第三章机械制图电子课件景海平 张武奎 编著第三章 立体的表面交线
§ 3-1 截交线
§ 3-2 相贯线
§ 3-3 截断体与相贯体的尺寸标注
§ 3-1 截交线截交线是截平面与立体表面的交线,截切立体的平面叫截平面。截交线围成一个封闭的多边形平面为截断面,在图上画出截交线的目的就是为在投影图上求出截断面的投影。
一,平面立体截交线二,曲面立体的截交线三,综合举例截交线的基本性质
( l)共有性:截交线是截平面上的线,又是立体表面上的线,因此是截平面和立体表面的共有线,截交线上的点都是截平面和立体表面的共有点。
( 2)封闭性,平面与曲面立体的截交线是一个(或数个)封闭的平面图形,在一般情况下它是一个平面曲线。特殊情况下,可以是由直线段和曲线,或仅由直线段组成的平面图形。
( 3)截交线的形状取决于立体表面的性质,以及截平面与立体表面的相对位置。
求截交线的一般方法与步骤
1,求画截交线就是求一系列截交点,方法通常有,
(1)积聚性法,已知截交线的两个投影 (截平面的一个积聚性投影和被截切立体表面的一个积聚性投影 )。根据共有点性质,可求出截交线另一投影。
(2)辅助面法:根据三面共点的集合原理,采用辅助平面或辅助球面使其与截平面和立体表面相交,求出截交线,完成截交线的投影。
2,常用的作图步骤:
(1)找出一系列特殊的截交点;
①转向点:投影轮廓线上的点(即曲面的转向线与截平面的交点)一般为可见性分界点。
②极限点:极限位置(对投影面)点,例如最高、最低点,最左、最右点,最前、最后点等。
③特征点:曲线本身的特征点,例如椭圆长、短轴上四个端点。
④结合点:截交线由几部分组成时的结合点。
(2)求出若干一般截交点;
(3)判别可见性;
(4)顺次连接各点成多边形或曲线。
一、平面立体的截交线
1,平面立体的截交线的画法平面立体被单个或多个平面切割后,既具有平面立体的形状特征,又具有截平面的平面特征。因此在看图或画图时,
一般应先从反映平面立体特征视图的多边形线框出发,想象出完整的平面立体形状并画出其投影,然后再根据截平面的空间位置,想象出截平面的形状并画出其投影,平面立体上切口的画法,常利用平面特性中“类似形”这一投影特征来作图。具体作图步骤:
(1)找到截平面与棱锥上若干条棱线的交点;如立体被多个平面截割,应求出截平面间的交线;
(2)依次将各点连线;
(3)判断可见性;
(4)整理轮廓线。
[例题1 ] 求三棱锥切割后的投影
b
ca
a”
c” b”
a’
b’ (c’)
[例题2 ] 求三棱锥切割后的投影
b
c
a
a’
b’
c’(d’)
y
y
yy
d
a” c”
b”
d”
A
C
D
B
2,看平面切割体的三视图若提高看图能力就必须多看图,并在看图的实践中注意学会投影分析和线框分析,掌握看图方法,积累形象储备。为此,
特提供一些切割体的三视图(图 3-4~图 3-7),希望读者自行识读。看图提示:
1)要明确看图步骤:①根据轮廓为正多边形的视图,确定被切立体的原始形状;②从反映切口、开槽、穿孔的特性部位入手,分析截交线的形状及其三面投影;③将想象中的切割体形状,从无序排列的立体图(表 3-1)中辨认出来加以对照。
2)要对同一图中的四组三视图进行比较,根据切口、开槽、穿孔部位的投影(图形)特征,总结出现规律性的东西,
以指导令后的看图(画图)实践。其中,尤应注意分析视图中
“斜线”的投影含义(它可谓“点的宝库”,该截交线上点的另两面投影均取自于此)。
3)看图与画图能力的提高是互为促进的。
二、曲面立体的截交线
1,曲面立体的截交线的画法平面与曲面立体相交时,截交线是截平面与曲面立体表面的共有线。因此,求截交线的过程可归结为求出截平面和曲面表面的若干共有点,然后依次光滑地连接成平面曲线。为了确切地表示截交线,必须求出其上的某些特殊点,如曲面立体转向线上的点以及截交线的最高点、最底点、最左点、最右点、最前点和最后点等。
1,圆 柱
2,圆 锥
3,圆 球
4,圆 环
1.圆 柱圆 矩形 椭圆根据截平面与圆柱轴线的相对位置不同,圆柱截交线共有三种不同形状,分别为:
平面与圆柱相交所得截交线形状与轴线平行 与轴线垂直 与轴线倾斜平面的位置轴测图投影图截交线 圆 两平行直线 椭圆
[例题 ] 求圆柱切割后的投影
⑴ 求特殊点
y 1
y2
y1
y 2
⑵ 求一般位置点
⑶ 光滑连线
2.圆 锥圆 等腰三角形 抛物线 椭圆 双曲线根据截平面与圆锥轴线的相对位置不同,圆锥截交线有五种不同形状,分别为:
平面与圆锥相交所得截交线形状圆 椭圆 抛物线 双曲线 三角形与轴线垂直 与轴线倾斜 与素线平行 与轴线平行 过圆锥顶点轴测图投影图截交线求圆锥截交线上点的方法
①素线法:在圆锥表面取若干条素线,并求出这些素线与截平面的交点;
②纬圆法:在圆锥表面取若干个纬圆,并求出这些纬圆与截平面的交点。
[例题 ] 求圆锥截交线解题步骤
1.分析 截平面为正垂面,截交线为椭圆;截交线的水平投影和侧面投影均为椭圆;
2.求出截交线上的特殊点投影;
3.求出一般点;
4.光滑且顺次地连接各点,作出截交线,并且判别可见性;
5.整理轮廓线。
3'
3
3
3.圆球:平面与圆球相交所得截交线形状圆
[例题 ] 求圆球截交线 解题步骤
1.分析 截平面为正垂面,
截交线为圆;截交线的水平投影和侧面投影均为椭圆;
2.求出截交线上的特殊点;
3.求出若干个一般点;
4.光滑且顺次地连接各点,作出截交线,并且判别可见性;
5.整理轮廓线。
1"
2"
1 2
3"4"
3
4
5
6
5"6"
7
8
7"8"
a"b"
c"d"
b
a
c
d
2'
1
'
3'4'
5'6'
7' 8'
a'b
c'd'
4.圆 环截平面与圆环面的相对位置不同时,截交线的形状也不同,
当截平面垂直于圆环轴线或通过圆环轴线又平行于投影面截切时,截交线为圆,可以直接作出,当截平面位于其它位置时,
都需要用辅助平面法求出若干共有点,然后才能画出截交线的投影。
2,看曲面切割体的三视图看图提示,看曲面切割体的三视图,与看平面切割体三视图的要求基本相同,此外,再强调几点:
1)要注意分析截平面的位置:一是分析截平面与被切曲面的相对位置,以确定截交线的形状(如截平面与圆柱轴线倾斜,其截交线为椭圆,与圆锥轴线垂直,其截交线为圆等);
二是分析截平面与投影面的相对位置,以确定截交线的投影形状(如球被投影面垂直面切割,截交线圆在另两面上的投影则变成了椭圆等)。
2)要注意分析曲面体轮廓线投影的变化情况(存留轮廓线的投影不要漏画,被切掉轮廓线的投影面不要多画)。此外,
还要注意截交线投影的可见性问题。
三、综合举例分析
Q-两直线
P-两直线
R— 双曲线
PQ R
§ 3-2 相贯线在一些机件上,常常会见到两个立体表面的交线,
最常见的是两回转体表面的交线。两相交立体的表面交线,称为相贯线。把这两个立体看作一个整体,称为相贯体。例如,在图所示的零件上,就有两个圆柱的相贯线。在一般情况下,两曲面立体的相贯线是封闭的空间曲线;在特殊情况下,可能是不封闭的,也可能是平面曲线或直线。
一,表面取点法 ;
二,辅助平面法 ;
三,相贯线的特殊情况 ;
四,相贯线的简化画法 。
相贯线的性质由于相交的两回转曲面的几和形状或相对位置不同,其相贯线形状位置也不同,但都具有下列性质:
共有性:相贯线是两曲面立体表面的共有线,也是两立体表面的分界线,相贯线上的点是两立体表面的共有点,这里我们定义它为相贯点。
封闭性:两回转体的相贯线,一般是一条封闭的空间曲线,特殊情况下是平面曲线或直线。
特殊点:即能够确定相贯线的投影范围和变化趋势的点,如相贯体的曲面投影的转向轮廓线上的点,以及最高、最低、最左、
最右、最前、最后点等。
可见性:只有一段相贯线同时位于两个立体的可见表面上时,这段相贯线的投影才是可见的;否则,就不可见。
求曲面立体相贯线的一般方法与步骤根据共有性这一性质,求相贯线可归结为求一系列相贯点的问题,常用方法为积聚性法、辅助平面法、辅助同心球面法。
作图步骤:
Ⅰ,找出一系列特殊相贯点;
Ⅱ,求出若干一般相贯点;
Ⅲ,判别可见性;
Ⅳ,顺次连接各点的同面投影。
一、表面取点法当两个立体中有一个立体表面的投影具有积聚性时,可以用在曲面立体表面上取点的方法作出这些点的投影。在求作相贯线上的这些点时,与求作曲面立体的截交线一样,应在可能和方便的情况下,适当地作出一些在相贯线上的特殊点,即能够确定相贯线的投影范围和变化趋势的点,如相贯体的曲面投影的转向轮廓线上的点,以及最高、最低、最左、最右、最前、最后点等,然后按需要再求作相贯线上一些其它的一般点,从而准确地连得相贯线的投影,并表明可见性。只有一段相贯线同时位于两个立体的可见表面上时,这段相贯线的投影才是可见的;否则,就不可见。
求作轴线垂直相交两圆柱的相贯线
yy
y
y
1、作特殊点
2、作一般位置点
3、光滑连接注意:相贯线始终弯向大圆柱的轴线方向。
4’ 3’
2’1’ 1”
1 2
( 2”)
3”
4
3
4”
作图步骤:
分析,已知相贯线的水平投影和侧面投影求作,正面投影二、利用辅助平面法求相贯线求作两曲面立体的相贯线时,假设用辅助平面截切两相贯体,则得两组截交线,其交点是两个相贯体表面和辅助平面的共有点(三面共点),即为相贯线上的点。
为了能简便地作出相贯线上的点,应选取特殊位置平面作为辅助平面,并使辅助平面与两回转体的截交线的投影为最简图形(直线或圆)。
利用辅助平面法求相贯线的作图步骤:
(1)选取合适的辅助平面;
(2)分别求出辅助平面与两回转体的截交线;
(3 )求出两截交线的交点,即相贯线上的点。
[例题 ] 求圆柱与圆锥的相贯线
yy
PW1PV1 5"
y
y
5'
PV2 PW2
3"PV3 PW3
7"
1
1' 1"
2' 2"
2
57
3'
3
7'
解题步骤分析 相贯线的侧面投影已知,可利用辅助平面法求共有点;
1 求出相贯线上的特殊点 Ⅰ,Ⅱ,
Ⅲ,Ⅳ ;
2 求出若干个一般点 Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ,
Ⅷ ;
3 光滑且顺次地连接各点,作出相贯线,并且判别可见性;
4 整理轮廓线。
三、相贯线的特殊情况
1,圆柱与圆柱相贯
2,圆柱与圆柱孔相贯
3,圆柱孔与圆柱孔相贯在一般情况下,两回转体的相关线为封闭的空间曲线。但是,在一些特殊情况下,也可能是平面曲线和直线。以经常遇到的圆柱相贯为例归纳介绍如下:
1,圆柱与圆柱相贯
① 圆柱与圆柱相贯两圆柱轴线相交垂直相交(正交)
倾斜相交(斜交)
② 两圆柱轴线平行:两条平行与轴线的直线
③ 两圆柱轴线交叉(偏交)
圆柱正交直径和位置变化时 相贯线 的 变化实例分析两直径相等的圆柱其轴线相交成直角,其相贯线是两个相同的椭圆(平面曲线)这两个椭圆的正面投影是两条相交且等长的直线段,其水平投影与直立圆柱的水平投影重合。
2,圆柱与圆柱孔相贯
3,圆柱孔与圆柱孔相贯四、相贯线的简化画法在不引起误解时,图形中的相贯线可以简化成圆弧或直线。 例如,轴线正交且平行于 V面的两圆柱相贯,相贯线的 V面投影可以用与大圆柱半径相等的圆弧来代替。圆弧的圆心在小圆柱的轴线上,
圆弧通过 V面转向线的两个交点,并凸向大圆柱的轴线。
R
⑴ 简化画法对于轴线垂直偏交且平行于 V面的两圆柱相贯,
非圆曲线的相贯线可以简化为直线。
简化后 简化前
⑵ 模糊画法大多数情况下的相贯线是零件加工后自然形成的交线,所以,零件图上的相贯线实质上只起示意的作用,
在不影响加工的情况下,还可以采用模糊画法表示相贯线。图示为圆台与圆柱相贯时的相贯线的模糊画法。
简化后 简化前
§ 3-3截断体与相贯体的尺寸标注截断体 除了应注出基本形体的尺寸外,还应注出截平面的位置尺寸。只有当基本形体与截平面间的相对位置被尺寸限定后,截断体的形状和大小才能完全确定,截交线也就确定。因此截交线不需要注尺寸。
相贯体 除了应注出相交两基本形体的尺寸外,还应注出两相交形体的相对位置尺寸。当两相交基本形体的形状、大小及相对位置确定后,相贯体的形状、大小才能完全确定。因此,相贯线不需要再注尺寸。
φ
φ
φ
φ
(a) 好 (b) 不 好