Sau bài học này, em sẽ:

Vẽ được hình chiếu vuông góc của một số khối đa diện, khối tròn xoay thường gặp theo phương pháp chiếu góc thứ nhất.
Vẽ và ghi được kích thước các hình chiếu vuông góc của vật thể đơn giản.

Hình 2.1. Hai hướng quan sát. Hình ảnh một chiếc ghế được quan sát từ hai hướng khác nhau, ký hiệu là 'a' (từ phía trước) và 'b' (từ phía bên).

Hình ảnh của chiếc ghế trong Hình 2.1 sẽ như thế nào khi nhin theo hai hướng khác nhau a và b? Hãy vẽ phác hình ảnh thu được từ mỗi hướng nhìn đô.

1. Phương pháp các hình chiếu vuông góc

Phương pháp các hình chiếu vuông góc là một phương pháp dùng các hình chiếu vuông góc để biểu diễn hình dạng và kích thước của vật thể.

1. Phép chiếu vuông góc

Hình 2.2 mô tả về phép chiếu vuông góc, trong đó:
Mặt phẳng P được gọi là mặt phẳng hình chiếu.
Các điểm A', B′, C′, D′ tương ứng là hình chiếu vuông góc của các điểm A, B, C, D trên mặt phẳng P.

Hình 2.2. Phép chiếu vuông góc. Hình vẽ minh họa phép chiếu vuông góc của một hình chữ nhật ABCD lên mặt phẳng P. Hướng chiếu được chỉ bằng mũi tên. Các tia chiếu vuông góc với mặt phẳng P, tạo ra hình chiếu A'B'C'D' trên mặt phẳng P.

2. Phương pháp chiếu góc thứ nhất

Để biểu diễn chính xác hình dạng của một vật thể, thông thường phải sử dụng 3 hình chiếu vuông góc của vật thể lên 3 mặt phẳng hình chiếu khác nhau (Hình 2.3). Trong đó:
+ Mặt phẳng chính diện P1 được gọi là mặt phẳng hình chiếu đứng.
+ Mặt phẳng nằm ngang P2 được gọi là mặt phẳng hình chiếu bằng.
+ Mặt phẳng bên phải P3 được gọi là mặt phẳng hình chiếu cạnh.

Hình 2.3. Các mặt phẳng hình chiều. Hình vẽ 3D của một vật thể hình hộp có khoét lỗ, đặt trong hệ thống 3 mặt phẳng chiếu vuông góc: P1 (đứng), P2 (bằng), P3 (cạnh).

Các hình chiếu (Hình 2.4):
+ Hình chiếu đứng là hình chiếu vuông góc của vật thể theo hướng từ trước lên mặt phẳng hình chiếu đứng.
+ Hình chiếu bằng là hình chiếu vuông góc của vật thể theo hướng từ trên lên mặt phẳng hình chiếu bằng.
+ Hình chiếu cạnh là hình chiếu vuông góc của vật thể theo hướng từ trái lên mặt phẳng hình chiếu cạnh.

Hình 2.4. Các hình chiếu và hướng chiều. Hình vẽ 3D của một vật thể hình hộp có khoét lỗ, với các mũi tên chỉ hướng chiếu từ trên, từ trái, từ trước, tương ứng với hình chiếu bằng, hình chiếu cạnh, và hình chiếu đứng.

Để 3 hình chiếu vuông góc cùng nằm trong mặt phẳng bản vẽ, mặt phẳng hình chiếu bằng được mở xuống dưới và mặt phẳng hình chiếu cạnh được mở sang phải cho trùng với mặt phẳng hình chiếu đứng, kết quả thu được như Hình 2.5a. Trên bản vẽ không vẽ các mặt phẳng hình chiếu nên bản vẽ các hình chiếu vuông góc sẽ được trình bày như trên Hình 2.5b.

Hình 2.5. Vị trí các hình chiếu vuông góc. Hai sơ đồ (a) và (b) minh họa vị trí các hình chiếu vuông góc. Hình (a) cho thấy các hình chiếu đứng, bằng, cạnh trên các mặt phẳng chiếu đã được mở ra. Hình (b) cho thấy cách sắp xếp các hình chiếu đứng (trên cùng), bằng (dưới), và cạnh (bên phải) trên bản vẽ.

KHÁM PHÁ

Quan sát Hình 2.5b và cho biết:
1. Vị trí các hình chiếu trên bản vẽ được sắp xếp như thế nào?
2. Mối liên hệ giữa hình chiếu đứng và hình chiếu bằng, giữa hình chiếu đứng và hình chiếu cạnh.

II. Hình chiếu vuông góc của khối đa diện

1. Các khối đa diện thường gặp

Hình hộp chữ nhật, hình lăng trụ đều và hình chóp đều là các khối đa diện thường gặp trong đời sống và sản xuất.

Hình 2.6. Các khối đa diện thường gặp. Ba hình vẽ 3D của các khối đa diện: (a) hình chóp tứ giác đều S-MNPQ, (b) hình lăng trụ tam giác đều VUT-RQX, (c) hình hộp chữ nhật ABCD-EFGH.

Hình hộp chữ nhật được bao bởi hai mặt đáy là 2 hình chữ nhật bằng nhau và 4 mặt bên là các hình chữ nhật.
Hình lăng trụ đều được bao bởi hai mặt đáy là 2 đa giác đều bằng nhau và các mặt bên là các hình chữ nhật bằng nhau.
Hình chóp đều được bao bởi mặt đáy là một đa giác đều và các mặt bên là các tam giác cân bằng nhau có chung đỉnh.

KHÁM PHÁ

Căn cứ vào nội dung mô tả trên, hãy cho biết tên gọi của các Hình 2.6a, b, c.

2. Hình chiếu vuông góc của hình hộp chữ nhật

Hình 2.7b trình bày các hình chiếu vuông góc của hình hộp chữ nhật được mô tả ở Hình 2.7a.

Hình 2.7. Hình hộp chữ nhật và các hình chiếu vuông góc. Hình (a) là hình 3D của một hình hộp chữ nhật với các kích thước a, b, h và các hướng chiếu 1, 2, 3. Hình (b) là ba hình chiếu vuông góc của hình hộp chữ nhật: hình chiếu đứng (hình chữ nhật kích thước a x h), hình chiếu bằng (hình chữ nhật kích thước a x b), hình chiếu cạnh (hình chữ nhật kích thước b x h).

KHÁM PHÁ

Quan sát Hình 2.7 và cho biết: Các hướng chiều 1, 2, 3 tương ứng với hướng chiếu nào trong các hướng chiếu từ trước, từ trên và từ trái?

3. Hình chiếu vuông góc của hình lăng trụ tam giác đều

Hình 2.8a biểu diễn một hình lăng trụ tam giác đều và các hướng chiếu. Các hình chiếu vuông góc của hình lăng trụ đó như Hình 2.8b.

KHÁM PHÁ

Quan sát Hình 2.8 và cho biết: Các bề mặt màu xanh, đỏ trên thực tế là hình gì, có kích thước bằng bao nhiêu?

Hình 2.8. Hình lăng trụ tam giác đều và các hình chiếu vuông góc. Hình (a) là hình 3D của một hình lăng trụ tam giác đều với các kích thước a, b, h và các hướng chiếu 1, 2, 3. Hình (b) là ba hình chiếu vuông góc của hình lăng trụ tam giác đều: hình chiếu đứng (hình chữ nhật kích thước a x h), hình chiếu bằng (hình tam giác đều cạnh a), hình chiếu cạnh (hình chữ nhật kích thước b x h, với b là chiều cao của tam giác đáy).

4. Hình chiếu vuông góc của hình chóp tứ giác đều

Hình 2.9a biểu diễn một hình chóp tứ giác đều. Các hướng chiếu 1, 2, 3 lần lượt ứng với các hướng chiếu từ trước, từ trên và từ trái. Các hình chiếu vuông góc của hình chóp tứ giác đó có kết quả như Hình 2.9b.

Hình 2.9. Hình chóp tứ giác đều và các hình chiếu vuông góc. Hình (a) là hình 3D của một hình chóp tứ giác đều với cạnh đáy a, chiều cao h và các hướng chiếu 1, 2, 3. Hình (b) là ba hình chiếu vuông góc của hình chóp tứ giác đều: hình chiếu đứng (hình tam giác cân với đáy a, chiều cao h), hình chiếu bằng (hình vuông cạnh a với hai đường chéo), hình chiếu cạnh (hình tam giác cân với đáy a, chiều cao h).

KHÁM PHÁ

Quan sát Hình 2.9 và nêu đặc điểm các hình chiếu của hình chóp tứ giác đều.

LUYỆN TẬP

Quan sát các vật thể trên Hình 2.10 và cho biết: Mỗi vật thể được ghép lại bởi những khối đa diện nào? Tìm các hình chiếu tương ứng của chúng trên Hình 2.11.

Hình 2.10. Các vật thể. Ba hình vẽ 3D của các vật thể phức tạp: (a) một khối hình chữ L, (b) một khối hình chữ T, (c) một khối hình bậc thang.
Hình 2.11. Các cặp hình chiếu. Ba bộ hình chiếu (đứng, bằng) của các vật thể khác nhau: (1) hình chiếu đứng là hình thang, hình chiếu bằng là hình chữ nhật; (2) hình chiếu đứng là hình chữ nhật có phần trên nhỏ hơn, hình chiếu bằng là hình vuông; (3) hình chiếu đứng là hình chữ nhật có phần trên nhô ra, hình chiếu bằng là hình chữ nhật.

III. Hình chiếu vuông góc của khối tròn xoay

1. Các khối tròn xoay thường gặp

Hình trụ, hình nón và hình cầu là các khối tròn xoay thường gặp trong đời sống và sản xuất.
Hình trụ được tạo thành khi quay một hình chữ nhật một vòng quanh một cạnh cố định.
Hình nón được tạo thành khi quay một hình tam giác vuông một vòng quanh một cạnh góc vuông.
Hình cầu được tạo thành khi quay một nửa hình tròn một vòng quanh đường kính của nửa đường tròn đó.

KHÁM PHÁ

Căn cứ vào nội dung mô tả trên, hãy cho biết tên gọi của các Hình 2.12a, b, c.

Hình 2.12. Các khối tròn xoay thường gặp. Ba hình vẽ 3D của các khối tròn xoay: (a) hình cầu, (b) hình nón, (c) hình trụ. Mỗi hình đều có một mặt cắt dọc để minh họa cấu trúc bên trong.

2. Các hình chiếu vuông góc của hình trụ

Hình 2.13b trình bày các hình chiếu vuông góc của hình hình trụ trụ được mô tả ở Hình 2.13a.

Hình 2.13. Hình chiếu vuông góc của hình trụ. Hình (a) là hình 3D của một hình trụ với đường kính đáy d, chiều cao h và các hướng chiếu 1, 2, 3. Hình (b) là ba hình chiếu vuông góc của hình trụ: hình chiếu đứng (hình chữ nhật kích thước d x h), hình chiếu bằng (hình tròn đường kính d), hình chiếu cạnh (hình chữ nhật kích thước d x h).

KHÁM PHÁ

Quan sát Hình 2.13 và cho biết: Các hình chiếu vuông góc của hình trụ là hình gì? Có kích thước bằng bao nhiêu?

3. Hình chiếu vuông góc của hình nón

Hình 2.14a mô tả một hình nón và các hướng chiếu. Các hình chiếu vuông góc của hình nón đó được trình bày trên Hình 2.14b.

Hình 2.14. Hình chiếu vuông góc của hình nón. Hình (a) là hình 3D của một hình nón với đường kính đáy d, chiều cao h và các hướng chiếu 1, 2, 3. Hình (b) là ba hình chiếu vuông góc của hình nón: hình chiếu đứng (hình tam giác cân với đáy d, chiều cao h), hình chiếu bằng (hình tròn đường kính d), hình chiếu cạnh (hình tam giác cân với đáy d, chiều cao h).

KHÁM PHÁ

Quan sát Hình 2.14 và cho biết: Các hình chiều của hình nón là hình gì? Có kích thước bằng bao nhiêu?

4. Hình chiếu vuông góc của hình cầu

Hình 2.15b là các hình chiếu vuông góc của hình cầu được mô tả ở Hình 2.15a.

Hình 2.15. Hình chiếu vuông góc của hình cầu. Hình (a) là hình 3D của một hình cầu với đường kính d và các hướng chiếu 1, 2, 3. Hình (b) là ba hình chiếu vuông góc của hình cầu: hình chiếu đứng (hình tròn đường kính d), hình chiếu bằng (hình tròn đường kính d), hình chiếu cạnh (hình tròn đường kính d).

KHÁM PHÁ

Quan sát Hình 2.15 và nêu đặc điểm các hình chiếu của hình cầu.

Trong thực tế còn thường gặp các khối dạng tròn xoay khác như trên Hình 2.16.

Hình 2.16. Một số khối tròn xoay khác và hình chiếu của chúng. Ba cặp hình vẽ 3D và hình chiếu của các khối tròn xoay: Nửa trụ (hình trụ bị cắt đôi theo chiều dọc), Nón cụt (hình nón bị cắt phần đỉnh), Chỏm cầu (một phần của hình cầu).

LUYỆN TẬP

Quan sát các vật thể trên Hình 2.17 và cho biết: Vật thể được ghép bởi những khối (hoặc một phần của khối) nào? Tìm các hình chiều tương ứng của chúng trên Hình 2.18.

Hình 2.17. Các vật thể. Ba hình vẽ 3D của các vật thể: (a) một khối hình nấm (nửa cầu trên trụ), (b) một khối hình trụ trên khối hộp chữ nhật, (c) một khối hình nón cụt trên khối trụ.

Cần sử dụng bao nhiêu hình chiếu vuông góc để biểu diễn hình dạng và kích thước của vật thể phụ thuộc vào mức độ phức tạp của vật thể đó. Đối với khối đa diện đều và khối tròn xoay, người ta thường biểu diễn bằng hai hình chiếu vuông góc.

Hình 2.18. Các cặp hình chiếu. Ba bộ hình chiếu (đứng, bằng) của các vật thể: (1) hình chiếu đứng là hình chữ nhật có nửa hình tròn trên, hình chiếu bằng là hình tròn; (2) hình chiếu đứng là hình thang cân, hình chiếu bằng là hình tròn; (3) hình chiếu đứng là hình chữ nhật có hình nón cụt trên, hình chiếu bằng là hình tròn.
Hình 2.14. Hình 2.14a shows a cone and projection directions. Hình 2.14b shows the orthogonal projections of the cone. The cone has height 'h' and diameter 'd'. The projections show a triangle (front/side view) and a circle (top view).
Hình 2.15. Hình 2.15a shows a sphere and projection directions. Hình 2.15b shows the orthogonal projections of the sphere. The sphere has diameter 'd'. The projections show three circles.
Hình 2.16. Three examples of solids of revolution and their projections: Nửa trụ (half cylinder), Nón cụt (frustum of a cone), Chỏm cầu (spherical cap). Each shows an isometric view and its orthogonal projections.

LUYỆN TẬP

Quan sát các vật thể trên Hình 2.17 và cho biết: Vật thể được ghép bởi những khối (hoặc một phần của khối) nào? Tìm các hình chiều tương ứng của chúng trên Hình 2.18.

Hình 2.17. Three objects (a, b, c) composed of different solids of revolution.
Hình 2.18. Three pairs of orthogonal projections (1, 2, 3) corresponding to the objects in Hình 2.17.

IV. Vẽ hình chiếu vuông góc của vật thể đơn giản

KHÁM PHÁ

Đọc và quan sát hình vẽ minh hoạ trong các bước vẽ hình chiếu của một vật thể (gối đỡ) và cho biết: Bước nào quyết định tới các hình chiếu của vật thể?

Bước 1: Phân tích vật thể thành các khối đơn giản.

Gối đỡ được phân tích thành 2 khối đơn giản: khối hộp chữ nhật (1), khối trụ (2) (Hình 2.20).

Hình 2.19. Isometric view of a 'gối đỡ' (support block) with dimensions 80 and 30, and a cylindrical hole.
Hình 2.20. Decomposition of the support block into a rectangular prism (1) and a cylinder (2).

Bước 2: Chọn các hướng chiếu.

Chọn các hướng chiếu như Hình 2.21.

Hình 2.21. Isometric view of the support block with projection directions indicated: 'Hướng chiếu từ trên' (top view), 'Hướng chiếu từ trái' (left view), 'Hướng chiếu từ trước' (front view).
Hình 2.22. Orthogonal projections of the rectangular prism (1) with dimensions 70, 80, and a 45-degree line for projection.

Bước 3: Vẽ các hình chiếu các bộ phận của vật thể bằng nét liền mảnh.

  • Vẽ các hình chiếu của khối hộp chữ nhật (1) (Hình 2.22).
  • Vẽ các hình chiếu của khối trụ (2) (Hình 2.23).
Hình 2.23. Orthogonal projections of the cylinder (2) with dimensions 40, 35, and diameter Ø60.
Hình 2.24. Orthogonal projections of the support block with dimensions 80, 70, 30, 40, and diameter Ø60, showing darkened lines and dimensions.

Bước 4: Hoàn thiện các nét vẽ và ghi kích thước.

  • Tô đậm các nét thấy, tẩy các nét thửa.
  • Ghi kích thước (Hình 2.24).

THỰC HÀNH

Vẽ 3 hình chiếu vuông góc của vật thể trên Hình 2.25.

Hình 2.25. Isometric view of a 'Giá đỡ' (support block) with dimensions 70, 80, 20, 30, and diameter Ø60.

VẬN DỤNG

Vẽ 3 hình chiếu vuông góc của một đồ vật đơn giản trong gia đình em.

Xem bản PDF nguyên trang sách: Công nghệ 8 – Kết nối tri thức với cuộc sống (trang 10–19).