投影理论及制图基础课程教学大纲.doc

投影理论及制图基础课程教学大纲
Projection Theory & Elementary Graphics
课程编号：1422303
课程类别：学科基础课
适用专业：给水排水工程
先修课程：
后续课程：专业制图及计算机绘图、建筑概论
总 学 分：3.5
教学目的与要求：本课程属于学科基础课，它研究绘制和阅读工程图样的理论和方法，与工程生产实践密切相关。通过本课程的教学，使学生掌握投影法(主要是正投影法)的基本理论及其应用，培养学生对三维形状及相关位置的空间逻辑思维和形象思维能力、图解基本空间几何问题的能力，绘制和阅读工程图样的初步能力。
本课程的教学要求是：掌握正投影的基本理论和绘图方法，使学生掌握绘制工程形体图样的基本能力，为学生后续的课程设计和毕业设计打下基础。培养学生分析问题和解决问题的能力及认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。
本课程为考试课。
教学内容与学时安排
序号
章目名称
学时分配
序号
章目名称
学时分配
讲课
实验
讲课
实验
1
绪 论
1

5
第四章 截交线和相贯线
6

2
第一章 制图基础
3

6
第五章 组合体的视图及尺寸注法
10

3
第二章 点、直线、平面的投影
20

7
第六章 轴测图
4

4
第三章 曲面与基本体的投影
6

8
第七章 工程形体的表达方法
6

绪 论 (1学时)
一、本课程的地位、性质和任务
二、本课程的内容和学习方法
三、画法几何和工程制图发展概述
教学基本要求：了解画法几何和工程制图的发展概况；理解本课程的地位、性质、任务及本课程的内容和学习方法。
第一章 制图基础（3学时）
第一节 常用制图工具及其使用方法
一、常用绘图工具的主要功能和使用方法
二、绘图仪器的主要功能和使用方法
第二节 制图标准的基本规定
一、制图的国家标准
二、工程图样的基本规定
图纸的幅面和标题栏、比例、字体、图线及其画法、尺寸标注。
第三节 几何作图
一、几种典型的几何作图方法
作已知直线的平行线和垂直线、正多边形的画法。
二、圆弧连接
圆弧与两直线、圆弧与圆弧连接。
第四节 画图的步骤和方法
一、平面图形的分析
平面图形的尺寸分析和线段分析。
二、绘图的方法和步骤
绘图前的准备工作、画底稿、检查、加深。
本章重点：工程图样的基本规定及几何作图方法。
难点：圆弧连接的画法。
教学基本要求：了解常用制图工具及其使用方法；理解工程制图的基本规定及绘图的方法和步骤；掌握典型的几何作图方法和平面图形的尺寸注法。
第二章　点、直线、平面的投影（20学时）
第一节 投影法的基本知识
一、 投影法的形成和分类
投影法的分类：平行投影法(正投影、斜投影)和中心投影法。
二、 平行投影的基本性质
类似性、真实性、积聚性、平行性、定比性、从属性。
三、工程上常用的四种投影图
多面正投影、轴测投影、透视投影、标高投影。
第二节 点的投影
一、点在两投影面体系中的投影
两面投影体系的建立、点在两面投影体系中的投影特性。
二、点在三投影面体系中的投影
三面投影体系的建立、点在三面投影体系中的投影特性、点的投影与坐标。
三、两点的相对位置
两点的相对位置(前后、左右、上下)和重影点。
第三节 直线的投影
一、各种位置直线的投影特性
一般位置直线、投影面的平行线、投影面的垂直线的投影特性。
二、一般位置直线段的实长和倾角的求法
用直角三角形法求一般位置直线段的实长和倾角。
三、直线上的点
直线上的点的特性：定比性、从属性及其求法。
四、两直线的相对位置
相交、平行、交叉、垂直。
第四节 平面的投影
一、 平面的表示法
迹线表示法、几何元素表示法。
二、各种位置平面的投影特性
一般位置平面、投影面的平行面、投影面的垂直面的投影特性。
三、平面上的点和直线
平面上点和直线的几何特性及投影特性。
四、平面上的特殊位置直线
平面上的投影面平行线和平面上的最大斜度线。
第五节 直线与平面及两平面的相对位置
一、直线与平面、平面与平面平行
特殊情况下的直线与平面、平面与平面平行及一般情况下的直线与平面、平面与平面平行。
二、直线与平面、平面与平面相交
特殊情况下的直线与平面、平面与平面相交及一般情况下的直线与平面、平面与平面相交。
三、 直线与平面、平面与平面垂直
特殊情况下的直线与平面、平面与平面垂直及一般情况下的直线与平面、平面与平面垂直。
第六节 综合问题的分析及作图
一、 解题的一般步骤
分析题意、确定解题方法和步骤、投影作图。
二、解题方法
综合分析法、轨迹法、辅助直线、平面法、问题换解法、反向推求法。
第七节 投影变换
一、 投影变换的方法
换面法、旋转法、斜投影变换法。
二、换面法的基本概念
换面法的基本概念及换面的基本原则。
三、点的投影变换
点的一次变换、点的两次变换的投影规律。
四、直线的投影变换
一般位置的直线变换成投影面的平行线、投影面的平行线变换成投影面的垂直线、一般位置的直线变换成投影面的垂直线。
四、 平面的投影变换
一般位置的平面变换成投影面的垂直面、投影面的垂直面变换成投影面的平行面、一般位置的平面变换成投影面的平行面。
六、换面法的应用举例
本章重点：点、直线、平面的投影的基本理论和应用。
难点：两点的相对位置的判别及重影点可见性、一般位置直线的实长和倾角的求法、平面上的最大斜度线、线面及面面的平行、相交和垂直问题及六种基本变换知识的综合运用。
教学基本要求：了解投影法的形成及分类、工程上常用的四种投影图及两一般位置平面相交求交线的方法；理解平行投影的基本性质、点、直线、平面的投影特性；掌握两点的相对位置及重影点的可见性的判别、直线上点的特性及求法、两直线的相对位置、一般位置直线的实长和倾角的求法、平面的点和线的求法、平面上最大斜度线及其应用、直线与平面及两平面的相对位置(平行、相交、垂直)的原理和方法、六种基本变换的知识的综合运用。
第三章 曲面与基本体的投影（6学时）
第一节 曲面的概述
介绍曲面的形成及其分类
第二节 回转面
一、回转曲面的形成及分类
二、回转面的特点
三、常见的回转曲面的投影及表面上点、线的求法
圆柱、圆锥、圆球的投影及表面上点、线的求法。
第三节 基本体的投影
一、形体的分类及投影分析
二、平面体的投影
棱柱、棱锥、棱台的投影。
三、平面体表面上取点、线
棱柱、棱锥、棱台表面上点和线的求法。
本章重点：回转曲面及其平面体的投影特性。
难点：表面上点和线的求法。
教学基本要求：了解曲面的形成及分类；理解回转曲面的形成及特点、平面体的分类及投影分析；掌握回转曲面及平面体的投影特性及表面上点和线的求法。
第四章 截交线和相贯线（6学时）
第一节 平面与立体相交
一、平面与平面立体相交
平面与棱柱、棱锥相交。
二、平面与曲面立体相交
平面与圆柱、圆锥、圆球相交。
第二节 两立体相交
一、两平面立体相交
二、平面立体与曲面立体相交
三、两曲面立体相交
本章重点：截交线和相贯线的性质、特征及作图方法。
难点：截交线和相贯线的空间分析和投影分析。
教学基本要求：理解截交线和相贯线的性质及特征；掌握特殊位置截交线和相贯线的作图方法和步骤。
第五章 组合体的投影（10学时）
第一节 组合体视图的形成及画法
一、组合体的形成及特性
组合成的组成方式、组合体的表面连接关系及组合体的投影特性(长对正、高平齐、宽相等)。
二、组合体视图的画法
形体分析法、线面分析法。
第二节 组合体的尺寸注法
一尺寸标注的基本要求
正确、完整、清晰和合理。
二、基本几何体的尺寸标注
平面体的尺寸标注(长、宽、高)、曲面体的尺寸标注(径向和轴向)、切割体的尺寸标注(基本体的尺寸和截平面的位置尺寸)。
三、组合体的尺寸标注
形体分析、标注基本体的定形尺寸、各个基本体相互间的定位尺寸、标注总体尺寸。
第三节 组合体视图的阅读
一、读组合体视图的方法及注意事项
读图的方法：形体分析法和线面分析法。注意三个视图一起读。
二、形体分析法
分线框、对投影、想形体、合整体。
三、线面分析法
分线框、对投影、想面形、合整体。
本章重点：用形体分析法、线面分析法画图、读图及尺寸注法。
难点：线面分析法及工程形体的尺寸注法。
教学基本要求：了解组合体的组成方式、一般工程形体的尺寸注法、组合体的构形设计；理解组合体的表面连接关系、组合体视图的画法；掌握用形体分析法和线面分析法画图和读图及简单工程形体的尺寸标注。
第六章 轴测图（4学时）
第一节 轴测图的基本知识
一、轴测图的形成
二、轴间角和轴向变形系数
三、轴测图的分类
按轴测投影方向S与轴测投影面R的不同分为：正轴测、斜轴测。
按轴向变形系数的不同可分为：正(斜)等测图、正(斜)二测图、正(斜)三测图
四、轴测图的投影特性
平行性、定比性、真实性。
第二节 正等测图
一、正等测的轴间角和轴向变形系数
轴间角：∠XOY=∠XOZ=∠YOZ=120°，轴向变形系数：p=q=r=1。
二、正等测图的画法
坐标法、端面法、叠加法、切割法。
第三节 斜轴测图
一、 正面斜二测图
轴间角：∠XOZ=90°，∠XOY =∠YOZ=135°，轴向变形系数：p=r=1，q=0.5。
二、水平斜等测图
轴间角：∠XOY=90°，∠XOZ =120°，∠YOZ=150°，轴向变形系数：p=q=r=1。
本章重点：平面体、曲面体的正等测图和正面斜二测图及水平斜等测图的画法。
难点：曲面体的轴测图的画法。
教学基本要求：了解轴测图的形成及分类；理解轴测图的投影特性及轴间角和轴向伸缩系数，掌握平面体、曲面体的正等测、正面斜二测及水平斜等测的画法。
第七章 工程形体的表达方法（6学时）
第一节 视图
一、基本视图
基本视图及其配置。
二、辅助视图
向视图、局部视图、斜视图、镜像视图。
第二节 剖视图
一、剖视图的形成
假想的剖切面剖开机件，移走观察者和剖切平面之间的部分，将断面及后面的可见部分进行投影。
二、剖视图的画法
剖切位置、剖切符号和剖视图的名称、材料图例、同一物体各图形画法。
三、常用的剖切方法
单一的剖切面、几个平行的剖切面、几个相交的剖切面、局部剖切和分层剖切。
第三节 断面图
一、断面图的形成

假想的剖切面剖开机件，移走观察者和剖切平面之间的部分，将断面进行投影。
二、断面图的种类及画法
重合断面和称出断面及其画法。
第四节 简化画法
一、 对称图形的简化画法
二、 折断省略画法
三、 相同要素的省略画法
四、 连接省略画法
本章重点：剖视图中全剖、半剖、阶梯剖的规定和画法，各种断面图的基本规定和画法。
难点：复杂形体的剖视图与断面图的读图。
教学基本要求：了解投影法和视图配置及简化画法；理解剖视图、断面图的形成、种类及区别；掌握工程形体的剖视图和断面图的选用及画法。

教材：
高旭主编《画法几何及土木工程制图》、河海大学出版社、2005年。
魏海主编《画法几何及土木工程制图习题集》、河海大学出版社、2005年。
主要参考书目：
1、唐人卫主编《画法几何及土木工程制图》、东南大学出版社、2003年。
2、朱育万主编《画法几何及土木工程制图》、高等教育出版社、2001年。
3、何铭新主编《画法几何及土木工程制图》、武汉工业大学出版社、2000年。
执笔：孙怀林

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