱面上点的投影

圆柱面上点的投影,均可利用圆柱面投影的积聚性来求得,如图3-10所示。

已知圆柱面上M点、N点、P点的V面投影m′、(n′)、p′,求其他两面投影。

m′为可见,M点位于圆柱的前半部分的下半部,由m′求得m″,再由m′和m″求得(m),m为不可见。

图3-10 圆柱面上点的投影

(n′)为不可见,N点位于圆柱的后半部分的上半部,由(n′)求得n″,再由(n′)和n″求得n,n可见。

p′在圆柱面最上轮廓素线上,由p′可直接求出p和p″,p可见且位于圆柱轴线的H面投影(即点画线)上。

2)圆锥

(1)圆锥面的形成

圆锥是由底平面和圆锥面所组成。圆锥面可看成是由一直线SA为母线围绕与其相交成一定角度的轴线SO旋转而成的,如图3-11(a)所示。圆锥面上通过锥顶S的任一直线称为圆锥面的素线。在母线上任一点的运动轨迹是圆。

图3-11 圆锥的作图过程

(2)圆锥的三视图

图3-11(b)、3-11(c)所示是一个圆锥的直观图和三视图,其轴线垂直于水平投影面,H面上的圆形线框是圆锥底面和圆锥面的重合投影,圆周是圆锥面和底面交线的投影,两条互相垂直的点画线是圆锥左右、前后对称中心线。主视图和左视图的等腰三角形线框是圆锥的正面投影和侧面投影,等腰三角形的底线是圆锥底平面有积聚性的投影。

主视图的等腰三角形线框是圆锥面前半部分与后半部分的重合投影,两腰s′a′和s′c′是从前往后投射时位于圆锥面上最左与最右两条轮廓素线SA和SC的投影,是圆锥前半部分(可见部分)与后半部分(不可见部分)的分界线,称为正视分界线。它们的水平投影和横向中心线重合,侧面投影与圆锥轴线的投影(即点画线)重合,因圆锥面是光滑曲面,所以侧面投影不画此轮廓素线。

左视图的等腰三角形线框是圆锥面左半部分与右半部分的重合投影,两腰s″b″和s″d″是从左往右投射时位于圆锥面上最前与最后两条轮廓素线SB和SD的投影,是圆锥左半部分(可见部分)与右半部分(不可见部分)的分界线,称为侧视分界线。它们的水平投影和纵向中心线重合,正面投影与圆锥轴线的投影即点画线重合,其正面投影不用画出。

若设圆锥轴线为正垂线,则此圆锥的正面投影是圆,水平和侧面投影都是等腰三角形,三个投影面上的线段的含义读者可自行分析。

画圆锥三视图时,应先画出圆的中心线、轴线及投影为圆的视图,再画其余等腰三角形线框的视图。(www.xing528.com)

(3)圆锥面上点的投影

因为圆锥面的三个投影都不具有积聚性,所以在圆锥表面上取点,就不能像圆柱那样利用积聚性投影直接求出其投影,而应当采用过已知点作素线或纬圆的方法来求得。

如图3-12、3-13所示,已知圆锥面上M点的V面投影m′,求其另外两面投影m和m″。

①素线法:如图3-12所示,过锥顶S和锥面上M点引一素线SA,作出其H面投影sa,就可求出M点的H面投影m,再根据m′和m就可求得m″。

由于圆锥面的H面投影均是可见的,故M点的H面投影m也是可见的。又因M点在圆锥的左半部分,而左半部分圆锥的W面投影是可见的,所以M点的W面投影m″也是可见的。

图3-12 用素线法在圆锥面上取点

②纬圆法:如图3-13所示,过圆锥面上M点作一圆垂直于圆锥轴线并平行于底面(纬圆),则M点在各投影面上的投影必在此纬圆的相应投影上。

以a′b′为直径,作出纬圆在H面上的投影,即可求出M点的H面投影m,再根据m′和m就可求出M点的W面投影m″。与图3-12同理,m为可见,而M点在圆锥的右半部分,所以M点的W面投影m″为不可见。

处于圆锥表面上最前、最后、最左、最右素线上点的投影,可利用投影对应关系直接求出。

图3-13 用纬圆法在圆锥面上取点

3)圆球

(1)圆球面的形成

圆球面可看成是由一个圆为母线围绕其上某一条直径旋转而成的,如图3-14(a)所示。在母线上任一点的运动轨迹为直径大小不等的圆。

圆球在任何方向的投影都是等径的圆,但三个投影面上的圆是圆球不同位置的轮廓素线圆的投影,如图3-14(b)所示。

图3-14 圆球三视图的形成

(2)圆球的三视图

如图3-14(c)所示,俯视图中圆a表示上半个球面(可见部分)和下半个球面(不可见部分)的分界线,称为俯视分界线,是平行于H面的轮廓素线圆的投影,其V面和W面的投影与对称中心线a′、a″重合,不应画出。

主视图中圆b′表示前半个球面(可见部分)和后半个球面(不可见部分)的分界线,称为正视分界线,是平行于V面的轮廓素线圆的投影,其H面和W面的投影与对称中心线b、b″重合,不应画出。

左视图中圆c″表示左半个球面(可见部分)和右半个球面(不可见部分)的分界线,称为侧视分界线,是平行于W面的轮廓素线圆的投影,其V面和H面的投影与对称中心线c′、c重合,不应画出。

(3)圆球面上点的投影

在圆球面上作点的投影,可用辅助圆法。

如图3-15所示,已知圆球面上M点的V面投影m′,求M点的其余两个投影m、m″。

图3-15 圆球面上点的投影

根据m′的位置和可见性,说明M点在前半球面的右上方。

如图3-15(a)所示,在主视图上过m′作水平辅助圆的投影1′2′,再在俯视图上作辅助圆的水平投影(即以球心O为圆心,1′2′为直径画圆),然后由m′作X轴的垂线。此垂线与辅助圆的H面投影的交点即为m,再由m′和m即可求得m″,其中m为可见,m″为不可见。

同样,也可按图3-15(b)所示,在球面上作平行于W面的辅助圆1′2′,求出辅助圆的W面投影,即可求得M点的W面投影m″,再由m′和m″即可求出m。

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