2.5.2.1 圆柱
1 圆柱的投影
圆柱是由圆柱面及顶、底平面围成的。圆柱面可看成是由一平行于轴线的直线母线绕轴线旋转而成的(如图2-35(a)),它的三面投影见图2-35(b)。该圆柱的轴线垂直于水平面,顶面和底面均为水平面,故其水平投影反映实形;圆柱面的水平投影积聚为一个圆周,圆柱面上任何点和线的投影都积聚在该圆周上。正面投影中,上下两外形线分别是圆柱的顶面和底面有积聚性的投影,左右两外形线分别是圆柱面上最左、最右两素线的投影,最左、最右素线在水平投影中均积聚成一点,而在侧面投影中都重合在圆柱轴线的投影上。侧面投影中,左右两外形线分别为圆柱的最后、最前素线的投影。
图2-35 圆柱的投影
关于可见性问题,对正面投影来说,前半个圆柱面是可见的;在侧面投影,左半个圆柱面是可见的。
2 圆柱表面上取点和取线
当圆柱面的回转轴线垂直于某一投影面时,则圆柱面在该投影面上的投影具有积聚性,利用这一投影性质,在圆柱面上取点、取线的作图比较简便。
例2-13 设已知从属于圆柱面上点K的正面投影,试求其他两个投影(图2-36)。
解 由于(k′)不可见,故点K在圆柱面后半部,又因圆柱面的水平投影有积聚性,故点K的水平投影k必落在后半圆周的水平投影上。根据(k′)及k即可求出k″,由于点k又在圆柱左半部,故其侧面投影k″为可见。
例2-14 补画圆柱的侧面投影,并求作圆柱面上线段ABC的其余两投影(图2-37(a))。
解 分析:线段ABC是前半个圆柱面上的一段曲线,点A和点B分别在圆柱的最左、最前素线上,处于特殊
图2-36 圆柱面上取点 图2-37 求作圆柱面上线段ABC的其余两投影
位置,点C处在圆柱面上的一般位置。
作图步骤:
(1) 补画圆柱的侧面投影;
(2) 点A、B、C的水平投影均积聚在圆周上,根据点的投影规律分别确定其水平投影和侧面投影;
(3) 为使作图更准确,需在曲线ABC上取若干点(如点Ⅰ、Ⅱ),并求出相应的水平投影和侧面投影;
(4) 区分可见性,依次光滑连点成线,见图2-37(b)。
2.5.2.2 圆锥
1 圆锥的投影
圆锥是由圆锥面和底平面围成的。圆锥面可看成是由一与轴线相交的直母线绕轴线回转而成的,如图2-38(a)所示。图2-38(b)为轴线垂直于H面的圆锥的投影。
图2-38 圆锥的投影
由图2-38(b)可见,圆锥面的三面投影都没有积聚性,正面投影和侧面投影中的左右外形线分别是圆锥面上最左、最右素线和最后、最前素线的投影,水平投影中圆的范围既是圆锥底面的投影,也是圆锥面的投影。
2 圆锥面上取点和取线
由于圆锥面的投影没有积聚性,故在圆锥面上取点、取线,必须通过在圆锥面上作辅助线的方法求解。既可过锥顶作直素线为辅助线,也可作纬圆为辅助线。如已知圆锥面上点K的正面投影k′,试求其他两投影时,具体作法如下。
(1)过锥顶的素线法(图2-39(b)):
①由锥顶s′过k′作直线s′k′并延长交底圆的投影于e′;
②求出点E的水平投影e,并连se;
③按点的投影规律在se上作K的水平投影k;
④根据k′和k便可求得k″。
图2-39 圆锥面上取点
(2)辅助纬圆法(图2-39(c)):
图2-40 属于圆锥面曲线的投影
①过k′作直线垂直于轴线的投影且与外形线相交于e′,与轴线的投影相交于o′,则o′e′为辅助纬圆的半径;
②在水平投影中,以o为圆心,o′c′为半径画圆,即是辅助纬圆的投影;
③根据k′在辅助圆周上即可得k;
④由k′和k,便可作出侧面投影k″。
例2-15 已知圆锥面上曲线AE的正面投影a′e′
(图2-40),试求其他两投影。
解 分析:将曲线AE看成由n个点(如5个点)组成,由于a′e′可见,故曲线AE在圆锥前半部。
作图:利用辅助纬圆法分别求出A、B、C、D、E五个点的其他两投影,然后依次连接成光滑曲线,点C(c,c′,c″)属于圆锥面的左视转向线S1,c″在s″1″上,点C把曲线分成两部分,曲线CE在圆锥面的左半部分,其侧面投影c″e″为可见,画成粗实线;曲线AC在圆锥面的右半部,其侧面投影a″c″不可见,画成虚线,因此c″是曲线侧面投影可见与不可见部分的分界点。
2.5.2.3 圆球
1 圆球的投影
一圆母线绕其通过圆心的轴线(直径)回转后形成的曲面称为圆球面,圆球面所围成的立体
图2-41 圆球的投影
图2-42 圆球面上取点
称圆球体,如图2-41(a)所示。圆球的三面投影如图2-41(b),它们都是与球直径相等的圆。这三个圆分别为球面上平行于各投影面的最大圆的投影。其中,正面投影上的圆是前半球与后半球分界线
(即主子午线)的投影,与它对应的水平投影重合在平行于 X轴的中心线上,侧面投影重合在平行于Z轴的中心线上。至于水平投影、侧面投影上的圆及与之对应的其余两投影的位置,读者可自行分析。
2 圆球面上取点和取线
在圆球面上取点时,通常只能在球面上作辅助线圆,即可分别作出平行于三个投影面的圆。如图2-42中的点A, A, 已知正面投影a′,求a和a″时,可过点A作平行于H面的圆为辅助圆,也可过A作平行于W面或平行于V面的圆为辅助圆,图中是通过A作平行于H面的辅助圆而获得a和a″。点B是处于主子午线上的特殊点,已知正面投影b′,可直接求得b和b″。
例2-16 已知半球面上点A及线段BC、CD的正面投影,补画半球的水平投影,并求点、线的其余两投影(图2-43(a))。
解 点A是主子午线上的点,此点为特殊点,可直接求得其余两投影。线段BC是球面上平行于赤道圆的一段圆弧,其水平投影仍是一段圆弧,侧面投影是一段直线;线段CD是圆球面上倾斜于水平投影面和侧立投影面的一段圆弧,其水平投影和侧面投影均为一段椭圆弧;点C是特殊点,可直接求得c和c″。点D属一般点,需通过作辅助圆求d和d″。为了作图准确起见,必须在圆弧CD上再取若干一般点(如点Ⅰ、Ⅱ),并采用辅助圆法求出它们的其余两投影,然后依次光滑连线。圆弧CD在右半球面上,其侧面投影为不可见,如图2-43(b)所示。
2.5.2.4圆环
圆环是由环面围成的。环面可看作圆绕与圆共面但不过圆心的轴线旋转而成。图2-44(a)为轴线垂直于H面的圆环的投影,靠近轴的半个环面为内环面,远离轴的半个环面称为外环面。图2-44(b)为圆环的三面投影。
图2-43 求半球面上点、线的其余两投影
图2-44 圆环的投影