1.2 正投影基础（课件）《工程制图及CAD》同步精品课堂（苏教版·凤凰职教）

TEMPLATE 1.2 正投影基础 《工程制图及CAD》苏教版.凤凰职教 项目一 机械制图基本知识与技能 1 目录 核心内容讲解 教学互动 第二部分 第一部分 教学目标 教学重难点 教学内容 知识点背诵 课堂练习 教学内容总结 知识点背诵 课堂练习 第一部分：任务描述 教学目标 使用AutoCAD软件完成三个物体单面投影的绘制 能力目标 掌握正投影法。 理解三投影面体系。 知识目标 养成严谨认真，负有责任心的工作作风。 素质目标 教学重难点 掌握正投影法。 理解三投影面体系。 教学重点 使用AutoCAD软件完成三个物体单面投影的绘制 教学难点 课程引入 课程引入 在日常生活中，物体在阳光照射下，会在附近的墙面、地面等处留下他的影子，这就是自然界的投影现象。 课程引入 人们从这一现象中认识到光线、物体和影子之间的关系，并归纳出了平面上表达物体形状、大小的投影原理和作图方法。 课程内容 本任务要求使用AutoCAD软件完成如图所示单面的投影绘制并进行学习、评价。 互动 1.什么是正投影法?正投影是如何形成的? 2.公切线的做法? 3.圆弧连接的做法? 课程内容 通过讨论，小组成员互助完成三视图的绘制与评价等学习任务。进行项目小结、自评、互评等多元方式评价任务完成情况。 知识点背诵 1.在日常生活中，物体在阳光照射下，会在附近的墙面、地面等处留下他的影子，这就是自然界的投影现象。 2.从这一现象中认识到光线、物体和影子之间的关系，并归纳出了平面上表达物体形状、大小的投影原理和作图方法。 课堂练习 某市计划在老城区的步行街上新建一座高8m的镂空钢制艺术雕塑。由于街道最窄处仅6m，且两侧为3层明清风貌建筑，夏季每天13:00—15:00阳光几乎垂直照射，冬季10:00—14:00阳光入射角约30°。设计方最初给出的方案只考虑了结构安全与美学造型，却忽视了投影分析。结果，建成首日就出现了以下问题： ①冬季上午30°角的阳光把雕塑12m长的影子投到对面2m宽的商铺门脸上，遮挡招牌，顾客需踩进影子才能看清店名，多家商户投诉； ②夏季正午垂直照射时，雕塑镂空结构在地面上形成明暗相间的“花影”，游客为了拍照纷纷站在机动车道上，半小时内引发3起轻微交通事故； ③由于影子边界恰好落在盲道与无障碍坡道上，视障者无法凭脚感判断路面高低，市政部门收到残联整改通知。 课堂练习 用投影原理说明“在设计阶段进行系统投影分析”为什么可以避免这些后果，并给出至少两条可操作的改进措施（需用投影几何语言描述）。 投影是“光线—物体—承影面”三者几何关系的直接体现。只要在方案阶段把雕塑CAD模型与本地太阳方位角、高度角数据导入光影模拟软件，就能提前求出任意时刻雕塑在街道两侧墙面、地面上的正投影与落影边界（相当于把三维物体按太阳方向“压扁”到二维承影面上）。这相当于用“平面图形”预演未来现场，发现问题早于施工。 (1)冬季30°光线与8m高雕塑产生的落影长度L=h·cotθ≈8×cot30°≈13.9m，远超街道6m宽度，必然覆盖对面商铺； (2)夏季正午太阳高度角约80°，镂空网格会在地面形成高对比度“花影”，其边界可通过投影矩阵精确计算，从而预判人群聚集区域； (3)盲道位于地面固定直线，若把盲道方程与影子边界方程联立，可提前发现交集区间，避免无障碍设施失效。 课堂练习 用投影原理说明“在设计阶段进行系统投影分析”为什么可以避免这些后果，并给出至少两条可操作的改进措施（需用投影几何语言描述）。 措施A：把雕塑主轴线旋转25°并降低至5m，使冬季最大落影长度L′=5×cot30°≈8.7m，再令入口立面后退2m，则影子终点距对面建筑≥0.5m，满足商户采光需求。 措施B：在地面2.5m高处增设一环形半透明遮阳板，其投影可“填平”镂空花影，使地面照度对比度<20%，从而把游客拍照区域“锁定”在安全岛范围内；该遮阳板的外轮廓由雕塑—遮阳板—太阳方向构成的投影锥与地面的交线反向切割确定。 第二部分：任务实施 互动 在样例投影中，粗实线代表什么? 在样例投影中，细虚线代表什么? 在样例投影中，细点画线代表什么? 新知学习 根据图单面的投影，掌握正投影法投影过程，理解图样中的粗实线、细实线、细虚线、细点画线的用法和代表的含义。 阅读任务 新知学习 如何保证投影的对应关系? 可以选择45°射线或圆弧来做辅助线确保侧平面与水平面投影的参数对齐。 绘制三视图投影面 新知学习 投影法：投影线通过物体，向选定的投影面投射，并在该面上得到图形的方法。 绘制三视图投影面 1.投影形成方法 新知学习 (1)中心投影法：投射线互不平行且相交于一点的投影法称为中心投影法，其投影中心位于有限远处。 特点： 绘制三视图投影面 2.投影法的种类 ②投影大小随距离变化，不能反映物体的真实大小——投影比实物大。 ①投影线源自一投影中心点，投影线相互倾斜。 新知学习 (2)平行投影法：投影线相互平行的投影法，所得的投影，称为平行投影。 平行投影法分为两种：斜投影法和正投影法。 绘制三视图投影面 2.投影法的种类 斜投影法：投影光线倾斜于投影面的平行投影法，所得的投影，称为斜投影。 斜投影法特点：平行移动空间物体，投影的大小和形状不变。 新知学习 正投影法：投影线与投影面垂直的平行投影法，所得的投影，称为正投影。 绘制三视图投影面 2.投影法的种类 直线、平面倾斜投影面时，直线的投影是缩短的直线，平面的投影为边数相同，面积缩小的类似形。 ①类似性(收缩性、同素性) 直线、平面平行投影面时，投影反映空间直线、平面的实形。 ②真实性(实形性) 直线、平面垂直投影面时，直线的投影积聚为一点，平面的投影积聚为一直线。 ③积聚性 新知学习 用三个相互垂直的平面做投影面，用形体在这三个投影面上的三个投影，才能充分地表示出这个形体的空间形状。三个相互垂直的投影面，称为三面投影体系.形体在这三面投影体系中的投影，称为三面正投影图。 绘制三视图投影面 3.三投影体系 新知学习 如图所示，沿着Y轴剪开空间并展开，三个投影面展开以后，三条投影轴成了两条相交的直线；原X、Z轴位置不变，原Y轴则分成YH,YW两条轴线。 绘制三视图投影面 3.三投影体系 新知学习 (1)三投影面正投影面：V 水平投影面：H 侧投影面：W (2)三个轴线X轴、Y轴、Z轴 (3)一原点：0 (4)三面投影特点 长对正、高平齐、宽相等 绘制三视图投影面 3.三投影体系 新知学习 根据形体分析结果，绘制圆柱的单面投影。 绘制圆柱的单面投影 思考：三个样例图样的绘图步骤是怎样的? (1)对称轴 (2)尺寸基准 (3)逐次绘图 尺寸基准：标注尺寸的起点。平面图形中尺寸基准是点或线，常用的点基准有圆心、球心、多边形中心点等，线基准有图形的对称中心线或图形中的边线。 互动 绘制样例圆柱的单面投影，开展小组讨论，讨论思考题并评价。 新知学习 根据三视图投影规律，使用辅助线绘制样图的投影。 绘制样图的投影 新知学习 连接及其画法 连接：图样中，由一线段圆滑地过渡到另一线段的关系。 绘制样图的投影 如用一直线连接两圆弧，称为直线连接，该直线称为公切线；如用圆弧连接圆弧或直线，称为圆弧连接，该圆弧称为连接圆弧；两连接线段中圆滑过渡的分界点称为切点。 新知学习 1.几何作图法 根据切线或圆弧相切的性质，做辅助线。通过辅助线求出公切线和连接圆弧。 绘制样图的投影 (1)直线连接 实质：过已知点求作圆弧的(公)切线。 类型：外公切线、内公切线、单切线 根据与圆相切的直线，垂直于该圆心与切点的连线这一性质，一般采取两种方法。 新知学习 根据公切线的性质，辅助线内三角为直角三角形，顶点的轨迹可以由圆心距离为直径的圆和半径为(R₁-R₂)的圆的交点来确定。做两个辅助圆，交点即为公切线的垂足。通过辅助线可以求得公切线。 绘制样图的投影 公切线几何作图 新知学习 根据公切线的性质，辅助线内三角为直角三角形，顶点的轨迹可以由圆心距离为直径的圆和半径为(R₁-R₂)的圆的交点来确定。做两个辅助圆，交点即为公切线的垂足。通过辅助线可以求得公切线。 绘制样图的投影 公切线作图过程 新知学习 (2)圆弧连接 实质：圆弧与圆弧或圆弧与直线相切。 类型：圆弧与直线相切、圆弧与圆弧外切、圆弧与圆弧内切。 绘制样图的投影 圆弧连接作图过程 新知学习 2.CAD切点捕捉功能 通过AutoCAD的捕捉功能，在工具栏打开捕捉选项卡，启用对象捕捉，选择切点。直接使用直线Line指令，鼠标接近圆弧直接画公切线。使用画圆C指令，鼠标接近圆弧直接画出连接圆弧。 绘制样图的投影 新知学习 根据三视图投影规律，使用辅助线绘制样图。 绘制样图的投影 小组讨论 绘制样例的投影，开展小组讨论，评选出最佳投影。 知识点背诵 1.通过AutoCAD的捕捉功能，在工具栏打开捕捉选项卡，启用对象捕捉，选择切点。直接使用直线Line指令，鼠标接近圆弧直接画公切线。使用画圆C指令，鼠标接近圆弧直接画出连接圆弧。 2.如用一直线连接两圆弧，称为直线连接，该直线称为公切线；如用圆弧连接圆弧或直线，称为圆弧连接，该圆弧称为连接圆弧；两连接线段中圆滑过渡的分界点称为切点。 随堂练习 答案：B 解析： 投影法的核心是“投影线通过物体，向选定的投影面投射，并在该面上得到图形”，B项准确复述了这一定义。 下列哪项最能准确描述“投影法”的定义？ A. 通过光线照射物体，在地面形成影子的方法 B. 投影线通过物体，向选定投影面投射，并在该面上得到图形的方法 C. 用照相机拍摄物体得到图像的方法 D. 将物体旋转观察其形状的方法 随堂练习 答案：B 解析： 中心投影法的投影线从一点（投影中心）发出，互不平行且相交于一点，因此选B。 中心投影法的特点是： A. 投影线互相平行，且垂直于投影面 B. 投影线互不平行，且相交于一点 C. 投影线平行，但倾斜于投影面 D. 投影线垂直于物体表面 随堂练习 答案：C 解析： 中心投影法中，物体离投影面越远，投影越大，因此不能反映真实大小，通常投影比实物大。 关于中心投影法的投影效果，下列说法正确的是： A. 能准确反映物体的真实大小 B. 投影大小不随距离变化 C. 投影比实物大，不能反映真实大小 D. 投影总是与实物大小一致 随堂练习 答案：A 解析： 平行投影法包括正投影法（投影线与投影面垂直）和斜投影法（投影线倾斜于投影面）。 平行投影法可分为哪两类？ A. 正投影法和斜投影法 B. 中心投影法和正投影法 C. 斜投影法和中心投影法 D. 实形投影法和积聚投影法 随堂练习 答案：C 解析： 斜投影法是平行投影的一种，其特点是平行移动物体时，投影的大小和形状保持不变。 斜投影法的特点是： A. 投影线垂直于投影面 B. 投影大小随物体距离变化 C. 平行移动空间物体，投影的大小和形状不变 D. 只能用于表示平面图形 随堂练习 答案：C 解析： 正投影法具有积聚性，直线垂直于投影面时，其投影积聚为一点。 正投影法中，当直线垂直于投影面时，其投影表现为： A. 一条缩短的直线 B. 一条实长的直线 C. 一个点 D. 一条曲线 随堂练习 答案：C 解析： 正投影法的真实性（实形性）指出，平面平行于投影面时，投影反映其实际形状和大小。 正投影法中，当平面平行于投影面时，其投影： A. 面积缩小，形状改变 B. 积聚为一条直线 C. 反映该平面的实形 D. 无法确定其形状 随堂练习 答案：C 解析： 三投影体系通过三个方向的正投影，全面、准确地表达形体的三维结构。 三投影体系中使用三个相互垂直的投影面，其目的是： A. 使图形更美观 B. 增加绘图难度 C. 充分表示形体的空间形状 D. 减少投影误差 知识点总结 掌握正投影法投影过程 阅读任务 可以选择45°射线或圆弧来做辅助线确保侧平面与水平面投影的参数对齐。 绘制三视图投影面 根据形体分析结果，绘制圆柱的单面投影。 绘制圆柱的单面投影 根据三视图投影规律，使用辅助线绘制样图的投影。 绘制样图的投影 根据三视图投影规律，使用辅助线绘制样图。 绘制样图的投影 课后练习 简答题： 1.简述三投影体系。 2.简述平行投影法。 3.简述投影法的种类。 感谢观看 $