机械制图精品教学设计4立体及其表面交线

单元1：曲面立体的三视图课次：3-1-1 课序：13
课题：基本回转曲面立体的视图
教学目标：
本讲的教学目标是继续培养学生正确理解正投影的概念，曲面立体的视图及曲面立体表面上的点的投影对理解三视图的形成及其绘图规律具有非常重要的意义。

重点与难点
本讲的重点是圆柱、圆锥、圆球的三视图及其表面上点的投影，难点是曲面对投影面的转向轮廓线及其投影。

教学设计：
通过对圆柱体、圆锥体和球体在三面投影体系中投影的研究，进一步巩固三视图的投影规律，通过研究曲面上点、线的投影，暗示线面分析法的思想方法。

在介绍基本曲面立体的投影时，要紧紧抓住转向轮廓线的概念和投影，这对于接下来的截交线和相贯线的学习也是非常重要的。

教学方法：
采用课堂讲授法，利用教学资料和教学媒体组织课堂教学，对教学内容逐条讲解。

教学资源：
教学内容教学资料企业媒体教学媒体
1.圆柱的三视图及其表
面上的点
2.圆锥的三视图及其表
面上的点
3.圆球的三视图及其表
面上的点1.03-01 平面立体的投
影.swf
2.03-02 圆柱体的投影.swf
3.03-03 圆锥体的投影.swf
4.03-04 球体的投影.swf
作业1：习题集3-1至3-4课时分配：
教学内容圆柱的三视图及其表面
上的点圆锥的三视图及其表
面上的点
圆球的三视图及其表
面上的点
布置作业
时间（分钟）35 30 30 5 教学过程和组织：
➢ 1. 圆柱体的投影
利用FLASH动画演
示圆柱体的三视图，
在黑板上分析转向轮
廓线的投影及柱面上
点的投影
➢ 2.圆锥体的投影
利用FLASH动画演
示圆锥体的三视图，
在黑板上分析转向轮
廓线的投影及锥面上
点的投影
和同学互动提问：
1)锥面对V面和W面的转向轮廓线对投影面的位置关系上什么？
2)柱面对V面转向轮廓线的俯、左视图是什么？
3)已知锥面上一点M的V面投影m',如何求出M的水平投影和侧面投影？
➢ 3. 球体的投影
利用FLASH动画演
示球体的三视图，在
黑板上分析转向轮廓
线的投影及球面上点
的投影
和同学互动提问：
已知M点的2个投影
问：（1）M点是否在球面是否在球面
上？
（2）如果M点不在球面上，是在
球内还是在球外？
答案：不在球面上，在
球外。

单元1 ：曲面立体的三视图课次3-1-2 课序：14
课题：曲面立体的截交线
教学目标：
培养学生线面分析法的基本思想，掌握形体分析法和线面分析法在绘制曲面立体三视图中的应用，理解绘制三视图的逻辑步骤，理解转向轮廓线在曲面立体截交线绘制中的地位，克服凭感性绘制三视图的思维方法。

重点与难点
重点是圆柱、圆锥和圆球截交线的投影规律，克服凭直观感觉绘制三视图的思维方法。

难点是截交线的逻辑绘图步骤。

教学设计：
1.首先概述圆柱、圆锥、圆球截交线的分类，然后分析作图步骤。

2.结合案例讲解截交线的逻辑绘图步骤和形体分析法、线面分析法思想方法。

教学方法：
课堂讲授法，利用教学资料和教学媒体组织课堂教学，对教学内容逐条讲解。

教学资源：
作业2：习题集3-4至3-8
课时分配：
本讲是这门课程的一个难点，教师为了自身业务的提高，要试做一定数目的练习，这对于讲课、辅导答疑、画好黑板图等都有很大的帮助，下面是教师在教学过程中的部分练习，虽然不要求学生掌握到这种难度，但教师要能绘制这种图样。

在讲解本章内容时可作为参考案例。

教师绘制的作业
学生作业
教学过程和组织：
➢ 1. 圆柱截交线概述
➢ 2. 圆柱截交线案例
【案例1】根据立体图绘制圆柱被正垂面切割后的三视图【案例2】根据立体图绘制圆柱被切割后的三视图
用电子挂图演示圆柱截交线的3种情况：
1)当截平面与圆柱体的轴线垂
直时，截交线为圆或圆弧；
2)当截平面与圆柱体的轴线平
行时，截交线为两条线段；
3)当截平面与圆柱体的轴线倾
斜时，截交线为椭
用Flash动画演示圆柱截交线的画法：
4)首先画出圆柱没有被切割之
前的三视图；
5)然后确定截平面的位置（主视
图的投影）；
6)求截交线的W面投影
形体分析:
首先在黑板上用立体图作形体分析：基本形体为圆柱体，先用一个侧平面和水平面切去一角，侧平面和柱面的交线为线段，水平面和柱面的交线为圆弧；再用两个正平面和水平面切去一个矩形槽，矩形槽的侧面和柱面的交线为线段，
【案例3】 已知主、左视图，补画俯视图
【画图步骤】
1) 先画出圆柱体的投影； 2) 再根据模型（或立体图），在主视图上确定截断面的投影，矩形截断面的左视图为直线，椭
圆弧截交线的左视图为圆弧；
3) 椭圆弧的俯视图仍为椭圆弧，若用仪器画图，可先求出截交线上的特殊点（转向轮廓线上的
点和曲线段的端点），再求些一般点，利用对称性求出对称点，然后用曲线板光滑连接各点； 4) 整理轮廓线。

用Flash 动画演示画图步骤： 1) 先画出圆柱体的投影； 2) 再画切角的投影，切角的投影
要先画主视图，再画俯视图，最后画左视图； 3) 画矩形切槽的投影，矩形切槽
的投影要先画左视图，再画俯视图，最后画主视图； 4) 整理轮廓线，将切去的轮廓线
擦除圆弧 用电子挂图分析常见错误，将绘图步骤书写到黑板上，让学生记笔记
形体分析和线面分析：
基本形体为圆柱体，用一个水平面和正垂面切去一角，水平面和柱面的交线为线段，截断面形状为矩形，正垂面和柱面的交线为椭圆弧
用FLASH 动画演示绘图过程
将绘图步骤书写到黑板上，让学生记笔记
【案例3】 组合圆柱体的截交线
➢ 3. 圆锥截交线概述
用3D 模型作形体分析和线面分析：基础形体为两个外圆柱面和一个内圆柱面形成的柱体，然后在底版柱面上前后各切
去一个月牙形，最后切去一个矩形方槽。

在黑板上演示绘图过程
用电子挂图概述圆锥截交线的五种情况
在黑板上演示截交线为抛物线时的三视图绘图过程
➢ 4. 圆锥截交线绘图案例
【案例1】已知主、补画左视图和俯视图
【案例2】已知主、补画左视图和俯视图➢ 5. 球体截交线概述
先用立体图分析截交线
的性质
再用FLASH动画演示三视图的绘图过程
形体分析和线面分析：
这是一个由圆锥和圆柱组成的立体，圆锥和圆柱的轴线重合，柱面和锥面的交线为圆，被一个水平面和一个侧平面切去一角，和柱面的交线为直线和圆弧，和锥面的交线为双曲线，双曲线的水平投影反映实形
再用FLASH动画演示三视图的绘图过程
形体分析和线面分析：
基本形体为圆柱体，用一个水平面和正垂面切去一角，水平面和柱面的交线为线段，截断面形状为矩形，正垂面和柱面的交线为椭圆弧
先用电子挂图概述球体截交线的性质和投影
在黑板上演示正垂面切割球体后的三视图绘图过程
➢球体截交线案例
已知半圆头螺钉头部的主视图，参考立体图补画俯视图和左视图。

【形体分析】螺钉头部是由半球被侧平面
P和水平面R切割尔成的，矩形槽在V面
上的投影具有积聚性。

【画图步骤】
1)先画出半球没有被切割之前的投影；
2)作侧平面P和球面交线圆弧的投影,
先画左视图(半径为R1),后画俯视图；
3)作水平面R和球面交线圆弧的投影,
先画俯视图(半径为R2),后画左视图；
4)整理轮廓线,判断可见性。

单元1 ：曲面立体的三视图课次3-1-3 课序：15
课题：曲面立体的相贯线
教学目标：
培养学生正确理解相贯线的投影特点，掌握相贯线的画法。

重点与难点
本讲的重点是圆柱与圆柱正交相贯线的画法，难点是部分柱面相交相贯线的画法。

教学设计：
1.圆柱面与圆柱面正交时，有外与外、外与内、内与内三种情况，三种情况产生的交线性质是
相同的，画法原理也是相同的，只是在可见性上有点不同。

教学中按绘图原理组织教学，即按表面取点法、辅助平面法、近似画法、简化画法组织教学。

2.圆柱与圆柱相交是直径大小的变化影响相贯线的投影形状，特别是当两个柱面直径相等时的
形状不好想象，要借助仿真模型来理解。

3.辅助平面法求相贯线是基本方法，在求柱面与柱面的相贯线时要贯彻辅助平面法的思想。

教学方法：
采用案例教学法，结合教学案例掌握相贯线的绘图规律。

教学资源：
作业：习题集3-9至3-21
课时分配：
课前准备：为了提高教师自身的业务水平，教师应该多试做一些相贯线的练习题目，下面是教师试做的部分相贯线练习题。

教师绘制的作业
学生作业教学过程和组织：
➢
1.
圆柱相贯线概述
➢ 2. 圆柱相贯线案例
【案例1】外圆柱面和外圆柱面相交
用电子挂图概述圆柱与圆
柱正交时外与外、外与内、
内与内三种情况，三种情
况产生的交线性质是相同
的，画法原理也是相同的，
只是在可见性上有点不
同。

3D模型分析相贯线的性质和特
殊点
黑板上演示绘图过程，并将作图步骤书写在
黑板上，提醒同学记笔记
【作图步骤】
1)首先画出两个圆柱轮廓线的三视图，确定两个圆柱的相对位置；
2)求特殊点的正面投影。

所谓特殊点，就是两个柱面转向轮廓线上的点和表示相贯线空间极限
范围的点，本例中的A、B、C、D即为柱面对V面和H面转向轮廓线上的点，也是空间曲线最高点、最低点、最后点和最前点。

3)求一般点的投影。

如M和N点，可先确定其水平投影，根据宽相等求出其侧面投影，最后求
出正面投影。

4)根据点在空间的连接顺序,用曲线板连接成光滑曲线。

【案例2】直径相等的两个外圆柱面相交
图3-12 直径相等的两个柱面相交
【案例3】外圆柱面和内圆柱面相交
用FLASH变形动画演示两圆柱直径逐渐接近时相
贯线的变化和投影变化
用3D模型演示相贯线的空间
形状
电子挂图演示三
视图的画法
【案例4】内圆柱面和内圆柱面相交
➢ 3. 相贯线的简化画法
在黑板上演示相贯线的绘图过程，要特别强调用
圆弧绘制相贯线时的圆心和半径
用3D 模型演示相贯线的空间形状
用FLASH 变形动画演示两圆柱直径逐渐接近时相贯线的变化和投影变化 用3D 模型演示相贯线的空间形状
用电子挂图演示相贯线的模糊画法
单元1 ：曲面立体的三视图课次3-1-4 课序：16
课题：曲面立体的测绘
教学目标：
通过截交线和相贯线案例的测绘，了解曲面立体的定形尺寸和定位尺寸的测量和标注，掌握曲面立体草图的绘制方法，熟悉截交线和相贯线的绘图步骤。

重点与难点
本讲的重点是曲面立体测绘方法和步骤，难点是曲面立体截交线和相贯线的画法。

教学设计：
1.本讲主要是案例教学法，利用2个案例学习曲面立体的测绘方法和步骤。

2.每个案例采用测绘引导文法，引导学生测量尺寸、绘制草图、标注尺寸和精度。

教学方法：
采用从3D模型上测量尺寸，学生为主，教师指导的边做边学的教学方法。

教学资源：
教学内容教学资料教学媒体
1.测绘案例1
2.测绘案例2
3.曲面立体的草图绘制1.《机械制图及
建模》教案
（word文档）
1.03-25 截交线测绘案例1.swf
2.03-26 截交线相贯线测绘案例2.swf
3.03-03圆柱截交线测绘案例1——手绘草图.AVI
4.03-04圆柱相贯线测绘案例2——手绘草图.AVI
绘制3个模型的工作图样
课时分配：
教学内容测绘案例1测绘案例2草图绘制布置作业时间（分钟）30 30 30 10 课前准备：
准备好测绘的模型（或立体图），图纸和量具。

教学过程和组织：
➢【案例1】圆柱截交线测绘案例
用电子挂图演
示测绘步骤和
方法
➢【案例2】相贯线测绘案例
分组演示草图绘制技术
播放草图绘制视频
形体分析和线面分析
用电子挂图演
示测绘步骤和
方法
播放草图绘制视频
分组演示草图绘制技术形体分析法绘制草图
单元2 ：利用AutoCAD绘制曲面立体的三视图课次3-2-1 课序：17
课题：利用AutoCAD绘制曲面立体的三视图
教学目标：
熟练掌握利用AutoCAD绘制相贯线和截交线的方法和技术，了解绘制椭圆的命令和方法。

重点与难点
重点和难点是绘制相贯线和截交线的方法和命令。

教学设计：
1.本讲主要是案例教学法，抄画上一讲的2个测绘案例绘制的草图，学习AutoCAD的绘图命令
和编辑命令，培养正确的绘图风格和绘图习惯。

2.绘图和修改工具条上的命令要结合案例学习，绝对不能单讲命令，那样效果特别差。

教学方法：
利用AutoCAD2008绘图软件示范案例的绘图过程，课后学生利用教学媒体帮助完成提交的教学成果。

教学资源：
教学内容教学资料教学媒体
1.利用AutoCAD抄画截交线测绘案例的草图
2.利用AutoCAD抄画相贯线和测绘案例草图
3.绘制椭圆的命令和方法1.《机械制图
及建模》教案
（word文档）
1.03-25 截交线测绘案例1.swf
2.03-26 截交线相贯线测绘案例
2.swf
作业：上机抄画教学案例
课时分配：
教学内容截交线草图相贯草图布置作业
时间（分钟）40 40 10
课前准备：
熟悉软件，对讲解的案例要能熟练绘制。

教学过程和组织：
➢【案例1】抄画圆柱截交线测绘案例草图
在CAD机房边讲边练，
突出形体分析法在CAD
绘图中的应用
CAD的逻辑
绘图步骤
➢【案例2】抄画圆柱相贯线测绘案例草图
在CAD机房边讲边
练，突出形体分析
法在CAD绘图中的
应用
CAD的逻辑
绘图步骤
单元3 ：曲面立体的3D建模课次3-3-1 课序：18
课题：曲面立体的3D建模
教学目标：
熟练掌握曲面立体建模用到的旋转和旋转切除命令，了解工程图概念和由3D模型生成工程图（三视图）的方法和技术。

重点与难点
重点是拉伸、拉伸切除、旋转、旋转切除命令的使用方法，难点是基准面的旋转和工程图的生成。

教学方法：
1.本讲主要是案例教学法，根据上一讲绘制截交线和相贯线的CAD，建立其3D模型。

2.在计算机教室边讲边练。

教学资源：
教学内容教学资料教学媒体
1.草图基准面
2.草图绘制命令（矩形、直线、圆、
修剪实体命令）
3.旋转凸台命令
4.的旋转切除命令
5.工程图概念
6.由3D模型生成工程图（三视图）1.《机械制图及建
模》教案（word
文档）
2.上机指导书
1.03-27 圆柱截交线测绘案例——3D建
模.swf
2.03-28 圆柱相贯线测绘案例——3D建
模.swf
作业8：上机抄画教学案例
课时分配：
教学内容案例1 案例布置作业
时间（分钟）40 40 10
课前准备：
熟悉软件，对讲解的案例要能熟练绘制。

教学过程和组织：
➢【案例1】建立截交线测绘案例的3D模型
在CAD机房
边讲边练，突
出形体分析法
在3D建模中
的应用
生成
Solidworks工
程图，加深理
解截交线的三
视图
机械制图——第
4 章 立体及其表面交线
第21页，共*页
➢ 【案例2】 建立相贯线测绘案例的3D 模型
在CAD 机房边讲边练，突出形体分析法在3D 建模中的应用 生成Solidworks 工程图，加深理解截交线的三视图。