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截平面与圆柱的交点分析

【摘要】:平面截切圆柱时,由于截平面与圆柱的轴线相对位置不同,其截交线有三种不同的形状,如图4-4所示。当截平面倾斜于圆柱轴线时,它与圆柱面的截交线为一椭圆,如图4-4 所示。图4-4截平面与圆柱相交求正圆柱与正垂面P的截交线,如图4-5所示。且椭圆的正面投影积聚在截平面的正面迹线上;圆柱的水平投影有积聚性,故截交线的水平投影也为已知。

平面截切圆柱时,由于截平面与圆柱的轴线相对位置不同,其截交线有三种不同的形状,如图4-4所示。

(1)当截平面平行于圆柱轴线时,它与圆柱面的截交线为两条素线,如图4-4 (a)所示。

图4-3 用素线法和纬圆法求截交线上共有点

(2)当截平面垂直于圆柱轴线时,它与圆柱面的截交线为一纬圆,如图4-4 (b)所示。

(3)当截平面倾斜于圆柱轴线时,它与圆柱面的截交线为一椭圆(短轴垂直于圆柱轴线,其长度等于圆柱直径;长轴倾斜于圆柱轴线,其长度随截平面对圆柱轴线的倾斜程度而变化),如图4-4 (c)所示。

图4-4 截平面与圆柱相交

【例4-2】 求正圆柱与正垂面P的截交线,如图4-5所示。

解:由于正垂面P倾斜于圆柱轴线,故截交线为椭圆。且椭圆的正面投影积聚在截平面的正面迹线上(圆柱正面投影轮廓间的一段斜线);圆柱的水平投影有积聚性,故截交线的水平投影也为已知(重影于圆柱的水平投影——圆)。因此,根据截交线的二已知投影便可求出截交线上若干点的侧面投影,从而完成截交线的作图。

作图步骤:

(1)求特殊点。截交线上的特殊点一般是指:①曲面投影轮廓线上的点(很多情况下它们也是截交线各投影的可见性分界点);②能够确定截交线投影范围的边界点,如截交线上的最高点与最低点,最前点与最后点,最左点与最右点等;③能够确定截交线投影几何形状的一些点(如椭圆的长、短轴的端点)。本例中轮廓线上的点 (1、2、3、4)可根据它们的正面投影作出其侧面投影1″、2″、3″、4″,其中1点和2点便是截交线上的最高点和最低点,如图4-6所示。

图4-5 正垂面与圆柱的截交

图4-6 求特殊位置点的截交线

根据对椭圆长、短轴的分析可知,垂直于正投影面的椭圆直径3、4等于该圆柱的直径,故3、4应是短轴;而与其垂直的直径1、2则是椭圆的长轴,该长轴恰好处在截平面内对水平面的最大斜度线的位置。根据直角投影特性,这一对长、短轴的侧面投影1″2″和3″4″仍应相互垂直。

(2)求一般点。在水平投影中在特殊点之间取四个对称位置的中间点5、6、7、8,先求它们的正面投影,然后再求出其侧面投影,如图4-7所示。

(3)连线并判别可见性。圆滑连接侧面投影中所求各点 (连接时注意椭圆曲线的对称性),其中3″、7″、1″、8″、4″段位于圆柱右半部,侧面投影为不可见,画成虚线。

图4-7 求一般点的截交线