«ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Учебник для студентов технических вузов БАКУ - 2011 Авторы: Доктор технических наук, профессор Ибрагим Габибов Кандидат технических наук, доцент Рауф Меликов Рецензенты: Доктор технических наук, ...»

ИБРАГИМ ГАБИБОВ, РАУФ МЕЛИКОВ

ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА

Учебник для студентов технических вузов

БАКУ - 2011

Авторы:

Доктор технических наук, профессор Ибрагим Габибов

Кандидат технических наук, доцент Рауф Меликов

Рецензенты:

Доктор технических наук, профессор Азербайджанской

Государственной Нефтяной Академии Сабир Бабаев

Доктор технических наук, профессор Азербайджанского Университитета Архитектуры и Строительства Халил Самидов Габибв И.А., Меликов Р.Х. Инженерная графика. Учебник для студентов технических вузов. Баку: Издательство "АГНА", 2011, 177 стр.

2

ВВЕДЕНИЕ

Современный этап развития науки и техники, различенных отраслей промышленности предъявляет повышенные требования к подготовке высококвалифицированного инженерно-технического персонала, успешно владеющих техническими знаниями. Важное место в такой подготовке отводится предмету "Инженерная графика". Развитие новых технологий сопровождается интенсификацией инженерно-технического труда, требуя выполнения значительного количества всевозможной конструкторской документации. Современный специалист должен уметь правильно отображать техническую мысль на чертеже, эскизе, схеме.

Последние десятилетия характеризуются всё большим внедрением компьютерных технологий в различные сферы человеческой деятельности.

С конца ХХ века возможностями компьютерной техники широко пользуются и при проведении чертёжно-конструкторских работ. Стали создаваться различные программы, охватывающие все направления инженерной графики.

Среди всего многообразия существующих программ наиболее распространённой является программа AutoCAD. Умение практически и грамотно пользоваться этой и другими программами является необходимым для каждого инженера.

В данной книге рассмотрены основные элементы машиностроительного черчения, начертательной геометрии и компьютерной графики. Книга написана в компактной и доступной для студентов форме, содержит тот материал, который необходим при выполнении графических работ.

Раздел "Машиностроительное черчение" содержит основные сведения о конструкторской документации и её оформлении. В этом разделе подробно показаны методы построения чертежей, их аксонометрических проекций, разрезов и сечений. Достаточное внимание уделено соединениям деталей, сборочным чертежам, процессу деталирования, а также составлению различных схематических чертежей.

Раздел "Начертательная геометрия" содержит понятия и определения, касающиеся процесса проецирования геометрических фигур на плоскости проекций, примеры решения позиционных и метрических задач, а также пространственных фигур.

В разделе "Компьютерная графика" студенты могут ознакомиться с основами компьютерного черчения.

Глава I

ОФОРМЛЕНИЯ ЧЕРТЕЖА И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ

ПОСТРОЕНИЯ

Правила выполнения чертежей Чертёжно-графические работы, согласно Государственному стандарту, выполняются на основе Единой системе конструкторской документации (ЕСКД).

Стандарты – это нормативные документы, устанавливающие единые правила выполнения и оформления конструкторских документов во всех отраслях промышленности.

Конструкторские документы включают в себя чертежи различных деталей, сборочные чертежи, схемы, текстовые и прочие документы.

Стандарты ЕСКД охватывают все действующие правила выполнения чертежей.

Являясь нормативным техническим документом, стандарт накладывает на объект необходимые нормы, правила и требования, которые утверждаются соответствующей организацией.

В настоящее время в Азербайджане при выполнении чертёжноконструкторских работ используют разработанные ещё в Советском Союзе и принятые в странах СHГ ГОСТы (Государственный Общесоюзный Стандарт).

В частности, стандарты накладывают определенные требования к форматам, масштабам, линиям, шрифтам и др.

Все чертежи должны выполняться на листах (форматах) определенных размеров.

Форматы – это установленные стандартом ГОСТ 2.301 требования к размерам листов для выполнения чертёжно-конструкторских работ.

Выбор формата осуществляется в зависимости от размеров, сложности, числа видов вычерчиваемого объекта.

Согласно стандарту существуют пять основных (А0, А1, А2, А3, А4) и несколько дополнительных форматов.

Формат А0 со сторонами 1189х841 мм является одним из основных форматов, площадь которого приблизительно равна 1м. Остальные основные форматы получаются путём последовательного деления соответствующего формата на две равные части параллельно его меньшей стороне. Размеры предельного отклонения размеров форматов составляют (1,5…3,0) мм.

Каждый формат, на котором выполняется чертеж, имеет внешнюю и внутреннюю рамки.

Внешняя рамка чертится сплошной тонкой линией, а внутренняя рамка – сплошной толстой линией. Расстояние между левыми сторонами рамок составляет 20 мм, между другими сторонами 5 мм.

Обозначения и размеры основных форматов приведены в таблице 1. Больший размер между левыми сторонами рамок оставляют для подшивки чертежей (рис.1.1).

Масштаб – это соотношение между линейными размерами предмета, изображенного на чертеже, с истинными размерами этого предмета.

В тех случаях, когда начертить чертеж по истинным размерам не представляется возможным, используют масштабы.

Используемые в чертёжно-конструкторских работах масштабы регламентированы соответствующим стандартом ГОСТ 2.302. По этому стандарту чертёж может быть начерчен в увеличенном, уменьшенном масштабе и в истинную величину.

В таблице 1.2 приведены некоторые наиболее часто используемые в машиностроительном черчении масштабы.

Масштаб, в котором начерчен чертёж, указывается в основной надписи чертежа в соответствующем месте; например 1:1, 2:1,1:2 и т.д. В том случае, если масштаб указывается в пределах чертежа, то он обозначается буквой М;

например М 1:1, М 2:1, М 1:2 и т. д. Необходимо знать, что если чертёж начерчен в масштабе, то на чертеже указываются истинные размеры начерченного изделия (рис.1.2).

Линии. При выполнении чертежных работ применяются различные типы линий. Основные типы линий, установленные стандартом ГОСТ 2.303, приведены в таблице 1.3.

1.Сплошная основная толстая линия - применяется для изображения видимых контуров деталей. Толщину такой линии S принимают в интервале 0,6…1,5 мм в зависимости от величины и сложности изображения, а также от размера формата. Толщину других типов линий принимают в зависимости от толщины сплошной основной толстой линии.

2.Сплошная тонкая линия - применяется для изображения размерных, выносных линий, линий штриховок, линий-выносок. Толщина тонкой линии от S/3 до S/2.

3.Сплошная волнистая линия - применяется для изображения линий обрыва, когда изображение на чертеже дано не полностью. Толщина сплошной волнистой линии от S/3 до S/2.

4.Штриховая линия - применяется для изображения невидимых контуров предмета. Толщина штриховой линии берётся от S/3 до S/2. Длина штриха в штриховой линии составляет 2…8 мм, а расстояние между штрихами 1…2 мм.

Если на чертеже имеются штриховые линии, расположенные в различных направлениях, то штрихи не должны пересекаться.

5.Штрихпунктирная тонкая линия - применяется для изображения осевых и центровых линий.

Штрихпунктирная линия состоит из длинных тонких штрихов и коротких штрихов (точек) между ними. Длина длинных штрихов 5…30 мм, а расстояние между ними 3…5 мм. Толщина такой линии составляет от S/ до S/2. Осевые и центровые линии должны выступать за контуры изображения не более чем на 5 мм. Штрихпунктирная тонкая линия используется при изображении центровых линий окружности. При этом надо помнить, что в центре окружности должны быть изображены два пересекающихся штриха, а не точка. Если диаметр окружности меньше мм, то центровые линии показываются как сплошные тонкие линии.

6.Штрихпунктирная утолщенная линия - применяется для изображения линий, обозначающих поверхности, подлежащие термообработке или покрытию, а также линий для изображения элементов, расположенных перед секущей плоскостью. Длина штрихов этой линии 3… мм, а расстояние между ними 3…4 мм. Толщина линии от S/2 до 2/3S.

7.Разомкнутая линия – используется для изображения линии сечений.

Длина конечных штрихов составляет 8…20 мм, а толщина от S до 1,5S.

8.Сплошная тонкая линия с изломом – применяются как линии обрывов. Толщина линии от S/3 до S/2.

9.Тонкая штрихпунктирная линия с двумя точками - применяется при построении разверток объектов для изображения линии сгиба. Эти линии также применяются в тех случаях, когда изображают положение перемещающейся части предмета в промежуточном и конечном положениях.

Длина штрихов 5…30 мм, а расстояние между ними 4…6 мм.

Рекомендуется принимать длину штрихов 15…20 мм. Толщина такой линии составляет от S/3 до S/2.

На рисунке 1.3 показан пример применения некоторых типов линий.

Каждый чертёж и конструкторский документ должен содержат основную надпись. Иногда под основной надписью имеют в виду угловой штамп (рис.1.1). Основная надпись выполняется согласно ГОСТ 2.104. В ней даётся вся информация, касающаяся данного чертежа или конструкторского документа.

Основная надпись располагается в правом нижнем углу чертежа. На производственных чертежах, выполненных в формате А4, основную надпись располагают вдоль короткой стороны, а на чертежах больших форматов её можно располагать как вдоль длинной, так и вдоль короткой стороны (рис.1.8).

При вычерчивании чертежа изделия на него обязательно должны быть нанесены размеры. Чертёж без размеров считается неправильным. Размеры на чертеже указываются размерными и выносными линиями, а также размерным числом.

Размеры делятся на линейные и угловые. Линейные размеры показывают длину, ширину, высоту, толщину, радиус и диаметр изделия. В технических чертежах линейные размеры проставляются в миллиметрах, но единица измерения не указывается. Если размер даётся в других единицах (см, дм и т.д.), то рядом с размером должна быть указана единица измерения.

Угловые размеры характеризуют величину угла и задаются в градусах, минутах и секундах. Например: 4, 4 30, 4 30 20.

Количество указанных на чертеже размеров изделия должно быть минимальным и в то же время достаточным для его понимания и изготовления.

Размерные и выносные линии. Для простановки размеров на чертеже сначала проводят выносные линии. Они должны быть перпендикулярны к измеряемому отрезку. Затем проставляется размерная линия. Размерная и выносная линии чертятся сплошными тонкими линиями. Расстояние от размерной линии до контурной линии должно быть в пределах 6…10 мм. В том случае, если имеются несколько параллельных размеров, то расстояния между ними также составляет 6…10 мм. Выносная линия выходит за пределы размерной линии на 1…5 мм. Размерное число ставится над размерной линией ближе к середине (рис.1.5).

В некоторых случаях при необходимости выносные линии могут быть проведены под углом к измеряемому размеру (рис.1.6).

Стрелки. Размерная линия ограничивается стрелками с двух, а в некоторых случаях с одной стороны. Стрелки обязательно должны стыковаться с соответствующими выносными, контурными или осевыми линиями. Форма стрелки и примерное соотношение её элементов показаны на рисунке 1.7.

Если размеры между смежными элементами заданы цепочкой и расстояния между этими элементами не позволяют проставлять стрелки, то в этом том случае допускается заменять стрелки засечками, наносимыми под углом 45 к размерным линиям или чётко наносимыми точками (рис.1.8, а, б).

Если стрелка пересекается с какой-нибудь линией, то на этом месте линия разрывается (рис.1.8, в).

Размерные числа. При нанесении размерных чисел необходимо соблюдать некоторые правила. Если размерная линия горизонтальная, то размерное число ставится над стрелкой, если же размерная линия фронтальная, то размерное число пишется слева от неё. Размерные числа не должны пересекаться с другими линиями чертежа. При необходимости линии, которые пересекаются с размерными числами, прерывают (рис. 19).

Размерное число пишется на расстоянии около 1 мм от размерной линии.

Если для нанесения размерного числа места над размерной линией недостаточно, то размерное число допускается записывать на продолжении размерной линии или же указывать на линии-выноске (рис.1.10, а).

Если на чертеже имеются несколько параллельных размерных линий, то размерные числа записывают в шахматном порядке (рис.1.10 б, в).

Размеры диаметров. При указании размера диаметра перед размерным числом наносят символ « ». Высота символа должна равняться высоте соответствующей буквы (h), диаметр окружности символа принимается равный 7/10 h. Угол наклона линии символа составляет примерно 60.

На рисунке 1.11 приведены возможные варианты нанесения размеров диаметра. Если диаметр окружности больше 10 мм, стрелки ставятся внутри окружности, а размерные цифры могут указываться как внутри, так и вне окружности.

При диаметре меньше 10 мм стрелки выносятся за пределы окружности.

Символ диаметра ставится и в тех случаях, когда поверхность имеет сферическую форму. В тех случаях, когда на чертеже трудно отличить сферу от других поверхностей перед символом диаметра пишется слово «Сфера»

(рис.1.12).

Размеры радиусов. Если центральный угол дуги равен или больше 180, то перед размером дуги ставится символ диаметра, если же этот угол меньше 180, ставится символ радиуса, который обозначается латинской прописной буквой «R» (рис.1.13).

Как правило, размерную линию для указания радиуса проводят из центра дуги, которая оканчивается стрелкой с одной стороны. Центр дуги изображается в виде двух пересекающихся прямых. При большой величине радиуса центр допускается приближать к дуге. В этом случае размерную линию радиуса показывают с изломом под углом 90.

Если не требуется указывать размеры, определяющие положение центра дуги, то размерную линию можно не доводить до центра или смещать относительно центра (рис.1.14).

Радиусы дуг внешних и внутренних закруглений пишутся на размерных линиях и линиях-выносках. При этом размерная линия и линии штриховок должны располагаться под углом друг к другу.

Если на чертеже имеются закругления одинакового радиуса, то их размеры можно не указывать, а делать соответствующую запись в технических требованиях чертежа. Например, сделать запись: радиусы закруглений 4 мм.

Символ радиуса перед числовым размером даётся и в случаях, когда поверхность имеет сферическую форму. Если на чертеже трудно отличить сферическую поверхность от другой поверхности, тогда перед символом радиуса пишется слово «Сфера».

Угловые размеры. При нанесении угловых размеров размерную линию дают в виде дуги с центром в вершине угла. Если размерная линия угла располагается выше горизонтальной линии, то размерное число пишется выше угловой размерной линии, в противном случае размер ставится внутри дуги. При небольших величинах углов допускается указывать размерные числа на линиях-выносках (рис.1.15).

Размеры квадратов.Условное обозначение квадрата «». Оно применяется только в тех случаях, когда изображение не даёт полного представления о форме квадрата. В тех случаях, когда форма квадрата отчётливо видна из чертежа, указывают длины двух сторон квадрата (рис.

1.16).

Конусность. На чертеже конусность обозначается как относительное соотношение двух чисел и согласно ГОСТ 2.307 обозначается символом « », острый угол которого направлен в сторону вершины конуса (рис.1.17).

Уклон – эта величина, показывающая наклонность одной прямой по отношению к другой. Уклон на чертеже согласно ГОСТ 2.307 обозначается символом « », острый угол которого направлен в сторону уклона. Уклон даётся как соотношение двух чисел (например: 1:5, 2:7 и т.д.). Линия выноски, на которой указывается уклон, должна заканчиваться стрелкой, упирающейся в линию (рис.1.18).

При вычерчивании деталей часто приходится иметь дело с различными геометрическими построениями. Сюда можно отнести деление прямых, окружностей на равные части, построения углов, определение центра окружности и т.д.

Рассмотрим случай деления отрезка на две равные части. Допустим, что нам дан отрезок прямой АВ (рис.1.19, а). Для того, чтобы разделить этот отрезок на две равные части, проведём из концов отрезка (точек А и В) дуги, радиусы которых берём чуть больше длины половины заданного отрезка.

Эти дуги пересекаются в точках М и N (рис. 1.19, б). Соединим их.

Полученная прямая МN пересекает заданную прямую АВ в точке С, которая и является центром прямой АВ, т.е. делит отрезок на две равные части (рис.1.19, в).

Рассмотрим случай деления отрезка прямой на несколько равных частей.

Представим, что надо разделить отрезок АВ на семь равных частей (рис.1.20). Для этого из любого конца прямой, например, из точки В, проводим вспомогательную прямую ВС. Эта прямая проводится произвольно под любым углом. На этой прямой от точки В с помощью измерителя откладываем семь равных, произвольных по длине отрезков и отмечаем концы этих отрезков цифрами 1, 2, 3 …7. Соединяем точку 7 с точкой А, а из других точек поводим прямые, параллельные этой прямой. Полученные на прямой АВ точки делят её на семь равных частей.

Рассмотрим методику построения угла, равного данному. Предположим, что мы имеем некоторый угол ВАС и требуется построить новый угол, равный этому углу (рис.1.21).

Для этого из точки А произвольным радиусом R поведём дугу и найдём точки пересечения этой дуги со сторонами угла ВАС – точки М и N (рис.1.21, а). Затем из произвольной точки А1 (рис.1.21,б) проводим прямую А1С1. Из точки А1 радиусом R строим дугу и находим точку М1 - точку пересечения проведённой дуги с прямой А1С1. Далее из точки М1 проводим дугу радиусом R1=МN и находим точку N1 (рис.1.21,в). Соединяем полученную точку N1 с точкой А1 (рис.1.21,г) и получаем угол В1А1С1 равный по величине заданному углу ВАС.

А теперь рассмотрим, как можно угол разделить на две равные части (рис.1.22). Из вершины угла ВАС - точки А произвольным радиусом проводим дугу и находим точки пересечения дуги со сторонами угла – точки К и N (рис.1.22, а).

Затем из этих точек радиусом, большим половины длины дуги КN проводим дуги и находим точку их пересечения - точку М (рис.1.22, б).

Соединяем точки М и А. Полученная прямая АМ делит угол ВАС на две равные части и называется биссектрисой угла (рис.1.22, в).

Если такие же построения провести для углов ВАМ и САМ, то угол ВАС будет разделен на четыре части.

На практике нередко приходится сталкиваться с необходимостью деления окружности на равные части. Например, при изготовлении зубчатых колёс, изготовлении фланцев с отверстиями, при построении правильных многоугольников и т.д.

Рассмотрим пример деления окружности радиусом R на три равные части (рис.1.23). Вначале деление проведем с помощью циркуля. Для этого на окружности берем произвольную точку А и из этой точки радиусом, равным радиусу окружности проводим дугу. Эта дуга пересекает окружность в двух точках 1 и 2. За третью точку принимаем верхнюю точку пересечения окружности с вертикальной осью окружности. Эти точки делят окружность на три равные части.

Теперь рассмотрим деление окружности на шесть равных частей (рис.1.24). С помощью циркуля это производится следующим образом. Из точек пересечения оси симметрии (в нашем примере взята вертикальная ось) с окружностью 1 и 4 радиусом, равным радиусу окружности проводим две дуги и отмечаем точки пересечения этих дуг с окружностью-точки 2, 3, 5 и 6.

Полученные на окружности шесть точек делят её на шесть равных частей.

Соединив полученные точки прямыми линиями, получаем вписанный в окружность шестиугольник.

Рассмотрим деление окружности с помощью циркуля на пять равных частей. Одной из пяти точек деления является точка 1. Далее делим отрезок ОD на две равные части (рис.1.25, а). Для этого используем правило деления отрезка прямой на две равные части. Этой точкой будет точка А. Затем из точки А радиусом R1=1А проводим дугу, которая пересекает горизонтальную ось окружности в точке В (рис.1.25, б). Далее из точки проводим дугу радиусом R2=1В, которая пересекает окружность в точках 2 и 5. Приняв эти точки за центры, проводим тем же радиусом R2 дуги, пересекающие окружность в точках 3 и 4 (рис.1.25, в).

Таким образом, окружность делится на пять равных частей. Если соединить эти точки прямыми линиями, как показано на рис.1.25г, то получим правильный пятиугольник, вписанный в окружность.

Нахождение центров окружности и дуги и определение их радиусов Предположим, что на чертеже дана окружность, у которой не показан центр и не указан радиус и требуется их определить. Для этого поступаем следующим образом. Проводим две непараллельные хорды окружности, например АВ и СD (рис.1.26, а). Затем находим центры этих хорд (используя правило деления окружности на две равные части). После этого через найденные центры хорд проводим к ним перпендикулярные прямые и определяем точку пересечения этих прямых. Полученная точка О будет центром окружности (рис.1.26,б). Определив центр окружности можно определить радиус окружности R.

Сопряжение – это плавный переход от одной прямой к другой, от прямой к окружности и от одной окружности к другой.

Детали с сопрягаемыми поверхностями часто встречаются в различных отраслях промышленности, в частности, при проектировании нефтепромыслового оборудования, в машиностроении, самолётостроении, автомобильной промышленности, кораблестроении и обеспечивают высокую прочность и надёжность деталей и узлов оборудования.

Точки, по которым происходит плавный переход от одной линии к другой, называются точками сопряжения. Для построения плавного перехода необходимо знать радиус сопряжения, центр сопряжения и положения точек сопряжения.

Сопряжение двух прямых. Как известно, две прямые могут пересекаться под прямым, острым и тупым углом.

Hа рис.1.27 показаны примеры сопряжения радиусом R двух прямых, расположенных под прямым (рис.1.27, а), острым (рис.1.27, б) и тупым углом (рис.1.27, в). Рассмотрим методику построения сопряжения двух прямых.

Вначале определяем центр сопряжения. Проводим параллельно каждой из этих прямых на расстоянии R вспомогательные прямые. Полученная при пересечении этих прямых точка О и будет центром сопряжения.

Затем из этой точки опускаем перпендикуляры на данные прямые. Точки пересечения этих перпендикуляров с прямыми – точки Т1 и Т2 являются точками сопряжения. Из полученного центра сопряжения О с помощью циркуля проводим дугу радиусом R, которая проходит через точки сопряжения Т1 и Т2.

Таким образом, полученная дуга является сопряжением двух прямых.

Сопряжение прямой и окружности. Рассмотрим пример построения сопряжения окружности радиусом R1 с центром в точке О с прямой АВ.

Радиус сопряжения R (рис.1.28).

Для этого из центра О проведём вспомогательную дугу радиусом R+R Далее, на расстоянии R от прямой АВ проводим дополнительную параллельную ей прямую и находим точку пересечения этой прямой с дугой – точку О1. Эта точка будет центром сопряжения. После этого находим точки сопряжения. Соединяем точки О и О1 и определяем первую точку сопряжения N1. Из точки О1 опускаем перпендикуляр на прямую АВ и находим вторую точку сопряжения - точку N2. И, наконец, строим дугу сопряжения радиусом R1, с центром в точке О1 и проходящую через точки N1 и N2.

Сопряжение двух окружностей. При сопряжении двух окружностей возможны два случая: внутреннее и внешнее сопряжение. Рассмотрим каждый из этих случаев.

Внутреннее сопряжение. Предположим, что даны две окружности радиусами R1 и R2 с центрами соответственно в точках О1 и О2. Построим внешнее сопряжение этих окружностей с радиусом сопряжения R. Для этого из центра О1 проводим дугу радиусом R-R1, а из центра О2 дугу радиусом RR2 (рис.1.29). Точка пересечения этих дуг - точка О, является центром сопряжения. Соединив точку О с точками О1 и О2 находим точки сопряжения N1 и N2. С помощью циркуля из центра О проводим дугу сопряжения, проходящую через точки N1 и N2.

Внешнее сопряжение. Рассмотрим построение внешнего сопряжения окружностей радиусами R1 и R2 с центрами соответственно в точках О1 и О2.

Радиус сопряжения R. (рис.1.30).

Для этого из центра О1 проводим дугу радиусом R+R1, а из центра О дугу радиусом R+R2 Точка пересечения этих дуг - точка О, является центром сопряжения. Соединив точку О с точками О1 и О2 находим точки сопряжения N1 и N2. С помощью циркуля из центра О проводим дугу сопряжения, проходящую через точки N1 и N2. Полученное сопряжение является внешним сопряжением окружностей.

Очень часто на практике встречаются лекальные кривые. Такие кривые чертятся по заданным точкам с помощью специальных линеек - лекал. К лекальным кривым относятся синусоида, эллипс, парабола, гипербола и т.д.

На рисунке 1.31 показано построение синусоиды. Для этого заданную окружность радиусом R делим на несколько равных частей (обычно для удобства делят на 12 частей). Из точки О1 проводим горизонтальную прямую О1А, длина которой равна длине окружности (L=2 R). Эту прямую тоже делим на 12 равных частей. Из полученных точек расположенных на окружности, проводим горизонтальные прямые, а из точек на прямой АВ вертикальные прямые, и находим точки пересечения соответствующих прямых. Полученные точки являются точками синусоиды. Плавно соединив их, получаем синусоиду.

Рассмотрим построение эллипса (рис. 1.32). Из центра О проводим две взаимно перпендикулярные оси эллипса. Затем из этого же центра проводим две окружности, размеры которых равны размерам большой и малой осей эллипса. Отмечаем точки пересечения диаметров этих окружностей с центровыми линиями – точки А, В, С и D.

Далее делим заданную окружность на равные части, например, как показано в примере, на 12 равных частей и отмечаем точки деления на большой и малой окружностях (точки 1, 2, 3, 4…, и 1, 2, 3, 4 …). После этого из точек, полученных на большой окружности проводим прямые, параллельные прямой СD, а из точек, расположенных на малой окружности, прямые, параллельные прямой АВ. Точки пересечения этих прямых ( E, F, K, М…), а также точки А, В, С, D соединяем с помощью лекалы и получаем эллипс.

ЭЛЕМЕНТЫ НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ

Для того, чтобы получить изображение предмета на чертеже нужно спроецировать его на лист.

Процесс построения проекции предмета на плоскости называется проецированием. Плоскости, на которых получают проекции предмета называются плоскостями проекций, а сами изображения проекциями.

Для того, чтобы получить проекции точки на плоскости из этой точки проводят лучи.

Центральное проецирование. Если при проецировании предмета на проецирующую плоскость все лучи исходят из одной точки, такой метод проецирования называется центральным проецированием. Точка, из которой исходят лучи, называется центром проецирования. Полученная при этом проекция называется центральной.

Рассмотрим пример получения проекции треугольника АВС методом центрального проецирования. Примем точку S за центр проецирования, а плоскость за плоскость проекций. Центр проецирования и плоскость проекций выбираем так, чтобы треугольник АВС располагался между ними (рис.2.1). Из центра проецирования S проводим лучи, проходящие через вершины треугольника АВС до пересечения с плоскостью проекций. Точки пересечения этих лучей с плоскостью проекций обозначим А, В и С, которые являются проекциями вершин треугольника. Соединив эти точки получим треугольник А В С, который и будет центральной проекцией заданного треугольника АВС.

В качестве примеров центрального проецирования можно привести фотоснимки, кинокадры, тени отображаемые от предметов лучами электрической лампочки и др.

Параллельное проецирование. Этот метод в техническом черчении не применяется, но в тоже время находит довольно широкое применение в архитектуре, при проектировании различных инженерных сооружений.

При этом методе проекции объектов строятся по заданным направлениям. На рис.2.2 приведен пример получения проекции треугольника АВС методом параллельного проецирования. Из вершин треугольника проводим лучи, параллельно заданному направлению до пересечения с плоскостью. Точки А, В и С будут проекциями вершин треугольника на заданную плоскость. Соединив эти точки, получим проекцию треугольника АВС на плоскости методом параллельного проецирования.

Частным случаем параллельного проецирования является прямоугольное или ортогональное проецирование. При прямоугольном проецировании проецирующие лучи проводятся перпендикулярно плоскости проекций. Найдем проекцию треугольника АВС методом прямоугольного проецирования (рис.2.3). Из точек А, В, С опустим перпендикуляры на плоскость. Точки А, В и С являются прямоугольными проекциями вершин треугольника А В С.

Метод прямоугольного проецирования широко используется в черчении.

По сравнению с другими методами метод прямоугольного проецирования прост и даёт полное представление о размерах проецируемой детали.

Плоскости проекций. Точка. Проецирование точки на плоскости Точка является самым простым, не имеющим размера геометрическим элементом. Она используется при решении многих геометрических задач.

Изучим построение проекций точек на плоскости проекций (рис. 2.4).

Для этого построим систему трех взаимно перпендикулярных плоскостей проекций: горизонтальной (Н), фронтальной (F) и профильной (Р) плоскостей проекций (рис.2,4, а). Ось, которая образуется при пересечении плоскостей Н и F (ось абсцисс) обозначается буквой Х, при пересечении плоскостей Н и Р (ось ординат) буквой Y, а при пересечении плоскостей F и Р (ось аппликат) буквой Z.

Предположим, что на некотором расстоянии от этих плоскостей проекций находится точка А. Найдем проекции точки А на плоскости проекций методом прямоугольного проецирования. Для этого из этой точки опустим перпендикуляры на плоскости Н, F и Р. Точка А' является горизонтальной проекцией, точка А" – фронтальной проекцией, а точка А''' профильной проекцией заданной точки А.

Проецирование деталей в пространстве является сложным процессом, поэтому в черчении используют их комплексный чертёж.

Комплексным чертежом называется чертёж, в котором на одной плоскости совмещены проекции детали, получаемые на различных плоскостях проекций. Комплексный чертёж строится следующим образом (рис.2.4, б). Оставляя неподвижным плоскость F, вращаем плоскость Н вокруг оси Х, а плоскость Р вокруг оси Z на 90. В результате таких вращений все три плоскости проекций совмещаются на одной плоскости.

Фронтальная проекция точки А" не меняет своего положения, а горизонтальная и профильная проекции вращаются вместе с плоскостями Н и Р. При этом горизонтальная проекция А' вращается вокруг оси Х по радиусу А'Ах, а профильная проекция А''' вращается вокруг оси Z по радиусу А'Аz. Полученный чертёж является комплексным чертежом точки А.

Этот метод впервые был предложен французским ученым Гаспаром Монжем и известен как метод Монжа. Необходимо помнить, что на комплексном чертеже изображается не сама точка, а её проекции.

На комплексном чертеже горизонтальная А' и фронтальная А" проекции всегда лежат на прямой, перпендикулярной оси Х, а фронтальная А" и профильная А''' проекции на прямой, перпендикулярной оси Z. Эти прямые называются линиями связи и на чертеже изображаются тонкими линиями.

Положение точки в пространстве определяется расстояниями этой точки от плоскостей проекций или правильнее её координатами. Например, точка А заданная координатами записывается в виде А (Х,Y,Z).

Координата Х показывает расстояние от точки А до профильной плоскости проекций Р. На комплексном чертеже это расстояние измеряется расстоянием от горизонтальной проекции точки А' до оси Y, или же расстоянием от фронтальной проекции точки А" до оси Z ( рис.2.4, б).

Координата Y показывает расстояние от точки А до профильной плоскости проекций F. На комплексном чертеже это расстояние измеряется расстоянием от горизонтальной проекции точки А' до оси Х, или же расстоянием от профильной проекции точки А''' до оси Z.

Координата Z показывает расстояние от точки А до горизонтальной плоскости проекций Н. На комплексном чертеже это расстояние измеряется расстоянием от фронтальной проекции точки А" до оси Х, или же расстоянием от профильной проекции точки А''' до оси Y.

Комплексный чертёж точки обычно показывают так, как показано на рис.2.4,в.

Две взаимно перпендикулярные плоскости Н и F делят пространство на четыре четверти (рис.2.5). Рассмотрим положения точек относительно четвертей пространства и построим их комплексные чертежи ( рис.2.6).

1. Точка расположена в І четверти В этом случае (точка А) её горизонтальная проекция на комплексном чертеже располагается ниже оси Х, а фронтальная - выше.

2. Точка расположена во ІІ четверти Если точка расположена во второй четверти (точка B), то её горизонтальная и фронтальная проекции располагаются выше оси Х.

3. Точка расположена в ІІІ четверти Если точка расположена в третьей четверти (точка C), тогда её горизонтальная проекция располагается выше оси Х, а фронтальная ниже.

4. Точка расположена во ІV четверти Если точка расположена в четвертой четверти (точка D), то её горизонтальная и фронтальная проекции располагаются ниже оси Х.

5. Точка расположена на плоскости Н Если точка расположена на плоскости Н (точка E), то её горизонтальная проекция располагаются ниже оси Х, а фронтальная-на оси 6. Точка расположена на плоскости Н1.

Если точка расположена на плоскости Н1 (точка F), то её горизонтальная проекция располагаются выше оси Х, а фронтальная - на оси Х.

7. Точка расположена на плоскости F горизонтальная проекция располагается на оси Х, а фронтальная выше оси 8. Точка расположена на плоскости F1. Если точка расположена на плоскости F1 (точка M), то её горизонтальная проекция располагаются на оси Х, а фронтальная ниже оси Х.

9. Точка расположена на оси Х Если точка лежит на оси Х, то её горизонтальная и фронтальная проекции тоже лежат на оси Х (точка N).

- если точка находится в одной из четвертей пространства, то ни одна её проекция не лежит на оси Х;

- если точка располагается на плоскости проекций, то одна из проекций этой точки лежит на оси Х;

- если точка располагается на оси Х, то обе проекции этой точки тоже лежат на оси Х.

Прямая линия бесконечна и может задаваться или двумя точками, или точкой и направлением. В большинстве случаев она задаются отрезком прямой, т.е. частью линии, заключенной между двумя заданными прямыми линии.

Для того чтобы построить проекции прямой, нужно найти проекции её конечных точек и соединить их. Длина проекции прямой не может быть больше её истинной величины. Прямая читается так, как она обозначается в пространстве – например АВ, или как обозначается на комплексном чертеже – (А' В', А" В", А''' В''').

Относительно плоскостей проекций прямая может занимать случайное положение (прямая общего положения) и особое положение (быть перпендикулярным и параллельным плоскостям проекций). Рассмотрим эти положения.

1. Прямая, параллельная только горизонтальной плоскости проекций, называется горизонтальной прямой (рис.2.7).

У горизонтальной прямой фронтальная проекция параллельна оси Х, а профильная проекция оси Y. Горизонтальная проекция этой прямой располагается под углом к осям Х и Y и равна по длине истинной величине самой прямой.

2. Прямая, параллельная только фронтальной плоскости проекций, называется фронтальной прямой (рис.2.8).

У фронтальной прямой горизонтальная проекция параллельна оси Х, профильная проекция перпендикулярна оси Y. Фронтальная проекция наклонена к осям Х и Z и равна по длине истинной величине самой прямой.

3. Прямая, параллельная только профильной плоскости проекций, называется профильной прямой (рис.2.9).

На комплексном чертеже фронтальная и горизонтальная проекции профильной прямой перпендикулярны оси Х. Длина фронтальной проекции профильной прямой равна её истинной величине.

4. Прямая, перпендикулярная горизонтальной плоскости проекций, называется горизонтально-проектирующей прямой (рис.2.10).

На комплексном чертеже фронтальная проекция горизонтальнопроектирующей прямой перпендикулярна оси Х, а профильная – оси Y и их длины равны длине самой прямой. Горизонтальная проекция такой прямой проецируется в виде точки.

5. Прямая, перпендикулярная фронтальной плоскости проекций, называется фронтально-проектирующей прямой (рис.2.11).

Фронтальная проекция такой прямой является точкой, горизонтальная проекция перпендикулярна оси Х, а профильная – оси Z. Длины фронтальной и профильной проекций равны длине самой прямой.

6. Прямая, перпендикулярная профильной плоскости проекций, называется профильно-проектирующей прямой (рис.2.12).

Горизонтальная и фронтальная проекции профильно проектирующей прямой представляют собой прямые, равные по длине истинной величине самой прямой и параллельны оси Х. Профильная проекция этой прямой будет точкой.

7. Прямая, которая не параллельна и не перпендикулярна ни одной из плоскостей проекций, называется случайной прямой или прямой общего положения (рис.2.13).

Проекции случайной прямой располагаются под углом к осям проекций и их длины всегда меньше истинной длины прямой.

Следом прямой линии называется точка пересечения прямой с плоскостью проекций.

Чтобы найти проекции горизонтального следа прямой АВ (рис.2.14) сначала находим точку пересечения фронтальной проекции этой прямой с осью Х – точку Н''АВ. Эта точка будет фронтальной проекцией горизонтального следа прямой АВ.

Далее через эту точку проводим перпендикуляр к оси Х, а затем находим точку пересечения горизонтальной проекции прямой с этим перпендикуляром. Полученная точка Н'АВ является горизонтальной проекцией горизонтального следа прямой АВ. Аналогично находятся проекции фронтального следа прямой, т.е. точки F'АВ и F''АВ – соответственно горизонтальная и фронтальная проекции фронтального следа прямой АВ.

Две прямые друг относительно друга могут быть пересекающиеся, параллельные и скрещивающиеся.

Пересекающиеся прямые – это прямые лежащие на одной плоскости и имеющие одну общую точку.

Если две прямые пересекаются, то на комплексном чертеже их одноименные проекции тоже пересекаются и при этом точки пресечения проекций обязательно располагаются на одном перпендикуляре к оси Х (рис.

2.15, а).

Параллельные прямые – это прямые, лежащие на одной плоскости и не имеющие ни одной общей точки.

На комплексном чертеже одноименные проекции двух параллельных прямых тоже параллельны (рис.2.15, б).

Скрещивающиеся прямые – это прямые лежащие на разных плоскостях, которые не пересекаются и не параллельны (рис.2.15, в).

Если точка лежит на прямой, то на комплексном чертеже её одноименные проекции лежат на одноименных проекциях этой прямой.

На рисунке 2.16 показан комплексный чертёж точки С, лежащей на прямой АВ. Как видно из рисунка горизонтальная проекция точки (С') располагается на горизонтальной проекции прямой (А'В'), а фронтальная проекция точки (С'') соответственно на фронтальной проекции прямой (А''В'').

Метод прямоугольного треугольника служит для определения истинной величины случайной прямой.

Определим истинную величину прямой АВ (рис.2.17). Для этого сперва находим величину удаления концов этой прямой от плоскости Н отрезки ZА и ZВ.

После этого находим разность между этими отрезками - Z = ZВ – ZА. Из точки B' проводим перпендикуляр к прямой А'В' и на этом перпендикуляре откладываем отрезок Z.

Полученную точку B1 соединяем с точкой A'. Прямая А' В1' является гипотенузой треугольника А'B'В1'.

При этом её длина равна длине самой прямой АВ, а угол - это угол между прямой АВ и плоскостью F.

Плоскость. Изображение плоскости на чертеже Плоскостью называется поверхность, образуемая движением прямой линии, которая движется параллельно самой себе по неподвижной направляющей прямой.

На комплексном чертеже проекции плоскости изображается следующими методами:

1. Проекциями трех точек, не лежащих на одной прямой (рис.2.18,а);

2. Проекциями прямой и точки (рис.2.18,б);

3. Проекциями двух пересекающихся прямых (рис. 2.18,в);

4. Проекциями двух параллельных прямых (рис. 2.18,г);

5. Проекциями плоской геометрической фигуры, например проекциями треугольника (рис.2.18,д);

6. Следами.

Следом плоскости называется линия пересечения плоскости с плоскостью проекций (рис. 2.19).

Линия пересечения плоскости с горизонтальной плоскостью проекций называется горизонтальным следом плоскости.

Линия пересечения плоскости с фронтальной плоскостью проекций называется фронтальным следом плоскости.

Линия пересечения плоскости с профильной плоскостью проекций называется профильным следом плоскости.

Точки пересечения следов плоскости с осями проекций называются точками схода следов:

H – горизонтальный след плоскости 4;

F – фронтальный след плоскости ;

P – профильный след плоскости ;

Х, Y, Z – точки схода следов плоскости.

По отношению к плоскостям проекций плоскость может быть параллельной (плоскость уровня), перпендикулярной (проектирующая плоскость) и находиться под углом (плоскость общего положения).

1.Плоскость, параллельная горизонтальной плоскости проекций, называется горизонтальной плоскостью (рис.2.20, а).

Горизонтальная плоскость также перпендикулярна фронтальной и профильной плоскостям проекций.

На рис.2.20,б показан комплексный чертёж горизонтальной плоскости, заданной следами. Как видно из чертежа фронтальный след горизонтальной плоскости параллелен оси Х.

На рисунке 2.20,в изображен чертёж горизонтальной плоскости в виде треугольника АВС.

На плоскость Н треугольник проецируется в истинную величину, а на плоскость F в виде прямой, параллельной оси Х. Если на горизонтальной плоскости возьмём какую-нибудь точку, то фронтальная проекция этой точки будет лежать на фронтальном следе плоскости (фронтальной проекции треугольника), а профильная проекция – на её профильном следе (профильной проекции).

Таким образом, можно говорить о том, что фронтальный след (фронтальная проекция) горизонтальной плоскости обладают собирательными свойствами.

2.Плоскость, параллельная фронтальной плоскости проекций, называется фронтальной плоскостью (рис.2.21,а).

Фронтальная плоскость также перпендикулярна горизонтальной и профильной плоскостям проекций.

На рисунке 2.21,б изображена фронтальная плоскость, заданная следами, а на рисунке 2.21, в - чертёж фронтальной плоскости, заданной треугольником АВС.

У фронтальной плоскости горизонтальный след (горизонтальная проекция) обладают собирательными свойствами.

3.Плоскость, параллельная профильной плоскости проекций, называется профильной плоскостью (рис.2.22,а).

На рисунке 2.22,б показан чертёж профильной плоскости в виде следов.

Горизонтальный и фронтальный следы профильной плоскости перпендикулярны оси Х.

4.Плоскость, перпендикулярная только горизонтальной плоскости проекций, называется горизонтально - проектирующей плоскостью (рис.2.23, а).

У горизонтально - проектирующей плоскости заданной следами (рис.

2.23, б) фронтальный след перпендикулярен оси Х, а горизонтальный след располагается под углом к этой оси и обладает собирательными свойствами.

Угол между горизонтальным следом плоскости и осью Х соответствует углу наклона этой плоскости к фронтальной плоскости проекций.

На рис.2.23,в изображена горизонтально - проектирующая плоскость в виде треугольника АВС. Горизонтальная проекция треугольника представляет собой прямую линию, наклонённую к оси Х, а фронтальная проекция тоже треугольник, но отличающийся от треугольника АВС по размерам.

5. Плоскость, перпендикулярная только фронтальной плоскости проекций, называется фронтально - проектирующей плоскостью (рис.

2.24, а).

У фронтально-проектирующей плоскости заданной следами (рис.2.24, б) горизонтальный след перпендикулярен оси Х, а фронтальный след располагается под углом к этой оси и обладает собирательными свойствами.

Угол между горизонтальным следом плоскости и осью Х соответствует углу наклона этой плоскости к горизонтальной плоскости проекций.

На рис.2.24,в изображена фронтально – проектирующая плоскость в виде треугольника АВС.

6.Плоскость, перпендикулярная только профильной плоскости проекций, называется профильно-проектирующей плоскостью (рис.2.25, а).

Горизонтальный и фронтальный следы профильно - проектирующей плоскости параллельны оси Х (рис.2.25, б).

7.Плоскость, которая не перпендикулярна и не параллельна плоскостям проекций, называется плоскостью общего положения или случайной плоскостью (рис.2.26, а).

На рисунке 2.26,б изображена случайная плоскость, заданная следами, а на рисунке 2.26, в - в виде треугольника АВС.

К особым линиям плоскости относятся главные линии плоскости (горизонталь и фронталь) и линия наибольшего наклона (ската) плоскости.

Прямые, лежащие на плоскости, и параллельные плоскостям проекций, называются главными линиями плоскости.

Прямая, лежащая на плоскости, и параллельная горизонтальной плоскости проекций, называется горизонталью плоскости.

Прямая, лежащая на плоскости, и параллельная фронтальной плоскости проекций, называется фронталью плоскости.

На рисунке 2,27, а изображена плоскость общего положения, заданная в виде треугольника АВС. Построим главные линии этой плоскости. Для того чтобы построить фронтальную проекцию горизонтали берём на фронтальной проекции треугольника произвольную точку и проводим прямую, параллельную оси Х. Так как плоскость задана в виде треугольника, то удобно в качестве произвольной точки выбрать одну из вершин треугольника. Поэтому из точки А'' проводим прямую h'' параллельно оси Х. h'' – фронтальная проекция горизонтали плоскости. Эта прямая пересекается со стороной В''С'' в точке 1''. Горизонтальная проекция точки пересечения - 1' принадлежит проекции В'С'. Соединив точки 1' и А' получим горизонтальную проекцию горизонтали – прямую h'. Аналогично строим горизонтальную f' и фронтальную f'' проекции фронтали.

Построим проекции главных линий плоскости заданной следами (рис.2.27,б). На фронтальном следе плоскости F берём произвольную точку 1" и из этой точки проводим фронтальную проекцию горизонтали - прямую h'', параллельную оси Х. Как известно, если одна проекция точки лежит на следе плоскости, то её другая проекция располагается на оси Х. Исходя из этого определяем положение проекции 1' и из этой точки проводим прямую h' параллельно горизонтальному следу Н плоскости. Аналогичным образом строим горизонтальную f' и фронтальную f'' проекции фронтали.

Линией наибольшего наклона плоскости называется прямая, принадлежащая данной плоскости и перпендикулярная её следу.

Определим линию наибольшего наклона плоскости относительно горизонтальной плоскости проекций (рис.2.28,а). Возьмём на плоскости произвольную точку А. Так как фронтальная проекция этой точки А" лежит на фронтальном следе плоскости F, то её горизонтальная проекция А' будет располагаться на оси Х. Из точки А' проводим перпендикуляр А'В' к горизонтальному следу плоскости Н. Точка В" лежит на оси Х.

Полученные прямые А'В' и А"В" являются проекциями линии наибольшего наклона плоскости к горизонтальной плоскости проекций.

Линия наибольшего наклона позволяет определить угол наклона плоскости к плоскостям проекций. Определим истинную величину прямой АВ методом прямоугольного треугольника – прямую В'В1'. Угол между этой прямой и прямой А' В ' (рис.2.28,б) соответствует углу наклона заданной плоскости к горизонтальной плоскости проекций.

Очевидно, что если линия наибольшего наклона к горизонтальной плоскости проекций перпендикулярна горизонтальному следу плоскости, то она перпендикулярна и горизонтали плоскости. На рисунке 2. 29 показано построение линии наибольшего наклона к горизонтальной плоскости, заданной в виде треугольника (АВС).

Строим проекции горизонтали плоскости – h' и h". Из вершины В' опускаем перпендикуляр к проекции h', и находим точку пересечения этого перпендикуляра со стороной А'В'- точку D'. Прямая В'D' является горизонтальной проекцией линии наибольшего наклона плоскости к горизонтальной плоскости проекций. Затем строим фронтальную проекцию этой прямой – прямую В"D".

Две плоскости друг относительно друга могут быть параллельными и пересекающиеся.

Параллельные плоскости. Если две пересекающиеся прямые одной плоскости параллельны двум пересекающимся прямым другой плоскости, то такие плоскости параллельны (рис.2.30). У двух параллельных плоскостей заданных следами одноименные следы тоже параллельны.

Пересекающиеся плоскости. При пересечении двух плоскостей образуется прямая линия. Чтобы найти линию пересечения двух плоскостей должны быть известны или две точки или точка и направление.

Рассмотрим случаи пересечения различных плоскостей.

1.Пересечение двух случайных плоскостей, заданных следами. В этом случае находим точки пересечения одноименных следов плоскостей.

Соединив соответствующие точки, получим проекции линии пересечения заданных плоскостей (рис.2.31).

2.Пересечение случайной плоскости и плоскости уровня, заданных следами. На рисунке 2.32 показан пример определения проекций линии пересечения случайной плоскости и горизонтальной плоскости. Линию пересечения находим по точке и направлению. Горизонтальные следы плоскостей H и H пересекаются в точке А'. Через точку А" проводим прямую А"В", параллельную фронтальному следу плоскости F, а через точку А' прямую А'В', параллельную оси Х. Прямые А' В' и А" В" – проекции линии пересечения заданных плоскостей.

Как видно из рисунки, в данном случае линия пересечения является фронталью плоскости.

3.Пересечение двух случайных плоскостей заданных следами, имеющих параллельные одноимённые следы. В этом случае линия пересечения строится по точке и направлению (рис.2.33) Точкой является точка пересечения одноименных следов, а направлением – параллельность следов.

Полученная линия пересечения будет главной линией обоих плоскостей.

4.Пересечение двух одноимённых проектирующих плоскостей.

На рис.2.34 показаны две пересекающиеся фронтально- проектирующие плоскости и. Фронтальные следы этих плоскостей F и F пересекаются в точке А". Горизонтальные следы H и H параллельны друг другу, поэтому и горизонтальная проекция линии пересечения плоскостей будет параллельна этим следам.

Таким образом, линией пересечения плоскостей будет фронтально – проектирующая прямая АВ.

Метод вспомогательных секущих плоскостей В некоторых случаях определение проекций линии пересечения двух плоскостей обычными методами не представляется возможным. В этом случае используют дополнительные вспомогательные плоскости.

На рисунке 2.35,а показаны две случайные плоскости, заданные следами.

Определим линию пересечения этих плоскостей, используя метод вспомогательных плоскостей.

Горизонтальные следы плоскостей и пересекаются в точке А' (рис.

2.35,б) Фронтальные следы не пересекаются в формате чертежа. Поэтому проводим вспомогательную горизонтальную плоскость (рис.2.35,в).

Строим последовательно проекции линий пересечения плоскостей и (рис.2.35,г) и и (рис.2.35,д) – соответственно линии m ( m', m") и n ( n', n"). Находим проекции точки пересечения этих прямых – точки В' и В".

Соединив точку А' с точкой В' и точку А" с точкой В" получим проекции линии пересечения плоскостей и ( рис.2.35,е).

При пересечении прямой с плоскостью получается точка. Для того, чтобы найти эту точку проводят три операции.

1.Через заданную прямую проводим вспомогательную проецирующую плоскость (в некоторых случаях плоскость уровня).

2.Находим линию пересечения двух плоскостей.

3.Определяем точку пересечения заданной прямой с полученной прямой.

Эта точка и будет точкой пересечения прямой с плоскостью.

Определим проекции точк пересечения прямой m с плоскостью, заданной в виде АВС (рис.2.36,а). Через прямую проводим фронтально – проектирующую плоскость (рис.2.36,б). Определяем проекции линии пересечения заданной и проведённой плоскостей – прямые 1'2' и 1"2" (рис.

2.36,в). После этого находим проекции точки пересечения полученной прямой с заданной - точки D ' и D" (рис. 2.36, г).

Определим проекции точки пересечения случайной прямой m и плоскости., заданной следами (рис.2.37).

Если прямые линии или плоские фигуры расположены параллельно или перпендикулярно к плоскостям проекций, то определение на комплексном чертеже расстояний, углов, а также взаимного расположения отдельных геометрических элементов в пространстве производится непосредственно, без каких-либо дополнительных построений.

В случае же общих положений прямых, плоскостей и фигур определение натуральных величин требует специальных построений, при помощи которых осуществляется переход от неудобных проекций к более удобным.

С этой целью рассмотрим ряд способов преобразования проекций:

способ вращения, способ плоскопараллельного перемещения, способ замены плоскостей проекций.

Способ вращения заключается в том, что сохраняя основную систему плоскостей проекций неизменной, объект вращается вокруг оси, перпендикулярной одной из плоскостей до тех пор, пока не будет параллелен этой плоскости проекций. В этом случае его проекция на эту плоскость будет равна истинной величине.

В качестве примера определим истинную величину случайной прямой АВ (рис.2.38 ).

Через точку А проведем ось перпендикулярно фронтальной плоскости проекций. Вращаем прямую АВ вокруг этой оси до тех пор, пока она не будет параллельна этой плоскости. На комплексном чертеже фронтальная проекция этой прямой – А"В" занимает новое положение А"В1". При этом новым положением горизонтальной проекции прямой будет А'В'1, которая по длине будет равна истинной величине прямой АВ.

Способ плоскопараллельного перемещения Этот способ является частным случаем способа вращения. Сущность этого способа заключается в том, что одну из проекций объекта располагаем параллельно одной из плоскостей проекций. Тогда другая проекция объекта в новом положении будет соответствовать истинной величине самого объекта.

Определим истинную величину случайной прямой АВ (рис.2.39) способом плоскопараллельного перемещения. Фронтальную проекцию прямой располагаем параллельно оси Х – прямая А"1 В"1. Горизонтальная проекция прямой займет новое положение А'1 В1' длина которой равна длине самой прямой АВ.

Сущность способа перемены плоскостей проекций заключается в том, что одна из плоскостей проекций заменяется новой на которую проецируется объект. При этом новая плоскость выбирается так, чтобы она была перпендикулярна оставшейся плоскости проекций и параллельна объекту.

Тогда объект относительно новой системы плоскостей проекций занимает частное положение, и как следствие, его проекция на новую плоскость будет соответствовать истинной величине самого объекта.

величину случайной прямой АВ (рис.2.40) способом замены плоскостей проекций. Заменим фронтальную плоскость перпендикулярна F. В этом случае ось Х заменяется новой комплексном чертеже будет параллельна горизонтальной проекции прямой АВ. Через точки А' и В' проводим перпендикуляры к оси Х1.

Измеряем длины отрезков ZА и ZВ и откладываем их на этих перпендикулярах. Соединяем точки А1" и В1". Полученная прямая по длине будет равна истинной величине прямой АВ.

К метрическим относятся задачи, связанные с определением истинных (натуральных) величин расстояний, углов и плоских фигур на комплексном чертеже. Можно выделить три группы метрических задач.

1.Группа задач, включающих в себя определение расстояний:

- от точки до другой точки;

- от точки до прямой;

- от точки до плоскости;

- от точки до поверхности;

- от прямой до другой прямой;

- от прямой до плоскости;

- от плоскости до плоскости.

Причем расстояние от прямой до плоскости и между плоскостями измеряется в тех случаях, когда они параллельны.

2.Группа задач, включающая определение углов между пересекающимися или скрещивающимися прямыми, между прямой и плоскостью, между плоскостями (имеется в виду определение величины двухгранного угла).

3.Группа задач, связанная с определением истинной величины плоской фигуры и части поверхности (развёртки).

Приведенные задачи могут быть решены с применением различных способов преобразования чертежа.

В основе решения метрических задач лежит свойство прямоугольного проецирования, заключающееся в том, что любая геометрическая фигура на плоскость проекций проецируется в натуральную величину, если она лежит в плоскости, параллельной этой плоскости проекций.

Решение задач значительно упрощается, если хотя бы одна из геометрических фигур, участвующих в задачах, занимает частное положение.

Если одна из геометрических фигур не занимает частного положения, необходимо выполнить определенные построения, позволяющие провести одну из них в это положение.

Определим расстояние от точки Д до плоскости общего положения, заданной в виде АВС (рис.2.41, а).

Известно, что прямая перпендикулярна плоскости, если она перпендикулярна двум пересекающимся прямым этой плоскости.

Поэтому на плоскости необходимо взять две пересекающиеся прямые и из заданной точки опустить перпендикуляр на эти прямые.

Расстояние от заданной точки до полученной будет расстоянием от точки до плоскости.

В качестве двух пересекающихся прямых на плоскости принимаем её главные линии – горизонталь ( щ', щ") и фронталь ( ф ', ф ").

Из точки D' опускаем перпендикуляр на щ', а из точки D" на ф" (рис.2.41,б).

Затем через перпендикуляр проводим фронтально – проектирующую плоскость и определяем проекции линии пересечения плоскостей и – прямые 3'4' и 3"4" (рис.2.41, в).

После этого находим точку пересечения прямой 3'4' с перпендикуляром – точку Е'.

Фронтальная проекция этой точки Е" лежит на фронтальном следе плоскости F.

Полученные прямые D' Е' и D"Е" являются проекциями расстояния от точки D до плоскости (рис.2.41, г).

Определим расстояние от точки А до плоскости общего положения, заданной следами (рис.2.42, а).

Из точки А' опустим перпендикуляр на горизонтальный след плоскости Н, а из точки А" на фронтальный след F.

Проводим через перпендикуляр фронтально – проектирующую плоскость (рис.2.42,б). После этого находим проекции линии пересечения плоскостей – прямые 1'2' и 1"2" (рис.2.42, в). Полученная прямая 1'2' пересекается с перпендикуляром, опущенным на горизонтальный след плоскости Н в точке В'.

Определяем положение точки В". Прямые А'В' и А"В" являются проекциями расстояния от заданной точки А до плоскости (рис.2.42,г).

Определение расстояния от точки до прямой сводится к определению расстояния между двумя точками, одной из которых является заданная точка, а другой - ближайщая к ней точка, лежащая на заданной прямой. Иными словами, расстояние от точки до прямой измеряется отрезком перпендикуляра, проведённого из точки к прямой.

Решим эту задачу различными способами.

Способ 1.Найдём расстояние между точкой А и случайной прямой ВС (рис.2.43,а).

Проведём из точки А плоскость, перпендикулярную заданной прямой.

Эту плоскость принимаем в виде главных линий (рис.2.43, б). Затем через заданную прямую проводим фронтально – проектирующую плоскость (рис.2.43, в).

Определяем проекции линии пересечения плоскостей и - прямые 1'2' и 1"2" (рис. 2.43, в). Прямая 1'2' пересекается с прямой В'С' в точке соответствующими проекциями заданной точки – точками А' и А".

Полученные отрезки А' М' и А"М" являются проекциями расстояния от точки А до прямой ВС ( рис.2.43, г).

Истинную величину этого расстояния (А1"М1") определим способом плоскопараллельного перемещения.

Способ 2. Определим расстояние от точки А до случайной прямой ВС (рис.2.44,а) используя способ замены плоскостей проекций.

Систему плоскостей Н - Ф заменим новой системой Н – Ф1.. Тогда фронтальная проекция прямой ВС и точки А занимают новые положения – В1"С1" и А1". Длина проекции В1"С1" будет равна истинной величине прямой ВС (рис.2.44, б).

Проведём из точки А1" перпендикуляр к прямой В1"С1", получим точку М1". Определим положения точки М на проекциях В'С' и В"С" – точки М' и М" (рис.2.44, в). Полученные прямые А'М' и А"М" являются проекциями расстояния от точки А до прямой ВС.

После этого найдём истинную величину отрезка АМ ещё раз применив способ замены плоскостей проекций ( рис.2.44, г).

Расстояние между двумя параллельными прямыми Расстояние между двумя параллельными прямыми измеряется отрезком перпендикуляра между ними.

На рисунке 2.45,а показаны две случайные параллельные прямые ВС и ДЕ. Определим расстояние между ними. На прямой ДЕ выбираем произвольную точку А и находим расстояние от этой точки до прямой ВС – отрезок АМ (А'М', А"М"). Истинную величину этого отрезка найдём используя способ вращения (рис.2.45, б, в, г).

В технике, строительстве и архитектуре часто приходится сталкиваться с различными пространственными фигурами. Замкнутая пространственная фигура, ограниченная плоскими многоугольниками называются многогранником.

Линии пересечения двух соседних граней многогранника называются ребрами многогранника. Точка пересечения ребёр многогранника называется вершиной многогранника.

Многогранники являются наиболее простыми пространственными фигурами. Наиболее распространенными многогранными фигурами являются такие фигуры как призма, пирамида, конус, цилиндр.

Призма – это многогранник, основаниями которой являются два параллельных и равных многоугольника, а боковыми гранямипрямоугольники или паралеллограмы. Боковые ребра призмы параллельны друг другу. Расстояние между основаниями призмы называется высотой призмы. Призма, у которой боковые грани перпендикулярны основаниям, называется правильной призмой. Если боковые грани призмы наклонены к основаниям, такая призма называется наклонной призмой. Прямая призма, основаниями которой являются прямоугольники, называется параллелопипедом. Прямоугольный параллелопипед, у которого все грани квадраты называется кубом.

Многогранник, у которого основанием является многоугольник, а боковые грани – треугольники, имеющие общую вершину, называется пирамидой.

Расстояние от вершины пирамиды до её основания называется высотой пирамиды. Пирамида, высота которой проходит через центр основания, называется правильной пирамидой.

Построение комплексного чертежа многогранников Построение комплексного чертежа многогранника начинается с построения проекции его основания. В качестве примера рассмотрим построение комплексного чертежа правильной треугольной призмы, основание которой лежит на горизонтальной плоскости проекций (рис.2.46).

Вначале строим проекцию нижнего основание призмы. Так как по условию задачи оно расположено на плоскости Н, то горизонтальная проекция А'В'С' будет равна истинной величине основания и располагается ниже оси Х, а фронтальная проекция А"В"С" лежит на оси Х. Далее строим проекции верхнего основания призмы. Горизонтальная проекция верхнего основания А1'В1'С1' призмы совпадает с горизонтальной проекцией нижнего основания, а фронтальная проекция верхнего основания А1"В1"С1" располагается параллельно фронтальной проекции нижнего основания на расстоянии, равной высоте призмы. Соединяем одноименные точки оснований и получаем проекции рёбер призмы. Затем строим профильную проекцию призмы.

Для более точного изображения проекций многогранника необходимо показать её видимые и невидимые элементы. Видимым является тот элемент, который располагается ближе к наблюдателю. Если соединить две видимые точки получим видимую линию и наоборот, если соединить две невидимые точки получим невидимую прямую. Невидимые элементы на комплексном чертеже показываются штриховыми линиями, а видимые элементы сплошной линией.

Покажем видимость линий проекций построенной призмы. На верхнем основании призмы возьмём точку М, а на нижнем основании точку N. Обе точки расположены на одной линии, параллельной ребру призмы. Если смотреть сверху в сторону плоскости Н, то на горизонтальной проекции видимой будет проекция М', так как точка М расположена ближе к наблюдателю. Горизонтальная проекция же точки N будет невидимой.

Фронтальные проекции этих точек (М" и N") будут невидимыми, потому что они закрываются соответственно фронтальными проекциями сторон В1С1 и ВС верхнего и нижнего оснований. Рассуждая таким образом, можно сказать, что и профильные проекции этих точек М"' и N"' тоже невидимые.

Определим видимость точек К и L, взятых на гранях АВА1В1 и АСА1С1. Горизонтальные проекции этих точек будут невидимыми и располагаются на рёбрах, обладающих собирательными свойствами. Если смотреть по направлению к плоскости F, то фронтальная проекция точки К точка К" будет видимой, так как она расположена ближе к наблюдателю, а точка L" невидимой. Аналогично можно сказать, что профильные проекции точек К''' и L''' будут видимыми.

В качестве другого примера рассмотрим построение проекций пирамиды, основанием которой является треугольник АВС расположенный на горизонтальной плоскости проекций (рис.2.47).

Определим проекцию нижнего основание пирамиды. Принимая во внимание то, что оно расположено на плоскости Н, горизонтальная проекция А'В'С' будет равна величине основания и располагается ниже оси Х, а фронтальная проекция А"В"С" лежит на оси Х. Затем строим проекции вершины пирамиды S. Соединив проекции вершины пирамиды с соответствующими проекциями точек основания, получаем комплексный чертёж пирамиды. После этого определяем видимые и невидимые элементы пирамиды.

Для того чтобы определить видимость элементов горизонтальной проекции пирамиды смотрим на неё сверху. При виде сверху вершина пирамиды (точка S), вершины основания пирамиды (точки А, В и С) являются видимыми. Поэтому на горизонтальной проекции стороны основания пирамиды и её грани будут видимыми. Само же основание пирамиды перекрывается боковыми гранями и поэтому оно будет невидимым. Любая точка, взятая на основании пирамиды, будет тоже невидимой.

На фронтальной проекции все рёбра АS, ВS, СS будут видимыми.

Видимыми являются и грани АSВ и ВSС. Грань АSС является невидимой.

На профильной проекции невидимой будет грань ВSС.

На грани АSВ возьмём точку N, а на грани АSС точку К. Точка N принадлежит также прямой 1S, расположенной на грани АSВ, а точка К принадлежит прямой 2S расположенной на грани АSС. Известно, что если точка лежит на прямой, то её проекции лежат на одноимённых проекциях этой прямой и они располагаются на одном перпендикуляре к осям проекций.

Исходя из этого определения строим проекции точек N и К и определяем видимость этих проекций на комплексном чертеже. На горизонтальной проекции пирамиды (на виде сверху) обе точки являются видимыми. На фронтальной проекции видимой является точка N, потому что она расположена ближе к наблюдателю, а точка К невидимая. На профильной проекции эти точки видимые.

Построение комплексного чертежа тел вращения Кривой поверхностью называется поверхность, получаемая в результате перемещения образующей по определенному закону. В большинстве случаев такое перемещение осуществляется вокруг направляющей линии.

Из большого многообразия кривых поверхностей на практике чаще всего встречаются поверхности вращения.

Поверхностью вращения называется поверхность, которая получается в результате вращения образующей вокруг некоторой неподвижной оси Поверхность, получаемая путем вращения образующей линии вокруг неподвижной параллельной ей оси, называется цилиндрической поверхностью вращения.

Если цилиндрическую поверхность срезать двумя параллельными друг другу плоскостями, то получится фигура, которая называется цилиндром.

Цилиндр, у которой образующие перпендикулярны основанию, называется прямым круговым цилиндром. Основаниями такого цилиндра являются окружности.

Расстояние между основаниями цилиндра называется высотой цилиндра.

Поверхность, получаемая путем вращения образующей линии вокруг неподвижной оси, называется конической поверхностью вращения. При вращении образующая пересекает ось вращения в точке, которая является вершиной конической поверхности.

Разрежем коническую поверхность плоскостью, которая пересекает все образующие. Фигура, расположенная между вершиной конической поверхности и секущей плоскостью, называется конусом.

Плоская фигура, полученная в секущей плоскости, называется основанием конуса. Наименьшее расстояние от вершины конуса до его основания называется высотой конуса.

Конус, у которого основанием является окружность, а высота проходит через центр окружности, называется прямым круговым конусом.

Если конус рассечь плоскостью, параллельной его основанию, получится усеченный конус.

У прямого кругового конуса горизонтальной проекцией является окружность, а фронтальная и профильная проекции представляют собой равные равнобедренные треугольники. Крайние линии этих треугольников являются видимыми образующими конуса.

Построение комплексного чертежа цилиндра Построение комплексного чертежа прямого кругового цилиндра начинается с построения проекций центров оснований цилиндра (рис.2.48). В нашем примере нижнее основание находится на горизонтальной плоскости проекций. Так как верхнее основание цилиндра параллельно нижнему основанию, то горизонтальные проекции обоих оснований совпадают и являются окружностями, равными по величине их истинным размерам.

Фронтальная проекция нижнего основания представляет собой прямую, лежащую на оси Х. Фронтальной проекцией верхнего основания является равная и параллельная ей прямая. Расстояние между этими проекциями равно высоте цилиндра. Профильные проекции оснований тоже являются равными по длине и параллельными друг другу отрезками прямых. Соединив конечные точки этих прямых, получим фронтальную и горизонтальную проекции цилиндра. Как видно из рисунка, эти проекции представляют собой прямоугольники. Таким образом, строится комплексный чертёж прямого кругового цилиндра.

Определим видимость элементов цилиндра. На горизонтальной проекции цилиндра (на виде сверху) видимой является только верхнее основание. Для того чтобы определить видимость элементов на фронтальной проекции мысленно проведём через центр основания на горизонтальной плоскости прямую линию, параллельную оси Х.

Эта прямая делит цилиндр на две части. Образующие цилиндра, которые располагаются ниже этой прямой на фронтальной проекции, будут видимыми, а те образующие, которые располагаются выше этой прямой на фронтальной проекции - невидимыми. Если через центр основания горизонтальной проекции цилиндра провести прямую, параллельную оси Y, то можно определить видимость элементов профильной проекции цилиндра.

Те образующие, которые располагаются левее этой прямой, на профильной проекции будут видимыми, а образующие, расположенные правее будут невидимыми.

Возьмем на поверхности цилиндра точки М и N, как показано на рисунке. Фронтальная проекция точки М (точка М") будет видимой, так как она лежит на видимой образующей цилиндра, а фронтальная проекция точки N (точка N") невидимой. Профильные проекции этих точек (М''', N''') лежат на видимых образующих цилиндра и поэтому являются видимыми.

Построение комплексного чертежа конуса Рассмотрим методику построения проекций правильного кругового конуса. Вначале строим горизонтальную проекцию основания конуса. Этой проекцией будет точка О' (рис.2.49). Из этой точки радиусом, равным радиусу основания R1 проводим окружность. Эта окружность является горизонтальной проекцией основания конуса и равна истинной величине основания. По условию задачи основание конуса лежит на плоскости Н.

Поэтому фронтальная проекция основания будет лежать на оси Х, а профильная проекция на оси Y. Их длины равны длине диаметра основания.

Горизонтальная проекция вершины конуса совпадает с центром основания (S' О'). Через фронтальную и профильную проекции основания проводим прямые, равные по величине высоте конуса и перпендикулярные соответственно осям Х и Y. Получим фронтальную и профильную проекции вершины конуса (S" и S'''). Соединив полученные проекции вершин конуса с концами отрезков проекций основания, получаем фронтальную и профильную проекции конуса.

Как видно из рисунка 2.49, горизонтальной проекцией правильного кругового конуса является окружность, диаметр которого равен диаметру основания, а фронтальной и профильной проекциями - равные между собой равнобедренные треугольники. Боковые стороны этих треугольников являются видимыми образующими конуса.

Определим видимость элементов конуса. Основание конуса на виде сверху является невидимым. Поэтому все точки основания, за исключением точек, расположенных по периметру, являются невидимыми точками.

Для определения видимых элементов фронтальной проекции конуса мысленно проводим через центр основания горизонтальной проекции прямую линию, параллельную оси Х. Эта прямая делит горизонтальную проекцию на две части. Образующие, расположенные выше этой прямой на фронтальной проекции будут невидимыми, а те образующие, которые расположены ниже – видимыми. Если провести прямую, параллельно оси Y, то можно определить видимость элементов на профильной проекции. Те образующие, которые на горизонтальной проекции располагаются левее этой прямой, будут видимыми, а образующие, расположенные правее – невидимыми.

А теперь посмотрим, как строятся проекции точек, лежащие на поверхности конуса. Предположим, что на боковой поверхности конуса дана точка N. По известной фронтальной проекции этой точки ' построим её горизонтальную N' и профильную N'" проекции. Через точку N проведём образующую конуса. На фронтальной проекции эта прямая, проходящая через точки N" и S". При вращении точки N вокруг оси конуса образуется окружность. Обозначим радиус окружности через R1. Фронтальная проекция этой окружности представляют собой прямую линию, параллельную оси Х, а горизонтальная проекция - окружность с центром в точке О' и радиусом R1. Чтобы определить горизонтальную проекцию точки N из точки N" проводим прямую, перпендикулярную оси Х до пересечения с горизонтальной проекцией окружности R1. Так как эта прямая пересекает окружность в двух точках, то на основании условия видимости элементов в качестве горизонтальной проекции точки принимаем указанную на чертеже точку N". Затем определяем профильную проекцию этой точки. Этой точкой будет изображенная на чертеже точка N'''.

Пересечение многогранника с плоскостью При пересечении многогранника с плоскостью получается геометрическая фигура, форма которой зависит от положения и вида многогранника и секущей плоскости.

Построим сечение пирамиды ABCDS фронтально-проецирующей плоскостью (рис.2.50, а).

Находим точки пересечения фронтального следа плоскости Н с образующими (А'S', B'S', D'S' и C'S') пирамиды – cоответственно точки 1", 2", 3", 4". Принимая во внимание условие принадлежности точки прямой, находим их горизонтальные проекции - 1', 2', 3'и 4'. Затем последовательно соединяем эти точки. Полученный четырёхугольник 1'2'3'4' является горизонтальной проекцией сечения пирамиды фронтальнопроецирующей плоскостью. Фронтальная проекция сечения располагается на фронтальном следе плоскости (рис.2.50, б).

На рисунке 2.51 показано построение сечения призмы фронтально – проецирующей плоскостью.

Пересечение прямой линии с многогранником При пересечении прямой с плоскостью получаются две точки, которые называются точками входа и выхода.

Методика определения точек пересечения прямой линии с многогранником заключается в следующем:

1.Через прямую проводим проецирующую плоскость.

2.Строим сечение многогранника этой плоскостью.

3.Определяем искомые точки пересечения полученного сечения с заданной прямой.

На рис.2.52 показан пример определения точек пересечения пирамиды ABCDS с прямой m. Через прямую проводим фронтально-проецирующую плоскость. После этого строим сечение пирамиды этой плоскостью – четырёхугольник 1' 2' 3' 4'.

Этот четырёхугольник пересекается с прямой m' в точках Е' и К', которые являются горизонтальными проекциями точек пересечения прямой с многогранником. Находим фронтальные проекции этих точек – точки Е'' и К''.

При пересечении тела вращения с плоскостью получается плоская фигура, форма и положение которой зависят как от типа самого тела вращения, так и от положения секущей плоскости.

В качестве примера определим сечение конуса фронтально– проецирующей плоскостью (рис.2.53, а).

На комплексном чертеже фронтальный след плоскости пересекается с крайними образующими конуса в точках 1" и 6" (рис. 2. 53, в). Эти точки являются характеристическими точками.

Для определения дополнительных точек используем метод секущих плоскостей.

Проведём дополнительные горизонтальные плоскости 1, 2, 3 и (рис.2.53, б). Плоскость 1 пересекает конус по окружности, радиусом R1.

Покажем это сечение на горизонтальной проекции (чертим окружность радиусом R1). Фронтальный след плоскости 1 пересекается с фронтальным следом плоскости в точке 2". Горизонтальная проекция этой точки располагается на построенной окружности – точка 2'. Аналогично строим точки 3", 4", 5" и 3', 4', 5'. Соединяем последовательно построенные горизонтальные проекции точек, получаем сечение конуса плоскостью.

Определим фигуру, получающуюся при сечении наклонного цилиндра фронтально-проектирующей плоскостью (рис.2.54, а).

Как видно из рисунка плоскость пересекает цилиндр по нижнему основанию.

Находим характеристические точки – точки 1", 3" и 6". Для определения дополнительных точек проводим образующие цилиндра, и находим фронтальные проекции точек пересечения этих образующих с фронтальным следом плоскости – точки 2", 4" и 5".

Отмечаем соответственно горизонтальные проекции найденных точек и последовательно соединяем их.

Полученная фигура является сечением цилиндра плоскостью (рис.2.54,а).

Определение сечения пересекающихся тел вращения имеет большое практическое значение. При их пересечении получаются кривые фигуры, форма которых зависит от типа и положения тел вращения. Рассмотрим пересечение двух цилиндров и цилиндра с конусом.

На рисунке 2.55 показано построение пересечения проекций двух цилиндров путём проведения вспомогательных плоскостей.

Построение начинаем с изображения проекций тех точек, положения которых можно определить непосредственно из рисунка – проекции точек 1, 2, 3 и 4.

Для определения дополнительных точек проводим вспомогательные горизонтальные плоскости 1, 2, 3 и 4.

Эти плоскости пересекают вертикальный цилиндр по окружности, равным диаметру самого цилиндра, а горизонтальный цилиндр по прямоугольникам, параллельным горизонтальной плоскости проекций.

Рассмотрим плоскость 1. Она пересекает вертикальный цилиндр по прямоугольнику, образующие которого на профильной проекции обозначим точками 5''' и 6'''. Горизонтальные проекции этих точек лежат на образующих горизонтального цилиндра - точки 5' и 6'. Из этих точек проводим вертикальные прямые до пересечения с с фронтальным следом плоскости, находим их фронтальные проекции – точки 5" и 6".

Аналогично строим проекции точек 7, 8, 9, 10, 11 и 12. Соединив эти точки получаем проекции сечения цилиндров.

Построим сечение конуса цилиндром (рис.2.56). Покажем проекции точек 1 и 2 – точки пересечения верхней и нижней образующих цилиндра с левой крайней образующей конуса.

Для определения дополнительных точек используем метод вспомогательных плоскостей. Проведём вспомогательные горизонтальные плоскости 1, 2, 3 и 4. Плоскость 1 пересекают конус по окружности радиусом R1, а цилиндр по прямоугольнику, образующие которой на профильной проекции обозначим точками 3''' и 4'''.

Горизонтальные проекции этих точек - 3' и 4' лежат на окружности R1.

Из этих точек проводим вертикальные прямые до пересечения с фронтальным следом плоскости 1 и находим фронтальные проекции – точки 3" и 4".

Таким же образом находим проекции точек 5, 6, 7, 8, 9 и 10.

Соединив эти точки, получаем проекции сечения цилиндров. Затем на горизонтальной проекции покажем видимые и невидимые части сечения.

ВИДЫ, РАЗРЕЗЫ, СЕЧЕНИЯ

Изображение в общем случае можно рассматривать как проекцию пространственного объекта на плоскость. Изображения на чертеже в зависимости от их содержания разделяются на виды, разрезы, сечения.

Количество изображений (видов, разрезов, сечений) должно быть наименьшим, но обеспечивающим полное представление о предмете при применении установленных в соответствующих стандартах условных обозначений, знаков и надписей.

Вид - изображение обращенной к наблюдателю видимой части поверхности предмета. Предметы на чертеже изображаются методом прямоугольного проецирования. Для того чтобы построить вид (проекцию) детали, её располагают между наблюдателем и плоскостью. Предположим, что нужно построить проекцию детали, представленной на рис.3.1. Для этого в качестве проецирующей плоскости принимаем фронтальную плоскость проекций F. Из вершин детали, а также из вершин прямоугольного отверстия мысленно проводим лучи, перпендикулярные к плоскости F и находим точки пересечения этих лучей с плоскостью.

Соединив эти точки, получаем проекцию детали на плоскость F. Так как поверхность, обращенная к наблюдателю, параллельна фронтальной плоскости, она проецируется на эту плоскость без искажений.

Если сопоставить проекцию детали с её внешним видом можно сделать следующие выводы:

1.Поверхности детали, параллельные плоскостям проекций, проецируются на эти плоскости в натуральную величину.

2.Поверхности детали, перпендикулярные плоскостям проекций, проецируются на эти плоскости в виде прямых линий.

3.Рёбра, параллельные плоскостям проекций, проецируются на эти плоскости в натуральную величину.

4.Рёбра, перпендикулярные плоскостям проекций, проецируются на эти плоскости в виде точек.

Проекция детали, полученная на рис.3.1 позволяет определить её длину и высоту, но она не даёт никакой информации о ширине. Для того, чтобы получить более полную информацию о размерах и форме детали, необходимо построить несколько видов (проекций) этой детали. Виды бывают трёх видов: главные, дополнительные и местные.

Изображение на фронтальной плоскости проекций принимается на чертеже в качестве главного. Предмет располагают относительно фронтальной плоскости проекций так, чтобы изображение на ней давало наиболее полное представление о форме и размерах предмета.

Стандартом установлены шесть основных видов детали, которые получаются при проецировании детали на плоскости проекций. За основные плоскости проекций принимают (условно) шесть граней куба; грани совмещают с фронтальной плоскостью. Грань 6 допускается располагать рядом с гранью 4. На рис.3.2 показаны проекции детали на боковые поверхности куба.

Главный вид – изображение детали на фронтальной плоскости проекций, дающее наиболее полное представление о форме и размерах детали. Другие виды получаются на основе этого вида.

Устанавливаются следующие названия видов, получаемых на основных плоскостях проекций: 1- вид спереди (главный вид); 2- вид сверху; 3- вид слева; 4 - вид справа; 5- вид снизу; 6- вид сзади. Названия видов на чертежах надписывать не следует, за исключением случая, когда виды сверху, слева, справа, снизу, сзади не находятся в непосредственной проекционной связи с главным изображением.

При нарушении проекционной связи, направление проектирования должно быть указано стрелкой около соответствующего изображения. Над стрелкой и над полученным изображением (видом) следует нанести одну и ту же прописную букву.

На рис.3.3 показаны проекции детали в пространстве и на комплексном чертеже. Линии связи и оси на комплексном чертеже не показываются.

Если какую-либо часть предмета невозможно показать на основных видах без искажения формы и размеров, то применяют дополнительные виды, получаемые на плоскостях, непараллельных основным плоскостям проекций.

На рис.3.4,а показана деталь, верхнее основание которой не параллельна ни одной из плоскостей проекций. На горизонтальную плоскость проекций эта часть проецируется с искажением. Для того, чтобы спроецировать её без искажения, используются дополнительные виды. Возьмём дополнительную плоскость, перпендикулярную фронтальной плоскости проекций и параллельную поверхности верхнего основания. На эту плоскость верхнее основание детали проецируется без искажения.

Если дополнительный вид находится в непосредственной проекционной связи с соответствующим изображением, то стрелку, указывающую направление взгляда и надпись над видом не указывают (рис.3.4,б).

Если дополнительный вид не находится в проекционной связи с соответствующим изображением, необходимо указать стрелкой направления взгляда наблюдателя и обозначить её прописной буквой (А, Б, В…), которая пишется параллельно основной надписи (рис.3.4,в). Над дополнительным видом делается запись «Вид А». Стандартом допускается дополнительный вид показывать на чертеже в повёрнутом виде. При этом над дополнительными видом нужно сделать запись «Вид А (повёрнуто)» (рис.

3.4, г).

Несколько одинаковых дополнительных видов, относящихся к одному предмету, обозначают одной буквой и вычерчивают один раз.

Изображение отдельного, ограниченного места поверхности предмета называется местным видом.

Разрез – это изображение предмета, мысленно рассеченного одной или несколькими плоскостями. На разрезе показывается то, что получается в секущей плоскости и что расположено за ней.

На рис.3.6 показан процесс получения изображений предмета на горизонтальной и фронтальной плоскостях проекций. Изображение, полученное на фронтальной плоскости проекций, является разрезом детали.

Оно получается путём сечения детали плоскостью, параллельной фронтальной плоскости проекций. Эта плоскость называется секущей плоскостью. На приведённом рисунке секущая плоскость проходит через ось симметрии детали и делит её на две части. Та часть детали, которая остаётся перед секущей плоскостью мысленно отбрасывается, оставшаяся же часть проецируется на фронтальную плоскость проекций. Полученное изображение является разрезом детали. Как видно из рисунка, на разрезе показаны те части детали, которые попали на секущую плоскость и те, которые осталась за ней. Часть изображения, которая попадает на секущую плоскость, штрихуется.

В зависимости от числа секущих плоскостей разрезы бывают простые и сложные.

Разрез, полученный в результате мысленного рассечения детали одной секущей плоскостью, называется простым разрезом.

В зависимости от положения секущей плоскости относительно плоскостей проекций, простые разрезы делятся на фронтальные, профильные и горизонтальные.

Фронтальный разрез – это изображение, полученное в результате мысленного рассечения детали секущей плоскостью, параллельной фронтальной плоскости проекций, и состоящее из фигуры сечения и изображения части детали, расположенной за секущей плоскостью.

На рис.3.7 показано построение фронтального разреза детали. Деталь мысленно рассекают секущей плоскостью, параллельной фронтальной плоскости проекций. Фигуру сечения и то, что расположено за секущей плоскостью, проецируют на плоскость F, получая изображение фронтального разреза.

Профильный разрез – это изображение, полученное в результате мысленного рассечения детали секущей плоскостью, параллельной профильной плоскости проекций, и состоящее из фигуры сечения и изображения части детали, расположенной за секущей плоскостью.

На рис.3.8 показано построение профильного разреза детали. Деталь мысленно рассекаем секущей плоскостью, параллельной профильной плоскости проекций. Фигуру сечения и то, что расположено за секущей плоскостью, проецируют на плоскость Р, получая изображение профильного разреза.

Горизонтальный разрез – это изображение, полученное в результате мысленного рассечения детали секущей плоскостью, параллельной горизонтальной плоскости проекций, и состоящее из фигуры сечения и изображения части детали, расположенной за секущей плоскостью.

На рис.3.9 показано построение горизонтального разреза детали. Деталь мысленно рассекаем секущей плоскостью, параллельной горизонтальной плоскости проекций. Фигуру сечения и то, что расположено за секущей плоскостью, проецируют на плоскость Н, получая изображение горизонтального разреза.

Согласно требованиям стандарта горизонтальные, фронтальные и профильные разрезы на чертежах размещают с соответствующими основными видами. На одном чертеже могут быть несколько разрезов. Их количество должно быть минимальным, и в то же время достаточным для понятия и чтения чертежа.

При изображении разрезов нужно принимать во внимание некоторые требования, устанавливаемые стандартом. Если секущая плоскость совпадает с плоскостью симметрии детали и изображение разреза находится в непосредственной проекционной связи с соответствующим видом, то секущая плоскость не обозначается и разрез показывается без какой-либо записи (рис. 3.6 – 3.9). В противном случае необходимо указывать положение секущей плоскости на чертеже. Положение секущей плоскости указывается на чертеже линией сечения. Для линии сечения применяется разомкнутая линия. Начальный и конечный штрихи не должны пересекать контур соответствующего изображения. Толщина штриховых линий в 1,5 раза больше толщины основной сплошной линии. На начальном и конечном штрихах следует ставить стрелки, указывающие направление взгляда.

Стрелки должны наноситься на расстоянии 2…3 мм от конца штриха. У начала и у конца линии сечения ставят одну и ту же прописную букву.

Буквы наносятся около стрелок (рис.3.10). Разрез должен быть отмечен надписью по типу « А-А».

На рис.3.11 показаны разрезы несимметричной детали. Секущие фронтальная и профильная плоскости обозначены соответственно А-А и В-В и на изображениях разрезов сделаны соответствующие записи.

Если секущая плоскость составляет с горизонтальной плоскостью проекций угол, отличный от прямого угла, то такой разрез называется наклонным разрезом.

На рис.3.12 показан пример выполнения наклонного разреза детали.

Разрез производится по плоскости А-А. Стрелками показывается направление взгляда наблюдателя и обозначается прописными буквами.

Разрез проецируется на плоскость, параллельную секущей плоскости, а затем совмещается с фронтальной плоскостью проекций.

По стандарту допускается повернуть наклонный разрез, сделав при этом над изображением запись «А-А повернуто».

Разрез, служащий для выяснения устройства предмета лишь в отдельном, ограниченном месте, называется местным.

Местный разрез выделяется на виде сплошной волнистой линией. Эта линии не должны совпадать с какими-либо другими линиями изображения.

На рис.3.13 показан пример выполнения местных разрезов. В детали имеются два отверстия: одно глухое, расположенное на одном конце детали, и сквозное. Поэтому давать полный разрез детали в данном случае не имеет смысла. Местный разрез даёт полное представление о размерах и форме отверстия.

Соединение части вида детали с частью разреза Для более полной информации о наружных и внутренних формах детали производят соединение части вида детали с частью разреза. Если деталь является симметричной по какой-то оси, то на разрезе по этой оси можно соединять половину вида и половину разреза, разделяя их штрихпунктирой тонкой линией, являющейся осью симметрии.

Для более полной информации о наружных и внутренних формах детали производят соединение части вида детали с частью разреза. Если деталь является симметричной по какой-то оси, то на разрезе по этой оси можно соединять половину вида и половину разреза, разделяя их штрихпунктирой тонкой линией, являющейся осью симметрии. Часть разреза обычно располагают справа от оси симметрии, разделяющей часть вида с частью разреза, или снизу от оси симметрии. Линии невидимого контура на соединяемых показываются.

Если деталь является несимметричной, то на виде спереди можно соединить часть главного вида детали с частью фронтального разреза. В этом случае они отделяются друг от друга сплошной тонкой волнистой линией (рис.3.14).

Разрез, полученный в результате мысленного рассечения детали несколькими секущими плоскостями, называется сложным разрезом.

Сложные разрезы бывают ступенчатые и ломанные.