第二章 投影基础知识(2-1)

第2章正投影基础本章提要本章主要介绍投影法的基本概念和构成物体的基本几何元素点、线、面的投影特性、作图原理和方法；直线与直线、直线与平面的相对位置关系。

为解决求直线的实长和平面的实形的问题，还介绍了点、线、面的变换投影面的方法。

2.1投影法及三视图的形成2.1.1投影法在日常生活中人们注意到，当太阳光或灯光照射物体时，墙壁上或地面上会出现物体的影子。

投影法就源自这种自然现象。

如图2-1所示，平面P为投影面，不属于投影面的定点S为投影中心。

过空间点A由投影中心可引直线SA，SA为投射线。

投射线SA与投影面P的交点a，称作空间点A在投影面P上的投影。

同理，点b是空间点B在投影面P上的投影（注：空间点以大写字母表示，其投影用相应的小写字母表示）。

由此可知，投影法是投射线通过物体向预定投影面进行投影而得到图形的方法。

图2-1投影法图图2-2中心投影法2.1.2投影法的分类投影法一般分为中心投影法和平行投影法两类。

1、中心投影法投射线从投影中心出发的投影法，称为中心投影法，所得到的投影称为中心投影，如图2-2所示，通过投影中心S作出△ABC在投影面P上的投影：投射线SA、SB、SC分别与投影面P交于点a、b、c，而△abc就是△ABC在投影面P上的投影。

在中心投影法中，△ABC的投影△abc的大小随投影中心S距离△ABC的远近或者△ABC 距离投影面P的远近而变化。

因此它不适合绘制机械图样。

但是，根据中心投影法绘制的直观图立体感较强，适用于绘制建筑物的外观图。

2、平行投影法投射线相互平行的投影法，称为平行投影法，所得到的投影称为平行投影。

根据投射线与投影面的相对位置，平行投影法又分为：斜投影法和正投影法。

（1）斜投影法投射线倾斜于投影面时称为斜投影法，所得到的投影称为斜投影，如图2-3所示。

（2）正投影法投射线垂直于投影面时称为正投影法，所得到的投影称为正投影，如图2-4所示。

绘制工程图样主要用正投影，今后如不作特别说明，“投影”即指“正投影”。

第二章正投影基础§2-1 投影法的概念投影法：从物体和投影的对应关系中，总结出了用投影原理在平面上表达物体形状的方法。

投影法可分为两大类：中心投影法、平行投影法。

一、中心投影法二、平行投影法1、投影法的定义及分类。

2、各类投影的方法与实质。

何谓正投影法、斜投影法？三、三视图的形成及投影规律1、三视图的形成物体是有长、宽、高三个尺度的立体。

我们要认识它，就应该从上、下、左、右、前、后各个方面去观察它，才能对其有一个完整的了解。

图3-4所示的是四个不同的物体，它们只取一个投影面上的投影，如果不附加其它说明，是不能确定各个物体的整个形状的。

要反映物体的完整形状，必须根据物体的繁简，多取几个投影面上的投影相互补充，才能把物体的形状表达清楚。

为了准确地表达物体的形状和大小，我们选取互相垂直的三个投影面。

（1）三投影面体系三面:正立投影面：简称正面用 V 表示水平投影面：简称水平面用 H 表示侧立投影面：简称侧面用 W 表示OX轴：V面与H面的交线。

OY轴：H面与W面的交线。

OZ轴：V面与W面的交线。

OX轴、OY轴、OZ轴的交点为圆点。

（2 ）三视图的形成：主视图：正面投影（由物体的前方向后方投射所得到的视图）俯视图：水平面投影（由物体的上方向下投射所得到的视图）左视图：侧面投影（由物体的左方向右方投射所得到的视图）（3）三视图的展开规定正面保持不动，水平面绕OX轴向下旋转900，侧面绕OZ轴向右旋转900。

四、三视图之间的对应关系1、位置关系:主视图在上方，俯视图在主视图的正下方，左视图在左视图的正右方。

2、投影关系：主视图反映物体的长度和高度。

俯视图反映物体的长度和宽度。

左视图反映物体的高度和宽度。

主、俯视图反映了物体的同样长度（等长）。

主、左视图反映了物体的同样高度（等高）。

俯、左视图反映了物体的同样宽度（等宽）。

归纳：主视、俯视长对正．．．（等长）。

主视、左视高平齐．．．（等高）。

俯视、左视宽相等．．．（等宽）。

一、投影的基本知识（了解）二、工程上常用的图示法（了解）三、平行投影法的基本性质（熟悉）四、三视图的形成及其投影规律（掌握）2-1 投影的基本知识投影：用光线（灯光或阳光）照射物体时，在地面上或墙面上便产生了影子，这种现象就称为投影。

象，即把光线抽象为投射线，把物体抽象为几何形体，把地面抽象为投影面，逐步形成了投影方法。

右图中，S为投影中心，A为空间点，平面P为投影面，S与A点的连线为投射线，SA的延长线与平面P的交点a，称为A点在平面P 上的投影。

这种产生图像的方法就叫做投影法。

由空间的三维形体转变为平面二维图形就是通过投影法来实现的。

因此，投影法是整个工程图学的基础。

S 投影中心a 投影A 空间点投影面P投射线投影法投影法投影法的分类中心投影法平行投影法正投影法斜投影法画透视图画斜轴测图画工程图样及正轴测图在有限距离内，由投射中心S 发射出投射线，在投影面P 上得到物体形状的投影方法称为中心投影法。

光源SCB bcP投影特性：具有较强的直观性、较好的立体感。

中心投影法投射线aA中心投影法无法反映物体表面的真实形状和大小，投射中心、物体、投影面三者之间的相对距离对投影的大小有影响。

度量性较差。

光源SA CBabc光源S A C Ba bc P物体位置改变，投影大小也改变P当投影中心S移至无限远处时，投影线都相互平行，用这种投影法得到的图形称为平行投影法。

根据投射线于投影面所成角度的不同，平行投影法又分为正投影法和斜投影法。

正投影法斜投影法正投影法：投射线与投射面垂直，故又成为直角投影法。

斜投影法：投射线与投射面倾斜。

ABC ABC abcabcPP投射线投射线投影特性正投影法：得到的投影能够完整、真实地表达物体的形状和大小，度量方便，作图简便。

因此，在工程中得到广泛应用。

斜投影法：物体与投影面距离的远近不会影响其投影的大小，但当投影线与投影面夹角变化时，其投影大小也将发生变化。

2-2 工程上常用的图示法为满足工程设计对图样的各种不同要求，需要采用不同的图示法。

第二章 投影作图的基本定理与方法知识点：四个定理和面上取点取线、线面平行、面面平行、线面相交求交点、面面相交求交线、线面垂直、面面垂直、直角三角形求直线实长等作图方法。

点线面综合问题解题方法。

难点：线面相交求交点、面面相交求交线、线面垂直、面面垂直作图方法。

点线面综合问题解题方法。

时间：8学时讲课内容：§2-1导言在第一章中，我们仅仅解决了点、直线、平面这些几何元素的投影表达问题。

或者说仅解决了图示问题。

而对它们之间的几何关系及其定位和度量，例如从属问题、平行问题、相交问题、垂直问题以及长短、大小、角度、距离等的度量等等，尚需进一步研究。

此外，为区分投影重合时所产生的遮挡现象（如居前的将挡住在后的，居左的将挡住在右的，居上的将挡住在下的），也有必要对投影图进行可见性判定，分清可见的与不可见的。

如直线的可见的投影部分以粗实线画出，而不可见的投影部分则以虚线表达。

凡此，可称为重影问题。

以上这些问题，无疑是进行投影作图——图解的主要问题。

本章所要讨论的，正是投影作图的几个基本投影定理以及几个主要的投影作图方法。

应用初等几何的知识，配合这些投影作图的定理和方法，也就在纸平面上取得了自由权，可以准确无误地解决一些定位严谨逻辑的空间逻辑思维方法。

§2-2从属问题一．属于直线的点设体系空间有一线段AB 。

若K 点属于AB直线，那么由图2-1可以容易看到：1．K 点的投影（k ，k ′，k ″）也必定属于AB 的投影（ab ，a ′b ′，a ″b ″）； 图2-1 直线上的点2．同时，由于平行投影法的各投射线互相平行的结果，根据初等几何学的“平行线之间所截得的各对应线段成比例”的 定理（平行截切定理），有：AK ∶KB=ak ∶kb=a ′k ′∶k ′b ′=a ″k ″∶k ″b ″若K 点不属于直线AB ，我们由图2-1可以得到如下结论，即理：（见图2-2）[定理1]——若点在(属于) 若 K ∈AB ，则 k ∈ab ，k ′∈a ′b ′，k ″∈a ″b ″ 且 KB AK =kb ak =''''b k k a =""""b k k a这一定理，是一切从属问题乃至相交问题的基础。