任务3 绘制斜割圆锥的截交线

任务3 绘制斜割圆锥的截交线

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如图2-71所示,一圆锥被正垂面切割,试完成切割体的俯视图和左视图。

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图2-71 正垂面切割圆锥的截交线

(a)立体图;(b)三视图

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如图2-71所示的圆锥被一个正垂面切割,所以其截交线的投影具有圆锥和正垂线的共同特性,因此其正面投影积聚为直线,而且截交线上所有的点都是属于圆锥的侧面,而圆锥不具有积聚性,试判断截交线水平投影和侧面投影是什么形状,并思考该如何绘制。

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一、平面截割圆锥的截交线

平面截割圆锥时,根据截平面与圆锥轴线位置的不同,其截交线有5种情况,见表2-24。

表2-24 平面截割圆锥

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续表

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二、圆锥截交线的投影特性及画法

1.截平面垂直于轴线

截交线是圆,水平投影为圆,正面投影和侧面投影都积聚为直线,此时圆锥被截为圆台。

2.截平面过锥顶

截交线是三角形,如果截平面属于正垂面或侧垂面,则正面投影或侧面投影会积聚为一条线。

3.截平面平行于轴线

截交线是直线和双曲线组成的封闭线框,水平投影积聚为直线,如果截平面属于正平面或侧平面,则对应的侧面投影或正面投影也会积聚为一条线。

4.倾斜于轴线,且倾角小于锥倾角

此时,截交线是椭圆,若截平面属于正垂面,则正面投影积聚为直线。

5.平行于素线

截交线是抛物线和直线组成的封闭线框,若截平面属于正垂面,则正面投影积聚为直线。

以上五种截交线,第一种和第二种,可以用直尺和圆规直接绘制;第三、四、五种截交线,做法基本一致,即通过求点方法获得,求点时一般先找特殊点,即最高点、最低点、最前点、最后点、最左点、最右点。为增加作图精确性,必要时可以增加一般位置点,按照点的投影规律求出其三面投影,再依次手动连接各点,即可得到曲线的截交线,需要注意的是,此时的曲线截交线不能用圆规绘制。

由图2-71(a)可以看出,在该圆锥上的截交线为一封闭曲线(椭圆)。该截交线是截平面与圆锥面的共有线,因此其正面投影与正垂面的正面投影重合,同时由于截交线是圆锥面上的线,所以具备圆锥表面上线的特性。该截交线的正面投影是已知的,水平投影和侧面投影是椭圆,需要绘制。椭圆上的A、B、C、D为长、短轴的端点,E、F是圆锥面最前素线和最后素线上的点,上述各点的水平投影和侧面投影可用求圆锥表面上点的方法——辅助素线或辅助纬圆法求出。

任务实施

绘制该圆锥截交线的具体作图步骤见表2-25。

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斜切圆锥

表2-25 绘制斜割圆锥的截交线的具体作图步骤

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续表

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如图2-72所示,请完成侧平面截割圆锥后切割体的三视图。

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图2-72 侧平面截割圆锥的截交线

(a)三视图;(b)立体图