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第一节 平面体及表面上点的投影
常见平面体主要是棱柱体和棱锥体。平面立体由多个平面多边形组成,因此,平面立体的投影是点、直线和平面投影的集合。投影时,将立体看作不透明形体。作投影图时,可见线段用粗实线表示,不可见线段用细虚线表示,当粗实线与细虚线发生重合时,用粗实线表示。
一、棱柱体
棱柱由上下两个底面和若干侧面围成,侧面与侧面的交线称为棱线,各棱线与地面交点称为棱柱的顶点。其中,正棱柱各条棱线互相平行,且垂直于底面。根据棱线或者侧面的多少可以分为三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱等。
(一)棱柱体的投影
按照投影规律,棱柱各顶点的正面投影和水平面投影的连线垂直于OX轴,其正面投影和侧面投影垂直于OZ轴,且应满足“长对正、宽相等、高平齐”的投影关系。如图3-1所示,按图示位置放置六棱柱时,其两底面为水平面,在水平面上反映实际形状,在侧面投影上集聚成直线;前后两侧面为正平面,在正面投影反映实际形状,在水平投影上集聚成直线;其余四个侧面为铅垂面,其水平投影都积聚成直线。因此,根据各面的积聚性,按照投影规律即可做出三面投影图。
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图3-1 正六棱柱的立体图和三面投影图
(二)棱柱体的表面点的投影
求取平面立体表面点的投影,可根据平面立体表面投影,求出其面上指定点的投影。作图时,先根据已知条件分清所给的点属于立体表面的哪个平面,根据面的投影找出点的投影,最后判断可见性。
例3-1 如图3-2所示,已知图中正五棱柱表面上的点F和G的正面投影f'和g',求作两点的水平投影和侧面投影。
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图3-2 五棱柱表面上的点的投影画法
分析与作图:由正面投影对照水平投影可以看出,点F的正面投影可见,G点正面投影不可见。由于f'、g'位于棱面BB0A0A的可见投影b'b0'a0'a'和棱面DD0E0E的不可见投影d'd0'e0'e'围成的矩形中,根据主视图可看出两点在主视图方向前后重影,F在前G在后,由此可断定点F在棱面BB0A0A上,点G在棱面DD0E0E上。
作图过程如图3-2中所示。
(1)由f'(g')的重影特性和在棱面的积聚性的水平投影上作出f、g,分别过f点和g点作竖直线,交aa0bb0于f,交ee0dd0于g,f和g即为点F和G的水平面投影。
(2)由点的投影规律,根据水平面投影和正面投影,作出侧面投影g″和f″。
二、棱锥体
棱锥体由一个底面和若干个侧面围成,各侧面的交线称为棱线,各棱线交于棱锥的顶点。根据棱线或者侧面的数量,棱锥可分为三棱锥、四棱锥、五棱锥、六棱锥等。
(一)棱锥体的投影
以例3-2说明棱锥体的投影画法。
例3-2 如图3-3所示,已知三棱锥正面和水平面投影,求其侧面投影图。
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图3-3 三棱锥的三面投影画法
分析与作图:绘出三棱锥底面△ABC、顶点S以及棱线SA、SB、SC的投影,区分可见性,即可得出三棱锥的投影。具体作图步骤如下。
①根据点的投影规律,由点S、点A、点B和点C的水平面投影和正面投影,作出四点的侧面投影s″、a″、b″和c″,连接s″a″、s″b″和s″c″。
②判断点的可见性。点A和点C在侧面重影,从水平面投影看,a比c更靠前,因此侧面投影中a″挡住c″,记为a″(c″)。
(二)棱锥体的表面取点
如图3-4所示,已知三棱锥表面上K点的正面投影和折线段Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ的水平投影,求作它们的水平投影与正面投影。
分析与作图:
①因为k'不可见,所以点K位于SAC棱面内。过点K在SAC棱面内作一辅助线SD(s'd'、sd),点K的水平投影必在SD的水平投影上,如图3-4所示。也可过点K在SAC棱面内作一平行于底边AC的辅助线,求点K的水平投影。因棱面SAC水平投影可见,故k也可见。
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图3-4 三棱锥表面上的点的投影画法
②由折线段Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ的水平投影1-2-3可知,线段Ⅰ-Ⅱ在SBC棱面内,点Ⅰ在BC边上,点Ⅱ在SB棱上,故1'在b'c'上,2'在s'b'上。连接1'2'即得Ⅰ-Ⅱ的正面投影。线段Ⅱ-Ⅲ在SAB棱面内,为求其正面投影,可将该线段延长至与AB边相交于E,求得2'e',其上的2'3'段即为Ⅱ-Ⅲ的正面投影。
因棱面SAB、SBC的正面投影均可见,故1'2'、2'3'画成粗实线。
注意:Ⅰ、Ⅲ两点不在同一平面内,故1'3'不能连线。