6-第六章:曲线与曲面.ppt
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1、第六章第六章 曲线与曲面曲线与曲面 6.1 曲曲线线 6.2 曲曲面面 16-1 曲线 曲线可以看作是由以下三种方式形成的:曲线可以看作是由以下三种方式形成的:1.1.不断改变方向的点连续运动的轨迹。不断改变方向的点连续运动的轨迹。2.2.曲面立体表面的交线。曲面立体表面的交线。3.3.直线族或曲线族的包络。直线族或曲线族的包络。一、曲线的形成和分类一、曲线的形成和分类点的运动轨迹点的运动轨迹曲表面的交线曲表面的交线包络曲线包络曲线2 曲线的分类:曲线的分类:可分为可分为规则曲线规则曲线与与不规则曲线不规则曲线,例如圆是规则曲线,地面,例如圆是规则曲线,地面等高线是不规则曲线;等高线是不规则曲
2、线;又可分为又可分为平面曲线平面曲线和和空间曲线空间曲线,曲线上所有的点都位于一,曲线上所有的点都位于一个平面上,这样的曲线叫平面曲线;连续四个点不在同一平面个平面上,这样的曲线叫平面曲线;连续四个点不在同一平面上的曲线叫空间曲线。圆柱螺旋线就是空间曲线的例子。上的曲线叫空间曲线。圆柱螺旋线就是空间曲线的例子。3 画出曲线上一系列点的投影,可得到曲线的投影。为了准确地画出曲线上一系列点的投影,可得到曲线的投影。为了准确地画出曲线上一系列点的投影,可得到曲线的投影。为了准确地画出曲线上一系列点的投影,可得到曲线的投影。为了准确地表示曲线,一般应画出曲线上特殊点的投影,以便控制好曲线的形表示曲线,
3、一般应画出曲线上特殊点的投影,以便控制好曲线的形表示曲线,一般应画出曲线上特殊点的投影,以便控制好曲线的形表示曲线,一般应画出曲线上特殊点的投影,以便控制好曲线的形状。状。状。状。曲线的投影性质:曲线的投影性质:曲线的投影性质:曲线的投影性质:1.1.1.1.曲线的投影一般仍为曲线,特殊情形下平面曲线的投影可能曲线的投影一般仍为曲线,特殊情形下平面曲线的投影可能曲线的投影一般仍为曲线,特殊情形下平面曲线的投影可能曲线的投影一般仍为曲线,特殊情形下平面曲线的投影可能退化成直线;退化成直线;退化成直线;退化成直线;二、曲线的投影二、曲线的投影4 2.2.2.2.曲线的切线在某投影面上的投影仍与曲线
4、在该投影面上的曲线的切线在某投影面上的投影仍与曲线在该投影面上的曲线的切线在某投影面上的投影仍与曲线在该投影面上的曲线的切线在某投影面上的投影仍与曲线在该投影面上的投影相切,而且切点的投影仍为切点;投影相切,而且切点的投影仍为切点;投影相切,而且切点的投影仍为切点;投影相切,而且切点的投影仍为切点;3 3 3 3.二次曲线的投影一般仍为二次曲线,例如圆的投影一般为二次曲线的投影一般仍为二次曲线,例如圆的投影一般为二次曲线的投影一般仍为二次曲线,例如圆的投影一般为二次曲线的投影一般仍为二次曲线,例如圆的投影一般为椭圆。椭圆。椭圆。椭圆。5 平面曲线的投影,其形状视平面与投影面的倾斜状态而定,平面
5、曲线的投影,其形状视平面与投影面的倾斜状态而定,平面曲线的投影,其形状视平面与投影面的倾斜状态而定,平面曲线的投影,其形状视平面与投影面的倾斜状态而定,当当当当平面平行于投影面平面平行于投影面平面平行于投影面平面平行于投影面时,曲线的投影时,曲线的投影时,曲线的投影时,曲线的投影反映曲线的实形反映曲线的实形反映曲线的实形反映曲线的实形;当;当;当;当平面平面平面平面垂直于投影面时垂直于投影面时垂直于投影面时垂直于投影面时,曲线的投影,曲线的投影,曲线的投影,曲线的投影退化为直线退化为直线退化为直线退化为直线;当;当;当;当平面倾斜于投影平面倾斜于投影平面倾斜于投影平面倾斜于投影面时面时面时面时
6、,曲线的投影为,曲线的投影为,曲线的投影为,曲线的投影为变了形的曲线变了形的曲线变了形的曲线变了形的曲线。反映实形反映实形退化成直线退化成直线变了形的曲线变了形的曲线61.1.1.1.投影面垂直面上的圆投影面垂直面上的圆投影面垂直面上的圆投影面垂直面上的圆 圆在所垂直的那个投影圆在所垂直的那个投影圆在所垂直的那个投影圆在所垂直的那个投影面上的投影为直线段,线段面上的投影为直线段,线段面上的投影为直线段,线段面上的投影为直线段,线段的长度等于圆的直径,圆的的长度等于圆的直径,圆的的长度等于圆的直径,圆的的长度等于圆的直径,圆的另外两投影为椭圆,椭圆的另外两投影为椭圆,椭圆的另外两投影为椭圆,椭圆
7、的另外两投影为椭圆,椭圆的长轴长度等于圆的直径。长轴长度等于圆的直径。长轴长度等于圆的直径。长轴长度等于圆的直径。三、圆的投影三、圆的投影 7 例例6-1 6-1 已知直径为已知直径为d d 的圆位于铅垂面内,并知圆心的圆位于铅垂面内,并知圆心 O O和和 P PH H 的位置,试作出其投影。的位置,试作出其投影。解:解:解:解:水平投影为线水平投影为线水平投影为线水平投影为线段,长度等于段,长度等于段,长度等于段,长度等于d d d d,重合重合重合重合在在在在 P P P PH H H H 上;正面投影和上;正面投影和上;正面投影和上;正面投影和侧面投影为椭圆,长轴侧面投影为椭圆,长轴侧面
8、投影为椭圆,长轴侧面投影为椭圆,长轴竖直,长度等于竖直,长度等于竖直,长度等于竖直,长度等于d d d d,短短短短轴水平,长度根据水平轴水平,长度根据水平轴水平,长度根据水平轴水平,长度根据水平投影作出。利用圆的辅投影作出。利用圆的辅投影作出。利用圆的辅投影作出。利用圆的辅助投影可作出椭圆上的助投影可作出椭圆上的助投影可作出椭圆上的助投影可作出椭圆上的一些中间点。一些中间点。一些中间点。一些中间点。82.2.2.2.一般斜平面上的圆一般斜平面上的圆一般斜平面上的圆一般斜平面上的圆 圆所在的平面倾斜圆所在的平面倾斜圆所在的平面倾斜圆所在的平面倾斜于三个投影面时,圆的于三个投影面时,圆的于三个投
9、影面时,圆的于三个投影面时,圆的任一投影都是椭圆,椭任一投影都是椭圆,椭任一投影都是椭圆,椭任一投影都是椭圆,椭圆长轴的长度总是等于圆长轴的长度总是等于圆长轴的长度总是等于圆长轴的长度总是等于圆的直径圆的直径圆的直径圆的直径d d d d。9例例6-2 6-2 半径为半径为r r的圆位于一般倾斜平面的圆位于一般倾斜平面ABCDABCD上,并知圆心的位上,并知圆心的位置,试作出其投影。置,试作出其投影。解:解:解:解:首先,在水平投影中首先,在水平投影中首先,在水平投影中首先,在水平投影中作椭圆的长短轴:长轴的方向作椭圆的长短轴:长轴的方向作椭圆的长短轴:长轴的方向作椭圆的长短轴:长轴的方向为面
10、内水平线的水平投影的方为面内水平线的水平投影的方为面内水平线的水平投影的方为面内水平线的水平投影的方向,长度等于圆的直径向,长度等于圆的直径向,长度等于圆的直径向,长度等于圆的直径2 2 2 2r r r r。短短短短轴垂直于长轴,长度利用直角轴垂直于长轴,长度利用直角轴垂直于长轴,长度利用直角轴垂直于长轴,长度利用直角三角形法求出。三角形法求出。三角形法求出。三角形法求出。(点击鼠标看过程)(点击鼠标看过程)10 其次,求出水平投影中长短轴在正面投影中的投影,它们其次,求出水平投影中长短轴在正面投影中的投影,它们是一对共轭直径是一对共轭直径12 12、3 4 3 4。根据共轭直径可求出椭。根
11、据共轭直径可求出椭圆上的其余四个点圆上的其余四个点5 5、6 6、7 7、8 8,用八点法画出正用八点法画出正面投影椭圆。面投影椭圆。11最后,利用平面上定点的方法求出水平投影中的最后,利用平面上定点的方法求出水平投影中的5 5、6 6、7 7、8 8四点,从而画出水平投影椭圆。四点,从而画出水平投影椭圆。12四、四、螺旋线螺旋线 当一个动点沿着一直线等当一个动点沿着一直线等速移动,而该直线同时绕与它速移动,而该直线同时绕与它平行的一轴线等速旋转平行的一轴线等速旋转时,时,动动点的轨迹就是一根点的轨迹就是一根圆柱螺旋线圆柱螺旋线。1.1.圆柱螺旋线的形成圆柱螺旋线的形成132.2.螺旋线的画法
12、螺旋线的画法 螺旋线轴线为铅螺旋线轴线为铅垂线时,螺旋线的水垂线时,螺旋线的水平投影为圆。把圆周平投影为圆。把圆周等分(例如等分(例如1212等分),等分),分点按旋向依次编号分点按旋向依次编号为为0 0、1 1、2 2;在;在正面投影中把导程也正面投影中把导程也作相同的等分,过各作相同的等分,过各分点作水平线;由水分点作水平线;由水平投影中的各分点作平投影中的各分点作竖直线与正面投影上竖直线与正面投影上的对应水平线相交,的对应水平线相交,得得00、11、22,把这些点连把这些点连成光滑曲线,即为螺成光滑曲线,即为螺旋线的正面投影。旋线的正面投影。14 曲面分为规则曲面和不规则曲面。规则曲面可
13、以看成是运动的曲面分为规则曲面和不规则曲面。规则曲面可以看成是运动的曲面分为规则曲面和不规则曲面。规则曲面可以看成是运动的曲面分为规则曲面和不规则曲面。规则曲面可以看成是运动的线按照一定的规则或受某种控制运动的轨迹。运动的线称为线按照一定的规则或受某种控制运动的轨迹。运动的线称为线按照一定的规则或受某种控制运动的轨迹。运动的线称为线按照一定的规则或受某种控制运动的轨迹。运动的线称为母线母线母线母线,曲面上任意位置的母线称为曲面上任意位置的母线称为曲面上任意位置的母线称为曲面上任意位置的母线称为素线素线素线素线。控制母线运动的线或面,称为。控制母线运动的线或面,称为。控制母线运动的线或面,称为。
14、控制母线运动的线或面,称为导导导导线线线线或或或或导面导面导面导面。6-2 曲面一、曲一、曲面面面面的形成和分类的形成和分类15 由由由由直母线运动直母线运动直母线运动直母线运动生成的曲面称为生成的曲面称为生成的曲面称为生成的曲面称为直纹面直纹面直纹面直纹面,例如圆柱面、圆锥面;,例如圆柱面、圆锥面;,例如圆柱面、圆锥面;,例如圆柱面、圆锥面;只能由曲母线运动只能由曲母线运动只能由曲母线运动只能由曲母线运动生成的曲面称为生成的曲面称为生成的曲面称为生成的曲面称为曲线面曲线面曲线面曲线面,例如球面。,例如球面。,例如球面。,例如球面。16 根据母线运动时有无旋转轴,曲面可以分为根据母线运动时有无
15、旋转轴,曲面可以分为根据母线运动时有无旋转轴,曲面可以分为根据母线运动时有无旋转轴,曲面可以分为旋转面旋转面旋转面旋转面和和和和非旋非旋非旋非旋转面转面转面转面。在旋转面中,由直母线旋转生成的叫旋转直纹面,由曲。在旋转面中,由直母线旋转生成的叫旋转直纹面,由曲。在旋转面中,由直母线旋转生成的叫旋转直纹面,由曲。在旋转面中,由直母线旋转生成的叫旋转直纹面,由曲母线旋转生成的叫旋转曲线面。母线旋转生成的叫旋转曲线面。母线旋转生成的叫旋转曲线面。母线旋转生成的叫旋转曲线面。17 平行于某个投射方向而且与曲面相切的投射线,形成投射平面平行于某个投射方向而且与曲面相切的投射线,形成投射平面平行于某个投射
16、方向而且与曲面相切的投射线,形成投射平面平行于某个投射方向而且与曲面相切的投射线,形成投射平面或柱面,它们与曲面相切的切线称为该投射方向的曲面或柱面,它们与曲面相切的切线称为该投射方向的曲面或柱面,它们与曲面相切的切线称为该投射方向的曲面或柱面,它们与曲面相切的切线称为该投射方向的曲面外形轮廓外形轮廓外形轮廓外形轮廓线线线线,简称,简称,简称,简称外形线外形线外形线外形线。曲面在某个投影面上的投影,可以用该投射方。曲面在某个投影面上的投影,可以用该投射方。曲面在某个投影面上的投影,可以用该投射方。曲面在某个投影面上的投影,可以用该投射方向上外形线的投影来表示。此外,有时还需同时画出曲面上若干向
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- 第六 曲线 曲面
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