大学机械制图之投影变换

机械制图的常用投影方法机械制图是机械工程领域中的基础技术之一，它可以准确地描述出零件的形状、尺寸和位置。

而投影方法是机械制图中的重要技术手段之一，它可以将三维物体的形状投影到二维纸面上，方便人们进行观察和分析。

本文将介绍三种常用的机械制图投影方法：多视图投影法、轴测投影法和剖视投影法。

一、多视图投影法多视图投影法又称为正交投影法，它是将三维物体在不同方向上进行投影，然后通过几个正交投影图来描述物体的形状和尺寸。

常见的正交投影图有主视图、俯视图和侧视图。

主视图是将物体的前侧面与观察者的视线平行投影，便于观察物体的外形和主要尺寸。

俯视图是将物体的上表面与观察者的视线平行投影，便于观察物体的上表面形状和尺寸。

侧视图是将物体的侧面与观察者的视线平行投影，便于观察物体的侧面形状和尺寸。

多视图投影法适用于物体形状复杂、尺寸表达多样的情况，可以清晰地展现物体的各个方面，是机械制图中常用的方法之一。

二、轴测投影法轴测投影法是通过虚拟的视线和投影面来描述物体的形状和尺寸。

常见的轴测投影方法有等轴测投影法、二轴测投影法和三轴测投影法。

等轴测投影法是将物体的三个主轴向空间坐标轴等角度投影，使得物体在投影面上的形状和尺寸与实际相同。

等轴测投影法适用于展示物体整体形状和空间关系，但不适用于精确表达物体的尺寸。

二轴测投影法和三轴测投影法是在等轴测投影法的基础上，通过选择性地缩放坐标轴，使物体在投影面上的形状和尺寸比例发生变化，以便更好地表达物体的尺寸。

二轴测投影法和三轴测投影法可以用于展示物体的比例关系和尺寸。

轴测投影法适用于物体形状简单、尺寸表达相对简洁的情况，可以直观地展示物体的外形和主要尺寸。

三、剖视投影法剖视投影法是通过切割物体，将其内部结构和外部形状同时展示在一个投影图上。

常见的剖视方法有全剖视投影和局部剖视投影。

全剖视投影是将物体沿任意方向切割，并将其内部结构和外部形状在同一视图上投影。

全剖视投影适用于展示物体内部构造和外部形状的关系，方便人们理解和分析物体的构造。

机械制图电子教案投影法第一章：投影法基础1.1 投影法的概念与意义解释投影法的定义强调投影法在机械制图中的重要性1.2 投影面的概念与分类介绍正投影面、侧投影面、俯投影面的定义与作用解释投影面的分类及应用1.3 投影规律与投影变换讲解投影规律，包括正交投影、透视投影等介绍投影变换的基本原理及应用方法第二章：点的投影2.1 点在投影面上的投影讲解点在正投影面、侧投影面、俯投影面上的投影方法强调投影线的性质与作用2.2 点的三视图解释点的三视图的概念与绘制方法强调三视图在机械制图中的重要性2.3 点的投影变换介绍点的投影变换的基本原理及应用方法讲解点的投影变换在机械制图中的应用案例第三章：直线的投影3.1 直线在投影面上的投影讲解直线在正投影面、侧投影面、俯投影面上的投影方法强调投影线的性质与作用3.2 直线的三视图解释直线的三视图的概念与绘制方法强调三视图在机械制图中的重要性3.3 直线的投影变换介绍直线的投影变换的基本原理及应用方法讲解直线的投影变换在机械制图中的应用案例第四章：平面的投影4.1 平面在投影面上的投影讲解平面在正投影面、侧投影面、俯投影面上的投影方法强调投影线的性质与作用4.2 平面在三视图中的表示解释平面在三视图中的表示方法与绘制要求强调三视图在机械制图中的重要性4.3 平面的投影变换介绍平面的投影变换的基本原理及应用方法讲解平面的投影变换在机械制图中的应用案例第五章：投影法的应用5.1 简单组合体的投影讲解简单组合体在正投影面、侧投影面、俯投影面上的投影方法强调投影线的性质与作用5.2 复杂组合体的投影讲解复杂组合体在正投影面、侧投影面、俯投影面上的投影方法强调投影线的性质与作用5.3 投影法在机械制图中的应用案例分析分析投影法在机械制图中的应用案例，强调其重要性第六章：投影法在制图中的详细应用6.1 视图的配置与展开解释视图配置的原则和意义展示如何将三视图正确配置在图纸上的方法讲解视图展开的概念和应用6.2 标注与细节描绘强调在机械制图中正确标注尺寸的重要性介绍尺寸标注的规则和方法讲解如何描绘细节，如螺纹、键、销等特殊要素6.3 制图规范与标准概述机械制图的国家标准和行业规范强调遵守规范的重要性展示规范中的常用符号和表示方法第七章：斜视图与辅助视图7.1 斜视图的应用解释斜视图的概念和作用展示如何绘制斜视图讲解斜视图在解决视图不清问题中的应用7.2 辅助视图的绘制介绍辅助视图的概念和类型展示如何绘制辅助视图强调辅助视图在复杂构件表达中的重要性7.3 简化视图与展开视图解释简化视图的概念和作用展示如何绘制简化视图和展开视图强调这些视图在表达复杂构件时的优势第八章：轴测图与透视图8.1 轴测图的基本知识解释轴测图的概念和作用展示如何绘制轴测图讲解轴测图的种类和特点8.2 透视图的绘制原理解释透视图的概念和作用展示如何绘制透视图讲解透视图的绘制方法和技巧8.3 轴测图与透视图的应用强调轴测图和透视图在机械设计中的重要性展示实际应用案例第九章：计算机辅助制图9.1 计算机辅助制图软件介绍介绍常用的计算机辅助制图软件，如AutoCAD、SolidWorks等强调这些软件在提高制图效率和精度方面的作用9.2 计算机辅助制图的基本操作讲解如何在计算机上绘制基本图形展示如何进行视图创建和编辑强调掌握软件操作的重要性9.3 计算机辅助制图的实际应用展示如何利用计算机辅助制图软件完成实际项目分析计算机辅助制图在现代制造业中的应用优势第十章：案例分析与实践10.1 案例分析分析实际机械设计图纸中的投影法应用讲解如何解决制图中遇到的具体问题强调理论与实践相结合的重要性10.2 实践练习提供一系列的制图练习题引导学生通过实际操作练习投影法的应用强调动手实践对于加深理解和掌握知识的重要性10.3 制图成果评价与反馈讲解如何评价制图成果的质量强调反馈在学习和提高制图技能中的作用鼓励学生自我评价和相互评价，以促进共同进步重点和难点解析1. 投影法的概念与意义：这一环节是整个教案的基础，需要学生理解和掌握投影法的定义及其在机械制图中的重要性。

广东技术师范学院天河学院教案2012 年月日第周单元教案首页第三章投影变换——换面法第一节换面法的基本概念一、换面法的基本概念空间几何元素的位置保持不变，用新的投影面来代替旧的投影面，使空间几何元素对新的投影面的相对位置变成有利于解题的位置，然后找出其在新投影面上的投影。

这种方法称为换面法。

用换面解题时应遵循下列两原则:⒈选择新投影面时,应使几何元素处于有利于解题的位置；⒉新投影面必须垂直于原投影面体系中不被变换的投影面，并与它组成新投影面体系，必要时可连续变换。

(a) (b)图3.1 将一般位置直线变换成投影面平行线如图3.1,新投影面必须垂直于不变换的投影面，即V1⊥H，X1为新投影轴。

这时，不变换投影面上的投影a、b与V1面上的新投影a1＇、b1＇的投影连线a a1＇⊥X1、b b1＇⊥X1。

并且a1＇、b1＇到X1的距离等于被代替的投影a＇、b＇到被代替的投影轴的距离，即a1＇a X1＝a＇a X＝A a＝Z A, b1＇b X1＝b＇b X＝B b＝Z B。

第二节点的换面二、点的投影变换规律（一）点的一次变换点是一切几何形体的基本元素。

因此，必须首先掌握点的投影变换规律。

现在来研究更换正立投影面时，点的投影变换规律。

图3表示点A在V/H 体系中，正面投影为a′，水平投影为a。

现在令H面不变，取一铅垂面V1（V1⊥H）来代替正立投影面V，形成新投影面体系V1/H。

将点A向V1投影面投射，得到新投影面上的投影a′1。

这样，点A在新、旧两体系中的投影（a，a′1）和(a，a′)都为已知。

其中a′1为新投影，a′为旧投影，而a为新、旧体系中共有的不变投影。

它们之间有下列关系：1. 由于这两个体系具有公共的水平面H，因此点A到H面的距离（即z坐标），在新旧体系中都是相同的，即a′ax=Aa=a′1ax1。

2. 当V1面绕X1轴重合到H面时，根据点的投影规律可知aa′1必定垂直于X1轴。

这和aa′⊥X轴的性质是一样的。

机械制图电子教案投影法第一章：投影法基础1.1 投影法定义解释投影法的概念和作用。

强调投影法在机械制图中的重要性。

1.2 投影法的分类介绍正投影法和斜投影法的区别和应用。

解释单面投影和双面投影的概念。

1.3 投影法的原理详细解释投影法的基本原理。

探讨投影法如何将三维物体转化为二维图形。

第二章：基本投影变换2.1 投影变换的概念解释投影变换的含义和作用。

强调投影变换在机械制图中的重要性。

2.2 投影变换的类型介绍平移、旋转和缩放等基本投影变换。

解释这些变换对投影图形的影响。

2.3 投影变换的应用探讨如何使用投影变换来解决实际问题。

给出一些示例，展示投影变换在机械制图中的应用。

第三章：直线和角的投影3.1 直线的投影解释直线在投影中的表现形式。

探讨如何通过投影来确定直线的方向和位置。

3.2 角的投影解释角在投影中的表现形式。

探讨如何通过投影来确定角的大小和位置。

3.3 直线和角的投影应用给出一些示例，展示直线和角的投影在机械制图中的应用。

强调这些投影在实际工程中的重要性。

第四章：平面图形的投影4.1 平面图形的投影概念解释平面图形在投影中的表现形式。

强调平面图形的投影在机械制图中的重要性。

4.2 常见平面图形的投影介绍圆形、方形、三角形等常见平面图形的投影。

解释这些图形在投影中的特点和规律。

4.3 平面图形的投影应用给出一些示例，展示平面图形的投影在机械制图中的应用。

强调这些投影在实际工程中的重要性。

第五章：三维图形的投影5.1 三维图形的投影概念解释三维图形在投影中的表现形式。

强调三维图形的投影在机械制图中的重要性。

5.2 常见三维图形的投影介绍长方体、圆柱体、球体等常见三维图形的投影。

解释这些图形在投影中的特点和规律。

5.3 三维图形的投影应用给出一些示例，展示三维图形的投影在机械制图中的应用。

强调这些投影在实际工程中的重要性。

第六章：投影法在机械制图中的应用6.1 零件图的投影解释零件图的概念和作用。

机械制图图纸的一般知识_第八讲、投影变换-工程第八讲投影变换1.知识要点（6）求一般位置直线的实长及其对投影面的夹角（7）求一般位置平面对投影面的夹角（8）求投影面垂直面的实形（9）综合举例2.教学设计求一般位置直线的实长及其对投影面的夹角有三种方法：直角三角形法、换面法、旋转法，我们只介绍前两种方法，而且把直角三角形法看成是换面法的特例；求一般位置平面的实形需要两次换面，我们分成两步讲解：求一般位置平面对投影面的夹角、求投影面垂直面的实形，。

3.课前准备准备教具和演示文稿。

4.教学内容（1）求一般位置直线的实长及其对投影面的夹角1)直角三角形法直角三角形法的原理如图3-26所示，在直角三角形ABC中，AD=ab，BD=ΔZ（B和A点的Z坐标差），AB为空间直线AB的实长，∠BAD为直线AB和H面的夹角α，从投影图可知ab和B、A点的Z坐标差ΔZ，所以可画出直角ΔabE,使ΔabE≌ΔABD，则aE为空间直线AB的实长，∠baE为直线AB和H面的夹角α。

若求AB和V面的夹角β，可用a’b’和B、A点的Y坐标差ΔY为直角边作直角ΔabF，则∠Fa’b’为直线AB和V面的夹角β。

2)投影变换法一般位置直线可经过一次换面将其换成新投影面的平行线，在新投影面上的投影将反映空间直线对保留下来的旧投影面的夹角。

例如若要求空间直线对H面的夹角α和实长AB，可在由V、H面组成的投影体系中添加新投影面V1，使V1和H面垂直，和直线AB平行，则在由V1、H面组成的新投影体系中AB为正平线，且线段AB端点的Z坐标不变，所以可由原投影求出直线在V1面上的投影。

投影变换的原理如图3-27所示。

图3-26直角三角形法（制作动画）图3-27换面法的原理（1）（制作动画）若要求直线对V面的夹角β，可在由V、H面组成的投影体系中添加新投影面H1，使H1和V面垂直，和直线AB平行，则在由H1、V 面组成的新投影体系中AB为水平线，且线段AB端点的Y坐标不变，所以可由原投影求出直线在H1面上的投影。