1、“工程曲面及CAD”,山东大学机械工程学院工程图学研究所 主讲：苑国强,前 言,一、本课程的研究对象、目的和意义 二、本课程的学习内容 三、本课程的学习要求,研究对象、目的和意义,选修课的任务是：1、增进知识2、开拓思路 3、增强创新意识 研究工程中复杂曲面构件的表达、绘图和设计（CAD） 通过该课程的学习进一步拓宽学生知识面，为后继专业课的学习和设计奠定基础 适应当前科学技术发展的要求，对复杂曲面进行正确表达、计算机绘图和辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）具有较大意义,学 习 内 容,曲面种类及形成 圆弧子午投影法 运动曲面及其共轭 Solid Edge软件实体及曲面构型 曲面板金
2、构件的展开,学 习 要 求,了解各种曲面的性质、形成和表达方法 了解曲面的绘制和设计（CAD） 了解计算机曲线、曲面的理论,第一章 曲面概论,一、曲面的形成 曲面可以看作是一动线在空间运动所形成的轨迹。 如图1-1所示,1、曲面的形成及分类,二、曲面的性质、分类及表示法,母线可以是直线，称为直线面；也可以是曲线，称为曲线面。,曲面的表达,一、柱面：柱面的形成及分类,正圆柱面,斜圆柱面,圆柱面,2、几种常见的曲面,正椭圆柱面,斜椭圆柱面,椭圆柱圆系,椭圆柱面,归纳要点,注意:是以正截面的形状区分的. 一、正截面为圆称为圆柱面 1.底面垂直于轴线时为正圆柱面 2.底面倾斜于轴线时为斜圆柱面 二、正
3、截面为椭圆称为椭圆柱面 1.底面垂直于轴线时为正椭圆柱面 2.底面倾斜于轴线时为斜椭圆柱面 三、任意柱面 四、圆柱面的方程式（1-1），椭圆柱面的方程式（1-2），双曲柱面的方程式（1-3），抛物柱面的方程式（1-4）,一般锥面,正圆锥面,斜圆锥面,圆锥面,二、锥面：锥面的形成及分类,正椭圆锥面,斜椭圆锥面,椭圆锥圆系,椭圆锥面,归纳要点,注意:是以正截面的形状区分的. 一、正截面为圆称为圆锥面 1.底面垂直于轴线时为正圆锥面 2.底面倾斜于轴线时为斜圆锥面 二、正截面为椭圆称为椭圆锥面 1.底面垂直于轴线时为正椭圆锥面 2.底面倾斜于轴线时为斜椭圆锥面 三、任意锥面 四、圆锥面的方程式（1-
4、5）,（a）,（b）,（c）,三、盘旋面 1、由一直母线运动而形成的盘旋面,盘旋面的形成方法之一,盘旋面的应用渐开线螺旋面,盘旋面为可展曲面的原理,2、由一平面运动而形成的盘旋面,盘旋面的形成方法之二,盘旋面车头盖,曲线回转面,环面,球面,曲柱面,四、曲线面：以曲线为母线运动而形成的曲面 曲线面又分为定线曲面和变线曲面两种： 1、定线曲面：母线的形状和大小是不变的。如下图：,三轴椭球面,曲锥面,2、变线曲面：母线的形状和大小是变化。,变线曲面表示法,水泵叶片表示法,水泵壳体表示法,五、双曲面：以双曲线为母线运动而形成或以直线为母线形成的曲面 1、单叶双曲回转面,2、单叶双曲回转面的应用,六、抛
5、物面 1、椭圆抛物面：曲面与平行于xoy面的平面箱交的截交线均为椭圆，与平行于xoz、yoz面的平面相交的截交线均为抛物线。,（1）由直线形成的双曲抛物面,双曲抛物面的应用灌溉渠道与闸门连接处,（2）由双曲线形成的双曲抛物面,2、双曲抛物面：由两种形成方法。,双曲抛物面的作图实例,1.图1-56 导线AB、CD为交错二直线（倾斜线），动线AC或BD为倾斜线，故导平面为倾斜面。作曲面的两面投影。 2。图1-57导线AB、CD为交错二直线在其水平投影中彼此平行且相等。而动线AC或BD平行于导平面，故素线彼此平行。这是形成方法之一。反过来也是成立的，即以AC、BD为导线，AB或CD为动线，形成另一组
6、素线，此时，素线平行于导平面。这是形成方法之二。（）图为其效果图。形状为马鞍形。,双曲抛物面的形成特点,平面与双曲抛物面的交线可能是一直线、两相交直线、双曲线或抛物线。 1.任何平行于导平面的平面与此面的交线均为直线。 2.任何平行于轴且不平行于导平面的平面与此面的交线均为抛物线。 3.任何不平行于轴的平面与此面的交线均为双曲线. 4.一般情况下，双曲抛物面不可能获得圆、椭圆或平行二直线等的交线。特殊情况例外，如图1-58中AB、CD是直线，是双曲线的渐近线。,第一章结束语,学习了曲面的基本知识，即曲面的形成、性质、分类和表示法。 复习题:1.曲面是怎样形成的?明确母线、素线、连续两素线及导线等名词的含义。2.了解曲面的分类，明确哪一类曲面是可展的，为什么？展开的用途？3.工程中常见的曲面有几种？明确各类曲面的形成、命名、表达和规则曲面的数学表达式。4.常见工程曲面的应用。,
