水利工程制图与识图
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第一节 平面体的投影

一、平面体的形体特征

平面体有棱柱、棱锥和棱台等,如图3-1所示。

图3-1 常见平面体

(一)棱柱

棱柱有直棱柱(棱线与底面垂直)和斜棱柱(棱线与底面倾斜)两种形式,当直棱柱的底面为正多边形时,称正棱柱,底面是几边形即为几棱柱。

直棱柱形体特征如图3-1(a)所示:两底面为全等且相互平行的多边形,各棱线垂直于底面且相互平行,各棱面均为矩形,底面为棱柱的特征面。图3-1(a)为直四棱柱和直八棱柱。

(二)棱锥

底面为多边形,各棱线均相交于锥顶点,各棱面均为三角形,锥顶点与底面重心的连线为棱锥体的轴线,轴线垂直于底面为直棱锥,轴线倾斜于底面为斜棱锥。对直棱锥,底面是直棱锥的特征面,底面是几边形即为几棱锥,底面为正多边形时为正棱锥。

(三)棱台

棱台可看作是用平行于棱锥底面的截平面截切锥顶后所剩下的部分。两底面为相互平行的相似多边形,各棱面均为梯形,底面是棱台的特征面,底面是几边形即为几棱台。

二、棱柱体的三视图

下面以正六棱柱为例作柱体的三视图,如图3-2所示。

图3-2 正六棱柱的三视图

(一)形体分析

图3-2所示正六棱柱,它的上下底面为全等且相互平行的正六边形,六个棱面全为矩形且与底面垂直,六条棱线平行且相等,也是六棱柱的高。

(二)投影位置

使六棱柱上下底面与水平投影面平行,前后棱面与正立投影面平行。

(三)投影分析

(1)俯视图:视图为正六边形。由于上下底面均与水平面平行,所以水平投影反映上下底面的实形,且上底面可见,下底面不可见。六个棱面和六条棱线均与水平面垂直,其水平投影均具有积聚性,积聚在正六边形的六条边线和六个顶点上。

(2)正视图:视图是由三个并列的小矩形线框组成的一个大矩形线框。由于上下底面均与正面垂直,所以正面投影积聚为大矩形线框的上下两条边线,其间距为棱柱体的高度,前后两个棱面与正面平行,其正面投影反映两个棱面的实形为中间的小矩形线框,左右四个棱面倾斜于正面,其正面投影两两重影为左右两个小矩形线框,为棱面的类似形。

(3)左视图:视图是由两个并列的小矩形线框组成的一个大矩形线框。由于上下底面均与侧面垂直,其侧面投影积聚为大矩形线框的上下两条边线,其间矩为棱柱体的高度。前后两个棱面与侧面垂直,积聚为大矩形线框的前后两条边线,其余四个棱面倾斜于侧面,其侧面投影为两两重影的两矩形线框,为棱面的类似形。

(四)作图步骤

如图3-2(b)所示,作图步骤为:①画投影轴;②画反映底面实形的俯视图,为正六边形;③根据“长对正”和正六棱柱的高度画正视图;④根据“高平齐、宽相等”画左视图;⑤检查后加深。

据此,可作出如图3-3所示各直棱柱体的三视图,从这些图得出棱柱体三视图的视图特征为:两个视图为矩形线框(最外轮廓),第三视图为反映底面形状的多边形线框。

图3-3 直棱柱的三视图

三、棱锥体的三视图

以正三棱锥为例,如图3-4所示。

图3-4 正三棱锥的三视图

(一)形体分析

正三棱锥的底面为正三角形,三个棱面为全等的等腰三角形,轴线通过底面重心并与底面相互垂直,三条棱线汇交于锥顶点。

(二)投影位置

使正三棱锥的底面与水平面平行,后面的棱角与侧面相互垂直,其底面边线为侧垂线。

(三)投影分析

(1)俯视图。由于底面平行于水平面,其水平投影△abc反映底面的实形。正三棱锥的顶点S的水平投影s在△abc的重心上,三个棱面均与水平面倾斜,其水平投影为△sab、△sbc、△sca,反映棱面的类似形。

(2)正视图(正面投影)。为由两个小三角形线框组成的大三角形线框,底面垂直于正面,其投影积聚为一条直线a′b′c′,锥顶点S的正面投影位于a′b′c′的垂直平分线上,s′a′b′c′的距离等于正三棱锥的高度。左右两个棱面倾斜于正面,其正面投影为左右两个小三角形线框,为棱面的类似形,后棱面也倾斜于正面,其正面投影为类似形,为外轮廓大三角形线框,其投影△s′a′c′为不可见。

(3)左视图。为一斜三角形线框,底面垂直于侧面,其投影积聚为一条直线a″b″c″),为左视图三角形的底边,后棱面垂直于侧面,其投影积聚为一条直线s″a″c″),左右两个棱面倾斜于侧面,其投影为两两重影的三角形线框,为棱面的类似形。

(四)作图步骤

如图3-4(b)所示,作图步骤为:①画投影轴;②画反映底面实形的俯视图,画等边△abc,由重心s连接sasbsc;③根据“长对正”和正三棱锥的高度画正视图;④根据“宽相等、高平齐”画左视图(注意:锥顶点的侧面投影位置由正面及水平投影按投影规律作图得到);⑤检查后加深。

据此,可画出如图3-5所示的四棱锥的三视图。

图3-5 正四棱锥的三视图

棱锥体三视图的视图特征为:两个视图为三角形(或几个共顶点的三角形)线框,第三视图为多边形线框。

四、棱台体的三视图

棱台是用平行于棱锥底面的平面截切锥顶后形成的。棱台体三视图的作图方法和步骤同棱锥。如图3-6所示为四棱台的三视图,作图时需注意,要正确表达棱台的上、下底面。

图3-6 四棱台的三视图

棱台体三视图的视图特征为:两个视图为梯形线框(最外轮廓),第三视图为两个相似多边形线框,且角顶有连线。