1.柱面
图8-47 柱面
(1)柱面的形成——一直母线平行一直导线且沿着一曲导线运动而形成的曲面,称为柱面。
图8-47为一个柱面的投影图。该柱面为一条直母线L平行一条直导线L0、且沿着一条曲导线K运动时,由素线L1,L2,…等形成。
该柱面的边线为K,K1,L1和L5。H面投影上有投影外形线lA,V面投影上有投影外形线它们为空间外形线LA,LB的投影,对应的不必画出。
(2)柱面特性——柱面是可展曲面。由于平行的两相邻素线组成一个狭窄的平面,因而整个柱面可以视为由许多狭窄的平面所组成,它们可以连续地展开成一个平面,所以柱面为可展曲面。
(3)柱面的类别——一般以垂直于母线(素线)的平面与柱面的交线形状来区分。如交线为圆周时,称为圆柱面;交线为椭圆时,称为椭圆柱面。有时也以边界曲线的形状以及它所在平面与素线是否垂直来区分。如边界曲线为圆周,圆周平面与素线互相垂直时,称为正圆柱面;如与素线倾斜时,称为斜圆柱面。
(4)柱面的投影图——图8-48为以水平的圆周K为曲导线,平行于V面但倾斜的轴线OO1为直导线所形成的斜圆柱面的投影图。该斜圆柱面实际上是一个椭圆柱面,因为垂直于轴线的平面,将与柱面交于一个椭圆,但通常仍称为斜圆柱面。
斜圆柱的H面投影的外形线,为平行于轴线的素线的H面投影、且与底圆和顶圆的投影相切的直线,本图中也为最前和最后两素线的H面投影;其V面投影的外形线则为通过平行于V面的底圆(或顶圆)直径的端点的两条素线LA,LB的V面投影。
(5)斜圆柱面上点和线——斜圆柱面上点,可在柱面上取素线来定出。如已知圆柱面上一点A的V面投影a′,利用通过点A的素线L(l,l′)来求得H面投影a,如图所示。设朝V面观看时A为可见点,即位于前半个柱面上,作图时,可过A作素线L,则l′通过a′,作出(位于前半柱面上的)l后,即可求得a。
斜圆柱面上曲线,则可求出一些点来连得。柱面除了素线外,无其他直线。
图8-48 斜圆柱
图8-49 直线贯穿斜圆柱
(6)斜圆柱面的贯穿点——图8-49所示,如过AB作投影面垂直面为辅助截平面,辅助截交线将为椭圆而作图麻烦。如过AB作平行于柱面轴线(或素线)的辅助截平面,可与柱面交于直素线而作图方便。
为此,如过直线上一点如A(a,a′),作平行于素线的辅助线,求出与柱底平面的交点A0(a0),或再作这样的辅助线来求出第二个点,本图中则利用AB与柱底平面的交点C(c,c′),可连得辅助截平面与柱底平面的交线A0C(a0c),与底圆交于Ⅰ0(10)和Ⅱ0(20)。由之可作得为素线的辅助截交线Ⅰ0Ⅰ(101)和Ⅱ0Ⅱ(202),就与ab交得截交点Ⅰ,Ⅱ的H面投影1,2,由之可在a′b′上作得V面投影1′,2′。
图8-50 锥面
可见性:对于H面投影,因截交点Ⅱ位于下方不可见柱面上,对于V面投影,因截交点Ⅰ位于后方不可见柱面上,故2和1′到投影外形线间线段均为不可见而画成虚线。
2.锥面
(1)锥面的形成——一直母线通过一导点且沿着一曲导线运动而形成的曲面,称为锥面。该导点称为顶点。(www.xing528.com)
图8-50为一个锥面的投影图。该锥面为一条直母线L通过顶点S(s,s′)、且沿着一条曲导线K运动时,由素线L1,L2,…形成。H面和V面投影外形线,分别为lA和,为由过s,s′切于k,k′的直线。
若母线通过顶点且位于顶点两侧,则锥面也将形成两部分,分别位于顶点两方。每方的锥面,称为锥面的叶。
(2)锥面特性——锥面是可展曲面。由于相交于顶点的两相邻素线组成一个狭窄的三角形平面,因而整个锥面可以视为由许多狭窄的平面所组成,它们可以连续地展开成一个平面,所以锥面也是可展曲面。
(3)锥面的类别——一般以垂直于轴线的平面与锥面的交线形状来区分。如交线为圆周时,称为圆锥面;交线为椭圆时,称为椭圆锥面。有时也以边界曲线的形状以及它与轴线是否垂直来区分。如边界曲线为圆周且与轴线垂直时,称为正圆锥面;如与轴线倾斜时,称为斜圆锥面。
(4)斜圆锥面的投影图——图8-51(a)为以顶点S为导点,水平的圆周为曲导线所形成的斜圆锥面的投影图。该斜圆锥面实际上是一个椭圆锥面,因为垂直于轴线的平面将与锥面交于一个椭圆,但通常仍称为斜圆锥面。
H面投影的外形线,是由s向底圆的H面投影圆周所作的切线s4,s8。V面投影的外形线,是最左、最右两条素线的V面投影s′0′、s′6′。
(5)斜圆锥面上点和线——斜圆锥面上点,也可在锥面上取素线来定出。如已知锥面上一点A的H面投影a,求V面投影a′时,可过a作素线的H面投影s1,由之定出素线的V面投影s′1′,即可求得a′。
斜圆锥面上曲线的求得同斜圆柱面。同样锥面上除了素线外,无其他直线。
(6)斜圆锥面的展开图——如图8-51(b)所示。作图时,先在图8-51(a)的底圆周上取若干点,并作出通过它们的素线。然后把相邻两素线以及相邻点所连成弦线构成的三角形,近似地视为两素线间的锥面。为此,先要定出各素线的实长。图中除最左、最右两素线可由V面投影s′0′和s′6′反映其实长外,其余素线的实长均以通过锥顶S的H面垂直线为轴的旋转法求出,如图中反映实长的等。于是在图8-51(b)中,连续作出各三角形的展开图,再将底圆上的点00,I0,…连成曲线,即可作全展开图。
图8-51 斜圆锥面
图中并作出了位于素线SⅠ上点A在展开图上的位置A0。长度S0A0等于
[例8-20] 图8-52(a)为连接上方圆管和下方方管的变形接头的投影图。该接头由4个三角形平面如ABG和4个1/4斜圆锥面如BFG所组成。图(c)为其展开圆。1/4圆锥面视为由4个狭窄的三角形所构成。4个三角形平面的底边和各狭窄三角形为弦长的底边,均可由H面投影中量取;所有三角形其他边实长均可用旋转法求出,如图所示。
3.切线曲面
(1)切线曲面的形成——一直母线切于一曲导线运动而形成的曲面,称为切线曲面。
图8-53(a)为一空间曲线L上有许多点A,B,…,两点的连线AB,BC,…是L的割线。当这些点两两无限接近时,割线AB,BC,…的极限位置,分别成为L在A,B,…点的切线TA,TB,…,如图8-53(b)所示。这些切线形成了一个切线曲面,而每条切线则成为切线曲面的素线。
(2)切线曲面的特性——切线曲面是可展曲面。
切线曲面是除了柱面和锥面以外唯一的一种可展曲面。因为每相邻两割线交于曲线上一点,因而相邻两割线组成一平面,即每条割线与其两侧相邻的割线组成相交于该割线的两个平面。而每条切线又视为通过曲线上无限接近的两点,故每条切线可视为与其相邻的切线公有曲线上一点而互相相交,它们组成一个狭窄的平面,即每条切线与两条相邻切线组成相交于该切线的两个狭窄的平面。因而这些相邻的狭窄平面可以连续地展开成一个平面,所以切线曲面也为可展曲面。
图8-52 变形接头
由于相邻两直素线,除了平行、相交以外,便是交叉。因为交叉两直线即使无限接近,也不能组成一个平面,故除了由直素线平行、相交形成的柱面、锥面和切线曲面以外,其他直线面的相邻两直素线均为互相交叉,故不可能是可展曲面。
(3)切线曲面的投影图——图8-53(c)所示为一条曲线L的切线组成的一个切线曲面P的投影图。图中还画出了它与H面的交线PH,为各切线与H面交点即迹点的连线。故PH为曲面P的H面迹线。
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