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交線

鎖定
在二維平面內,交線是指同時在兩個二維幾何圖形上的直線或曲線。例如,兩個平面之間或兩個曲面之間的交線;平面與曲面的交線等等。兩個相交平面的交線為直線,在其餘情況,交線一般為曲線。 [1] 
在三維空間內,交線是指平面與立體表面的交線或兩立體表面的交線。有截交線和相貫線,截交線定義:平面與立體表面的交線,相貫線定義:兩立體表面的交線。
這裏主要介紹三維空間的截交線和相貫線。
中文名
交線
外文名
intersectingline/line ofintersection
所屬領域
幾何學
主要分類
截交線和相貫線
定    義
同時在兩個二維幾何圖形上的直線或曲線

目錄

交線截交線

定義:
平面與立體表面的交線;
由平面切割立體後,表面所產生的交線稱為截交線,該平面稱為截平面,被切割後的立體所露出的表面叫截斷面 [2] 
性質:
1.截交線是截平面與立體表面的共有線,截交線上的每一點均為截平面與立體表面的共有點;
2.截交線所圍成的圖形一般是封閉的平面圖形 [3] 
畫法舉例:
截交線是截平面和幾何體表面的共有線,截交線上的每一點都是截平面和幾何體表面的共有點。因此,只要能求出這些共有點,再把這些共有點連起來,就可以得到截交線。 [3] 
分析:由圖1中a)可以看出,截交線應為一橢圓。在三視圖上,截交線的正面投影積聚為一直線,説明截斷面是一正垂面,而在其他兩個投影面上的投影為橢圓。 [2] 
作圖步驟:
圖1 圓錐斜切時的截交線畫法 圖1 圓錐斜切時的截交線畫法
圖2 圓錐斜切時的截交線畫法 圖2 圓錐斜切時的截交線畫法
圖3 圓錐斜切時的截交線畫法 圖3 圓錐斜切時的截交線畫法
圖4 圓錐斜切時的截交線畫法 圖4 圓錐斜切時的截交線畫法
(1)畫出圓錐的三面投影圖。並把俯視圖圓錐錐底H面投影(圓周)進行十二等分,等分點分別為a、b、c、…、l,並連接圓錐頂點到各等分點素線(見圖1中b))。
(2)根據三視圖投影規律,由H面投影a、b、c、…、l分別作出V面投影a’、b’、c’、…、l’各點,並連接s'a’、s'b’、…、s'g’,分別和截交線相交,得截交點1’、2’、3’、…、7’和特殊點1”、4”、7”、10”(見圖2)。
説明:為讓三視圖圖面清晰,只標少量有代表性的符號,其他符號沒標出,請讀者注意。
(3)確定俯視圖和左視圖上各截交點。由主視圖上1’、2’、3’、…、7’各點分別向下引垂線和俯視圖上sa、sb、…、sl各素線相交於1、2、3、…、12點,則該點即為所求截交點。同理,根據主、左視圖——高平齊和俯、左視圖——寬相等,求出l”、2”、3”、…、12”點(見圖3)。
(4)用平滑曲線分別在俯視圖和左視圖上連接各截交點,並擦掉多餘的圖線,即完成圓錐被正垂面P斜切的截交線的圖形(見圖4)。

交線相貫線

定義:
兩立體相交,在其表面上產生的交線稱為相貫線
相貫線也是機器零件的一種表面交線,與截交線不同的是,相貫線不是由平面切割幾何體形成的,而是由兩個幾何體互相貫穿產生的。零件表面的相貫線大都是由圓柱圓錐球面迴轉體表面相交而成。 [2] 
性質:
1.相貫線是兩形體表面的交線.相貫線是互相貫穿的兩個形體表面的共有線,也是兩個相交形體的表面分界線;
2.相貫線在一般情況下是封閉的空間曲線,有時則為平面曲線。 [2] 
畫法舉例:
根據相貫線的兩個特性,求相貫線表面的交線,實際上就是在兩形體表面上找它們的公共點,將這些公共點順次連接起來便構成了相貫線。
(1)表面取點法
當兩個迴轉體中有一個表面的投影有積聚性時,可用在曲面立體表面上取點的方法作出兩立體表面上的這些共有點;這種方法稱為表面取點法 [3] 
(2)輔助平面法
作一組輔助平面.分別求出這些輔助平面與這兩個迴轉體表面的交點,這些點就是相貫線上的點。這種方法稱為輔助平面法。為了作圖方便,一般選特殊位置平面為輔助平面(圖5) [3] 
圖5 圖5
作圖時,首先應根據兩體的相交情況分析相貫線的大致伸展趨勢,依次求出特殊點和一般點,再判別可見性,最後將求出的各點光滑地連接成曲線。
實例展示 [3] 
正交兩圓柱的相貫線的投影(圖三)。
分析:由圖三中(a)中可以看出,大圓柱軸線垂直於側面,小圓柱軸線垂直於水平面.兩圓柱軸線垂直相交。因為相貫線是兩圓柱面上的共有線,所以其水平投影積聚在小圓柱的水平投影的圓周上,而側面投影積聚在大圓柱側面投影的圓周上(在小圓柱最前、最後素線之間的一段圓弧).如圖三中(b)所示。需要求作的是相貫線的正面投影。因相貫線前、後對稱.所以相貫線前、後部分的正面投影重合。
作圖步驟如圖三所示:
(1)求特殊點 特殊點是決定相貫線的投影範圍及其可見性的點.它們大部分在外形輪廓線(特殊位置素線)上。本例相貫線的正面投影應由最左、最右點及最高、最低點決定其範圍。由水平投影看出a、b兩點是最左、最右點A、B的投影.它們也是兩圓柱正面投影外形輪廓線上的交點.可由a、b對應求出a”、(b'')及a '、b ':這兩點也是最高點:由側面投影看出,小圓柱側面投影外形輪廓線與大圓柱的交點,是相貫線最低點C的投影。由c”可直接對應求出c及c '。
(2)求中間點 中間點決定曲線的伸展趨勢。任取對稱點(圖三中(d))E、F、的水平投影e、f,然後求出其側面投影e''、f'',最後求出正面投影e’、f’。
(3)判斷可見性判斷相貫線投影可見性的原則是:當兩回轉體表面在該投彩面上的投影均為可見時,相貫線的投影才可見.畫成實線,否則為不可見,應畫成虛線:可見性分界點一定在外形輪廓線上。圖三中。兩圓柱前半面的正面投影均可見.曲線由a '、b '點分界.前半部分a ' e ' c ' f 'b '可見,連成實線,不可見的後半部分與前半部分重合。
(4)連曲線按各點水平投影的順序,將各點的正面投影連成光滑曲線,即得正面投影,作圖結果如圖三中(e)所示。
討論:
(1)如圖四所示,若在水平圓柱上穿孔,就會出現圓柱外表面與圓柱孔內表面的相貫線。這種相貫線可以看成是直立圓柱與水平圓柱相貫後,再把直立圓柱抽去而形成的。 [3] 
圖四 圖四
(2)如圖四所示,若要求作兩圓柱孔內表面的相貫線,作圖方法與求作兩圓柱外表面相貫線的方法相同。
(3)如圖五所示,當正交兩圓柱的相對位置不變,而相對大小發生變化時,相貫線的形狀和位置也將隨之變化。
圖五 圖五
當Φ1>Φ時,相貫線的正面投影為上下對稱的曲線(圖五中(a))。
當Φ1=Φ時,相貫線的正面投影為上下對稱的曲線(圖五中(b))。
當Φ1<Φ中時,相貫線在空間上為兩相交橢圓.其正面投影為兩相交直線(圖五中(c))。
從圖五中(a)、(c)可以看出,在相貫線的非積聚性投影上,相貫線的彎曲方向總是朝向較大圓柱的軸線。
工程上兩圓柱正交的實例很多,為了簡化作圖,國家標準規定,允許採用簡化畫法作出相貫線的投影,即以圓弧代替非圓曲線。當軸線垂直相交且平行於正面的兩個不等徑圓柱相交時,相貫線的正面投影以大圓柱的半徑為半徑畫圓弧即可。簡化畫法的作圖過程如圖六所示。
圖六 圖六
相貫線的特殊情況:
兩回轉體相交時,其相貫線一般為空間曲線,但在特殊情況下,也可能是平面曲線或直線。
當兩個迴轉體具有公共軸線時,相貫線為圓,該圓的正面投影為一直線段,水平面投影為圓的實形。
當圓柱與圓柱、圓柱與圓錐軸線相交,並公切於一圓球時,相貫線為橢圓,該橢圓的正面投影為一直線段,水平面投影為類似形(圓或橢圓)
當圓柱軸線平行或兩圓錐共頂相交時,相貫線為直線。 [3] 
參考資料
  • 1.    沈以淡.簡明數學詞典:北京理工大學出版社,2003
  • 2.    霍長榮,韓志範.鈑金下料常用技術 第2版:機械工業出版社,2015.09
  • 3.    李春霞,劉速,付海燕,張帥副.機械零部件測繪(理實一體化教材):南開大學出版社,2014.05