示和图解等优点,所以它是工程中应用最广泛的一种图示法,也是本课程的学习重点 多面正投影图的缺点是直观性和立体感差。当我们根据这种图样来研究物体时,必须把多 个投影综合起来想象,才能得出完整的形象。这种想象能力是要经过一定的培养和训练才能具 备的。 2.轴测投影(轴测图) 产生轴测投影的补充条件是在物体上固结三根相互垂直的坐标轴,形成参考直角坐标系 将物体连同其参考直角坐标系,沿不平行于任一坐标平面的方向,用平行投影法将其投射在单 投影面上所得到的图形称为轴测投影(轴测图)。 授射方向 a)正轴测投影 (b)斜轴测投影 图8轴测投影法 用正投影法得到的轴测投影称为正轴测投影,如图8a;用斜投影法得到的轴测投影称斜 轴测投影,如图8b。 轴测投影图直观性和立体慼较好,有一定的可度量性。其缺点 是作图比较繁琐,其形象与人们观察物体所得结果尚有一定差距 显得不很自然。轴测投影在工程上常作为多面正投影的补充来使 用。在进行机械零部件初步设计构思时,也常用徒手绘制的轴测投 影卓图来概略地表达设计思想。 3.透视投影(透视图,透视) 透视投影是用中心投影法将物体投射在单一投影面上所得到的 具有立体感的图形。如图9所示,S为投射中心,起源于点S的投 射线可以在投影面V上得到长方体的透视投影。 这种投影有“近大远小”的特点,与人们日常眼见物体之形象 基本相同,故其直观性和立体慼很好。其不足之处在于绘制很繁琐 且一般不能直接度量。 透视投影图在工程上常作为“效果图”使用,随着计箅机图形 显示和绘制技术的进步及应用的普及,透视投影图已日渐广泛地应 用于工程技术各领域中。 图9透视投影法 4.标高投影
绪论 标高投影主要用来表达形状较复杂的曲面。因为此种投影多用于在水利、土木工程中绘制地 形图(如图10),其投影面和基准面均为水平面,所标数值为各截面高度,因此称为标高投影。 010203040 2040m绘图比例尺 (b) 图10标高投影 四、本课程的学习方法 本课程的学习方法有以下四个要点 空间想象和空间思维与投影分析和作图过程紧密结合 本课程的核心内容是用投影法(主要是多面正投影法)在二维平面上表达空间几何元素以及 在二维平面上图解空间几何问题。因此,在学习过程中必须随时进行空间想象和空间思维,并 与投影分析和作图过程紧密结合。要不断地自问自答:“空间怎样,投影图怎样,怎样作图 投影图怎样,空间怎样?”在进行图解时,对于用二维投影图表达的已知条件,要先想象出其 三维状况,在空间进行分析、构思、找出解决方法,再分析所得结果的投影状况,最后作图解 题。在设计、图示过程中也要先构造三维模型,再分析投影过程和结果,最后进行绘图表达。 在阅读图样时,必须利用投影的逆过程,想象出与平面图形相对映的空间形体的形状和结构。 在进行尺寸和技术条件的标注时,也必须有意识地自我强调“对象是三维物体” 理论联系实践,握正确的方法和技能 本课程实践性极强。在掌握基本概念和理论的基础上必须通过做习题和画图、读图实践才 能学会和掌握运用理论去分析实际问题和解决实际问题的正确方法和步骤以及实际绘图(徒手 绘图、尺规绘图和用计算机绘图)的正确方法、步骤和操作技能,养成正确使用尺规绘图工具和 计算机软、硬件,按照正确方法、步骤作图的习惯。 由于工程图样是用于生产过程的重要技术文件,是技术语言,不仅要求其承载的信息正 确,而且要求图样本身要规范、清晰、整洁、美观,这在很大程度上取决于认真负责的工作态 度,严谨的科学作风以及对正确的绘图方法、步骤和技能的掌握。 3.加强标准化意识和对国家标准的学习 为了确保图样传递信息准确无误,对图形形成的方法和图样的具体绘制、标注方法都必须 有严格、统一的规定,保证其正确与规范。 在我国,对工程技术图样重要的统一规定以“国家标准”形式作出
国家标准简称“国标”,代号“GB"。第一个国家标准《机械制图》是1959年颁布的。第 个国家标准《建筑制图》是1965年颁布的。此后,随着科学技术的进步和国民经济的发展,国 家标准也在不断地修订和制定,并按照需要制定了对各个技术领域和部门共同适用的统一的国 家标准《技术制图》。 国家标准对投影方法、图样画法、尺寸注法、图纸幅面及格式、比例、字体、图线等很多 方面都作了规定。每个学习者都必须从开始学习本课程时就树立标准化意识,认真学习并坚决 遵守国家标准的各项规定,保证自己所绘图样的正确、规范。 4.和工程实际相结合 本课程是服务于工程实际的工具课,因此,在学习中必须注意学习和积累相关工程实际知 识,如机械设计知识、机械零件结构知识和机械制造工艺知识等。这些知识的积累对加强读图 和画图能力都是很起作用的。 五、计算机绘图技术的应用 从古至今,人类一直在生产实践中使用图形。1795年法国几何学家蒙日完整系统地论述 了画法几何学,提供了在二维平面上图示三维空间形体和图解空间几何问题的方法,奠定了工 程制图的理论基础。此后,工程图样在 各技术领域中广泛使用,在推动现代工 程技术和人类文明发展中起了重要作用。 20世纪后期,伴随着计算机技术的 迅猛发展,计算机图形学( Computer Graphics,简称CG)和计算机绘图技术也快 速发展,并正在各行各业中得到日益广 物泛的应用。它将引起工程制图技术的 次根本性变革,我国的工程设计领域正 处在从以手工绘图为主到以计算机绘图 为主,甩掉手工绘图图板的转变之中 用计算机可以绘制汽车、船舶、飞 机的外形曲线图,如图11和图12所示 可以绘制机械零件图和部件图,如图13 图11船体曲面型线图 所示;可以绘制集成电路版图,如图14, 图12汽车车身透视图
绪论 可以绘制建筑透视图,如图15;还可以绘制气象图、地形图、统计图表以及服装图样、艺术 图案和动画片等。 计箅机绘图的特点是作图精度高,出图速度快。特别是输出高精度集成电路板图以及人力 图13液压扭矩放大器装配图 乓吃吃工 图14大规模集成电路掩膜总图
rith命 图15住宅透视图 难以绘制的曲线、曲面图时,这一优点尤为突出。例如,大规模集成电路板图线密集,经过缩 小以后仍要求保证很高精度,如果没有计算机绘图技术和高精度(步距为0001mm)的自动绘 图机是难以完成此类图样的绘制的。又如汽车或船身曲面,用手工绘制需多人用数月才能完 成,用计箅机绘制只需几天即能全部完成。除速度大大加快之外,精度也大幅度提高。不仅提 供为制作样板所需要的各截面的曲线实形,还可以进一步绘制出加工曲面所需的冲模图样。 计算机绘图的另一特点是三维立体造型功能强,输出立体图(轴测图、透视图)功能强,如 在设计船舶、车身曲面时可显示、绘制出从不同角度观察所得的表现力极强的透视图,用以预 见设计效果。“先三维造型、再自动生成二维图形”的方法已在很多设计场合使用,它改变了 长期以来单纯在二维平面上解决三维问题的模式 计箅机绘图与计算机辅助设计( Computer Aided Design,简称CAD)有者极为密切的联系,C 为CAD的发展提供了条件与基础,CAD又促进了CG的发展。可以说计算机绘图技术为人类设 计自动化的实现创造了不可缺少的条件。在未来的时代里,以计算机绘图理论和技术为主的工 程制图技术必将得到更大的发展,为人类文明作出更大的贡献 在绪论中,我们学习了本课程的性质、任务、主要内容和学习方法,以及计算机绘图技术 被广泛使用的情况。这些知识将使初学者对本课程有宏观、概括的了解,为今后的学习明确目 在学习本课程的过程中,要注意把学习知识和技能、培养能力和提高素质有意识地结合起 本课程内容中最核心的是投影法理论。投彩法是工程技术领域中用二维平面图形表示三维 空间凡何元素和物体的位置、形状和相互关系以及图解空间几何问题的基本方法。对于平行投 影法和中心投影法的形成要理解,对于工程中常用的授影种类要熟记。 复习检查问题 1.本课程的性质、任务和主要内容是什么? 2.什么是投影法?中心投影法与平行投影法有何区别?平行投影法又可为哪几种? 3.工程上常用哪几种投影?各自的优缺点如何?