(中职)土木工程识图(道路与桥梁类)第3章ppt课件.ppt
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1、在此输入您的封面副标题(中职)土木工程识图(道路与桥梁类)第3章尚久明 主编中国铁道出版社 知识要点平面立体(棱柱,棱锥)的投影图及尺寸标注;平面体表面求点和线;曲面立体(圆标,圆锥和球)的投影作图及尺寸标注;曲面体表面上求点和线;平面与立体相交与两立体相贯;组合体的作图及尺寸标注;组合体投影图的识读。能力要求掌握基本形体的投影图画法及尺寸标注;掌握形体表面上求点和线的画法,并判断可见性;了解平面与立体相交与两立体相贯;了解组合体形成、分析的方法,掌握组合体的投影图画法及尺寸标注;掌握用形体分析法和线面分析法识读组合体投影图。古代桥梁赵州桥天下闻名的赵州桥位于历史文化名城赵县,它是世界上现存最
2、早、保存最好的巨大石拱桥,建于隋代开皇年间(581601),距今已有1400多年历史,被誉为“华北四宝之一”。赵州桥是一座弧形单孔石拱桥。桥全长64.4米,拱顶宽9米,两端宽9.6米,跨径37.38米在桥两端的石拱上,辟有两个券洞,这种结构叫“敞肩拱”,拱矢高7.23米。这些敞开的小拱在减轻桥身的重量同时,又起到减少流水冲力的作用。这在当时是世界桥梁中的首创。千百年来,民间均传说是神仙祖师鲁班修建的,其实,它是出自工匠李春之手。新中国成立后,政府对赵州桥进行了修缮,成为旅游观光的胜地。 新课导入任何复杂的立体都是由简单的基本几何体所组成的。基本几何体可分为平面立体和曲面立体两大类单纯由平面包围
3、而成的基本体称为平面立体,如棱柱、棱锥等;而表面由曲面或曲面与平面围成的基本体称为曲面立体,如圆柱、圆锥、球体、圆环等(图3-1)。a)棱柱 b)棱锥 c)圆锥d)圆柱 b)圆锥 c)圆环图3-1 基本几何体3.1 平面立体的投影学习目标 掌握棱柱的投图;掌握棱锥体的投影;掌握平面立体投影图的尺寸标注;了解平面立体表面上求点和线。相关知识链接 2.1.2 正投影的基本特征;2.1.3 三面投影。3.1.1 平面立体(棱柱、棱锥)的投图 平面立体中最常用的是棱柱和棱锥。3.1.1.1 棱柱体的投影棱柱体是由两个底面和几个侧棱面构成的。如图3-2a、b所示为六棱柱的立体图、相对投影面的位置图,其上
4、底面和下底面为两个水平面,它们的水平投影重合且反映六边形实形,正面投影和侧面投影分别积聚成直线;前后两个侧棱面是正平面,它们的正面投影重合且反映实形,水平投影和侧面投影积聚为直线;其余4个侧棱面是垂直面,水平投影积聚为4条线,正面投影和侧面投影均反映类似形。由以上分析,可得如图3-2c所示的三面投影图。 a)六棱柱 b)相对位置 c)投影图 图3-2 六棱柱的投影可见,作棱柱的投影图时,可先作反映实形和有积聚性的投影,然后再按照“长对正、宽相等、高平齐”的投影规律作其他投影。3.1.1.2 棱锥体的投影棱锥体只有一个底面,且全部侧棱线交于有限远的一点(即锥顶)。如图3-3(a)(b)所示为三棱
5、锥的立体图、相对投影面的位置图,其底面ABC是水平面,它的水平投影反映三角形实形,正面投影和侧面投影积聚成水平的直线;后棱面SAC为侧垂面,其侧面投影积聚成直线,正面投影和水平投影均反映类似形;而另两个侧棱面SBC和SAB为一般位置平面,其投影全部为类似形。由以上分析,可得如图3-3(c)所示的三面投影图。 a)三棱锥 b)相对位置 b)投影图 图3-3 三棱锥的投影可见,作棱锥的投影图时,可先做底面的各个投影,再做锥顶的各面投影,最后将锥顶的投影与同名的底面各点投影连接,即为棱锥的三面投影。3.1.2 平面立体投影图的尺寸标注对于平面立体的尺寸标注,主要是要注出长、宽、高3个方向的尺寸,一个
6、尺寸只须注写一次,不要重复。一般底面尺寸应注写在反映实形的投影图上,高度尺寸注写在正面或侧面投影图上,如图3-4所示。a)四棱柱 b)六棱柱 c)三棱柱图3-4 平面立体投影图的尺寸标注3.1.3 平面立体表面上求点和线3.1.3.1 棱柱体表面上求点和线如图3-5所示,已知六棱柱表面上的点A的正面投影a和直线MN的正面投影mn,现在要作出它们的水平投影和侧面投影。由于a是可见的,所以点A在六棱柱的左前侧棱面上,这个侧棱面在水平面上投影呈积聚性,其投影是六边形的一边,所以点A的水平投影a也在此边上,再由点的两个投影a和a,作出其第三投影a。而mn也是可见的,所以直线MN在六棱柱的右前侧棱面上,
7、同样此侧棱面的投影也为六边形的一边,所以直线MN的水平投影mn也在此边上,在侧面投影中由于六棱柱的左前侧棱面和右前侧棱面的投影重合,直线MN 所在的侧棱面为不可见,所以其投影mn用虚线表示。a)立体图 b)投影图 图3-5 六棱柱体表面上点的投影和直线的投影3.1.3.1 棱锥体表面上求点和线如图3-6所示,已知三棱锥表面上N点的水平投影n、G点的正面投影g和M点的正面投影m,现在要作出它们的另两面投影,也就得出了直线NG的三面投影。由于N和G点所在的平面SAB为一般位置平面,三面投影都没有积聚性,所以可连接点N的水平投影n与锥顶投影s,交ab于点1,1点在ab上,故1点在ab上,求得的n也在
8、s1上,再由n和n求得其第3面投影n;同理点G的另两面投影也通过作辅助线s2求得,需注意的是平面SAB在3个投影面上的投影均是可见的,所以求得的N、G各投影也均为可见;最后,将所求得的N和G的三面同名投影连接即为直线NG的三面投影(ng、ng、ng)。而由点M的正面投影(m)不可见,可知点M在SAC面上,SAC面的侧面投影积聚为一直线,所以点M的侧面投影m必在此直线上,由m和m可求出m。a)立体图 b)投影图图3-6 三棱锥表面上点的投影和直线的投影巩固提高 进一步理解平面立体投影的规律。知识扩展 课堂练习: 习题集(1)(2)(3)、(1)(2)。古代桥梁五亭桥五亭桥不但是瘦西湖的标志,也是
9、扬州城的象征。在全国园林中有一席之地。其最大的特点是阴柔阳刚的完美结合,南秀北雄的有机融和。该桥建于莲花堤上,是清乾隆二十二年(1757)巡盐御史高恒所建,是因为建于莲花堤上,还是因为形状象一朵盛开的莲花,所以它又叫莲花桥。据说,乾隆南巡到此曾感叹它象琼岛春阴之景,这就点出了该桥是借鉴北京北海之景。确实,该桥受北海五龙亭的影响很深,五龙亭五亭临水而建,中日龙泽,重檐下方上圆,象征天圆地方;西为涌瑞、浮翠,涌瑞为方形重檐,浮翠为方形单檐;东为澄祥、滋香,澄祥为方形重檐。五亭皆绿琉璃瓦顶,亭与亭之间有石梁相连,婉转若游龙,另龙泽、滋香、浮翠三亭有单孔石桥与石岸相接,珠栏画栋,照耀涟漪。3.2 曲面
10、立体的投影学习目标 掌握圆柱体的投影;掌握圆锥体的投影;了解球体的投影;了解曲立体投影图的尺寸标注;了解曲面立体表面上求点和线。相关知识链接 2.1.2 正投影的基本特征;2.1.3 三面投影。曲面立体中最常用的是圆柱、圆锥和球体。3.2.1 圆柱体的投影圆柱体是由圆柱面、顶和底面围成的。圆柱面上任意一条平行于轴线的直线称为素线,如图3-7(a)(b)所示为圆柱体的立体图、相对投影面的位置图,其轴线垂直于水平面,此时圆柱面在水平面上投影积聚为一圆,且反映顶、底面的实形,同时圆柱面上的点和素线的水平投影也都积聚在这个圆周上;在V面和W面上,圆柱的投影均为矩形,矩形的上、下边是圆柱的顶、底面的积聚
11、性投影,矩形的左右边和前后边是圆柱面上最左、最右、最前、最后素线的投影,这4条素线是4条特殊素线,也是可见的前半圆柱面和不可见的后半圆柱面的分界线,以及可见的左半圆柱面和不可见的右半圆柱面的分界线,又可称它们为转向轮廓线。其中,在正面投影上,圆柱的最前素线CD和最后素线GH的投影与圆柱轴线的正面投影重合,所以不画出,同理在侧面投影上,最左素线AB和最右素线EF也不画出,圆柱体的三面投影图如图3-7(c)所示。由此可见,作圆柱的投影图时,先用细点画线画出三面投影图的中心线和轴线位置,然后画投影为圆的投影图,最后按投影关系画其他两个投影图。 a)六棱柱 b)相对位置 c)投影图图3-7 圆柱体的投
12、影3.2.2 圆锥体的投影圆锥体由圆锥面和底面组成。在圆锥面上,通过顶点的任一直线称为素线。如图3-8(a)(b)所示为圆锥的立体图、相对投影面的位置图,其轴线垂直于水平面,此时圆锥的底面为水平面,它的水平投影为一圆反映实形,同时圆锥面的水平投影与底面的水平投影重合且全为可见。在V面和W面上,圆锥的投影均为三角形,三角形的底边是圆锥底面的积聚性投影,三角形的左、右边和前、后边是圆锥面上最左、最右、最前、最后素线的投影,这四条特殊素线的分析方法和圆柱一样,圆锥体的三面投影图如图3-8(c)所示。 a)圆锥 b)相对位置 b)投影图 图3-8 圆锥体的投影可见,作圆锥的投影图时,先用细点画线画出三
13、面投影图的中心线和轴线位置,然后画底面圆和锥顶的投影,最后按投影关系画出其他两个投影图。3.2.3 球体的投影球体是由球面围成的,球面可视做由一条圆母线绕它的直径旋转而成。如图3-9(a)(b)所示为球体的立体图、相对投影面的位置图,其三面投影都是与球直径相等的圆,但这3个投影圆分别是球体上3个不同方向转向轮廓线的投影。正面投影是球体上平行于V面的最大的圆A的投影,这个圆是可见的前半个球面和不可见的后半个球面的分界线。同理,水平投影是球体上平行于H面的最大的圆B的投影,而侧面投影是球体上平行于W面的最大的圆C的投影,其分析方法同圆A一样。由以上分析,可得如图3-9(c)所示球体的三面投影图。可
14、见,作球体的投影图时,只须先用细点画线画出三面投影图的中心线位置,然后分别画3个等直径的圆即可。a)球 b)相对位置 c)投影图 图3-9 球体的投影 3.2.4 曲立体投影图的尺寸标注对于曲面立体的尺寸标注,其原则与平面立体基本相同。一般对于圆柱、圆锥应注出底圆直径和高度,而球体只需在直径数字前面加注“S ”,如图3-10所示。a)圆柱 b)圆锥 c)球体图3-10 曲面立体投影图的尺寸标注3.2.4 曲面立体表面上求点和线3.2.4.1 圆柱体表面上求点和线在圆柱体表面上求点,可利用圆柱面的积聚性投影来作图。如图3-11所示,已知圆柱面上有一点A的正面投影a,现在要作出它的另两面投影。由于
15、a是可见的,所以点A在左前半个圆柱面上,而圆柱面在H面上的投影积聚为圆,则A点的水平投影也在此圆上,所以可由a直接作出a,再由a和a求得a,由于A点在左前半个圆柱面上,所以它的侧面投影也是可见的。 图3-11 圆柱体表面上求点求圆柱体表面上线的投影,可先在线的已知投影上定出若干点,再用求点的方法求出线上这若干点的投影,然后依次光滑连接其同名投影,并判别可见性即为圆柱体表面上求线的作法。3.2.4.2 圆锥体表面上求点和线由于圆锥面的3个投影都没有积聚性,所以求圆锥面上点的投影时必须在锥面上作辅助线,辅助线包括辅助素线或辅助圆。如图3-12所示,已知圆锥面上的点A、B、C的正面投影a、b、c,现
16、在要作出它们的另两面投影。(1)辅助素线法。如图3-12所示,点B和点C的正面投影一个在最右素线上,一个在底面圆周上,均为特殊点且可见,所以直接过b、c作OX轴的垂线即可得b、c,进而可求得b、c,且B、C都在右半个锥面上,所以b、c均为不可见。点A在圆锥面上,所以过a作素线S1的正面投影s1,求出素线的水平投影s1和侧面投影s1,过a分别作OX轴与OZ轴的垂线交s1、s1于a、a,即为所求。点A在圆锥面的左前方,则其侧面投影也是可见的。a)立体图 b)投影图 图3-12 求圆锥表面上的点(素线法) (2)辅助圆法。如图3-13(b)所示,过a作一垂直于圆锥轴线的平面(水平面),这个辅助平面与
17、圆锥表面相交得到一个圆,此圆的正面投影为直线12,其水平投影是与底面投影圆同心的直径为12的圆,由于a是可见的,所以过a作OX轴垂线交辅助圆于a点,再由a和a求得a,由于a在左前方,所以a也是可见的。圆锥体表面上求线的方法和圆柱的相同。(a)立体图 (b)辅助圆法 图3-13 求圆锥表面上的点(辅助圆法)3.2.4.3 球体表面上求点和线由于球面的各面投影都无积聚性且球面上没有直线,所以在球体表面上求点可利用球面上平行于投影面的辅助圆来解决。如图3-14所示,已知球面上点A的正面投影a,现在要作出其另两面投影。过点a作一个平行于水平面的辅助圆,即在正面投影上过a作平行于OX轴的直线,交圆周于1
18、、2,此12即为辅助圆的正面投影,其长度等于辅助圆的直径,再做此辅助圆的水平投影,为一与球体水平投影同心圆,由于a可见,所以点A在球体的左前上方,那么点A在水平面上的投影也可通过a作OX轴的垂线,交辅助圆的水平投影于a得到,且a为可见,再由a和a求出a,同理点A在左侧,所以a也可见。当然也可通过点A作平行于正面或侧面的辅助圆,方法同上。球体表面上求线的方法和圆柱的也相同。图3-14 球体表面上的点 巩固提高 在尺寸标注方面要多下功夫。知识扩展 课堂练习: 习题集(1)(2)(3)、(1)(2)(3)。古代桥梁 卢沟桥 卢沟桥亦作芦沟桥,在北京市西南约15km处丰台区永定河上。因横跨卢沟河(即永
19、定河)而得名,是北京市现存最古老的石造联拱桥。卢沟桥全长266.5m,宽7.5m,最宽处可达9.3m。有桥墩十座,共11个桥孔,整个桥身都是石体结构,关键部位均有银锭铁榫连接,为华北最长的古代石桥。1937年7月7日,日本帝国主义在此发动全面侵华战争。宛平城的中国驻军奋起抵抗,史称“卢沟桥事变”(亦称“七七事变”)。 中国抗日军队在卢沟桥打响了全面抗战的第一枪。3.3 平面与立体相交及两立体相贯 学习目标 了解平面与立体相交:了解平面与棱锥(三棱锥)相交;了解平面与圆柱相交;了解两立体相贯(平面立体相贯,两曲面立体相贯)。相关知识链接 3.1 平面立体的投影;3.2 曲面立体的投影。3.3.1
20、 平面与立体相交如图3-15所示。当平面切割立体时,立体表面(内表面或外表面)要产生截交线,这个平面称为截平面,由截交线围成的平面图形称为截断面。截平面与立体的相对位置不同,截交线的形状也各不相同。截交线具有下列性质:(1)截交线既在截平面上,又在立体表面上,因此截交线是截平面与立体表面的共有线,截交线上的点是截平面与立体表面的共有点。(2)由于立体表面是封闭的,因此截交线是封闭的平面图形。图3-15 平面与平面立体相交1平面与棱锥(三棱锥)相交如图3-16所示。一个三棱锥被一个正垂面(PV)切割,求作其截交线,并绘出立体的三面投影。 图1-16 平面与三棱锥相交作图过程:(1)利用截平面(P
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