Файл: Начертательная геометрия курс лекций..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.06.2024

Просмотров: 138

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

мо: 1) через AB провести

 

плоскость Т±Н.

Здесь

след

Th

проходит

по

проекции ab,

а

след Тѵ±ОХ;

2)

построить

ли­

нию

/, 2;

Г,

2'

пересечения

плоскостей Р

и

Т;

3)

отметить

точку

пересечения К

{Ш)

данной

линии

AB

с

построенной

1, 2. Отсюда

bk,

b'k'

будут

проекциями кратчайшего

расстоя­

ния от точки В до плоскости

Р. С другой стороны плоскости

Р отрезок

AK

(ak,

a'k'),

очевидно,

показывает

кратчайшее

расстояние от точки А до плоскости

Р.

 

 

 

 

 

В пространстве плоскости пересекаются под любыми углами. Для практики проецирования представляют интерес плоскости, пересекающиеся (или расположенные) под пря-

 

Рис

106

 

 

 

 

мым углом одна к другой. Известно, что две

плоскости

будут

взаимно

перпендикулярными,

если в

одной

из

плоскостей

имеется

прямая линия, перпендикулярная

к

другой

 

плоско­

сти. Очевидно, что следы плоскости будут проходить через следы перпендикуляра. Но через перпендикуляр, как через линию, можно провести бесчисленное множество плоскостей,

перпендикулярных к другой

плоскости.

Например, на

рис. 107, а даны проекции тп,

т'п' отрезка

MN. Продолжив

проекции отрезка до пересечения с осью ОХ, получают тем самым проекции фронтального ѵѵ' и горизонтального hh' сле­

дов его. Все

плоскости,

проходящие

через MN,

обязаны

своими следами проходить через одноименные следы Я и V

прямой линии. Но направление следов каждой

плоскости

определяется еще точкой схода следов

Ях.

На рис. 107, а по­

казаны точки

Rix, R2x, Rsx,

представляющие

собой

произволь­

ные положения точек схода следов каких-то случайных пло­ скостей RiRzR3- • • из бесчисленного ряда возможных. Из ска-

101


занного следует, что положение следов искомой плоскости будет определяться: а) следами перпендикуляра; б) произ­ вольно выбранной на оси ОХ точкой схода следов.

Рис. 107

Пусть на рис. 107,6 даны следами плоскость Q и точка А (аа'). Требуется через точку А провести плоскость R, пер­ пендикулярную к плоскости Q. Через горизонтальную проек-

 

 

 

 

Рис.

108

 

 

 

цию а проводят

горизонтальную проекцию

ab±Qh

и

через

фронтальную проекцию а' — фронтальную проекцию

 

a'b'±Qv.

Определяют следы ѵѵ' и hh'

перпендикуляра AB

к плоско­

сти Q. Затем

берут

любое

произвольное

положение

Rx

точки схода следов искомой плоскости R. Через горизонталь­

ную проекцию

h

и через Rx

проводят след Rh, а через

фрон­

тальную проекцию ѵ'

и Rx

— фронтальный

след Rv

искомой

102

плоскости R, перпендикулярной данной плоскости Q. Очевид­ но, плоскость R — одна из многих возможных для построения

плоскостей,

перпендикулярных

 

плоскости Q. Как видно на

рис. 107,6,

одноименные

следы

перпендикулярных

плоскостей

в общем

случае

не

перпендикулярны.

 

 

 

Через

отрезок

прямой AB

(ab, а'Ь')

проведем плоскость,

перпендикулярную к данной плоскости Q (рис. 108). Новая

плоскость R своими следами

Rh

и Rv

пройдет

через следы

H3V3 линии AB. Следы

Rh и Rv

должны

пройти

и через сле­

ды #іѴі и Н2Ѵ2 двух перпендикуляров к плоскости Q, прове­

денных через концы аа'

и ЬЬ' отрезка

прямой линии.

Г Л А В А I I I

СПОСОБЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПРОЕКЦИЙ

§ 22. Общие положения

Задачи, рассматриваемые в начертательной геометрии, могут быть разделены на позиционные и метрические.

Позиционные — это задачи, связанные с проецированием геометрических элементов на выбранные плоскости проекций и определением положения их относительно плоскостей про­ екций, а также задачи, связанные с определением взаимного положения геометрических элементов друг относительно друга. Выше были рассмотрены приемы решения этих задач.

Метрические задачи связаны с измерением тех или иных геометрических величин: определение расстояний, углов, формы и размеров фигур и т. д. Решение этих задач на эпю­ ре, где геометрические элементы находятся в общем, произ­ вольном расположении относительно плоскостей проекций, связано во многих случаях с большими трудностями. Иллю­ страцией этого может служить пример на определение рас­

стояния

от точки до прямой

линии.

 

 

На

рис. 109 даны проекции а, а'

точки А и be, b'c' пря­

мой

ВС,

находящейся

в положении,

перпендикулярном пло­

скости

проекций Я

(рис.

109,а),

в положении

фронтали

(рис. 109,6), в общем

положении (рис. 109,б).

 

Как

известно, расстояние

от точки до прямой

измеряется

отрезком перпендикуляра, опущенного из точки на прямую, длина которого ограничена точкой пересечения его с прямой.

Так как в первых двух случаях ВС параллельна плоско­ сти V, то прямой угол между искомым отрезком АК. и пря­ мой ВС будет проецироваться на плоскость V без искаже-

103


ния. А

раз ВС±Н,

то

отрезок

А К, перпендикулярный

ВС,

будет параллелен плоскости H и, следовательно, на нее спро-

ецируется в истинную

величину,

т. е. горизонтальная проек­

ция

ak

отрезка

АК

будет

искомым

расстоянием

(см.

рис.

109, а) .

 

 

 

 

 

 

 

На

рис.

109,6

оказалось возможным

сразу

построить

только проекции ak,

a'k'

искомого расстояния, а на рис. 109, в

эти

проекции

удалось

определить путем

довольно

громозд­

ких построений: потребовалось через точку А провести пло­ скость Р, перпендикулярную ВС; затем определить точку К

пересечения

ВС с этой плоскостью

и, лишь

соединив данную

точку А с построенной точкой К,

получить

проекции иско­

мого отрезка

АК.

 

 

X

Рис. 109

В последних двух случаях необходимо еще искать вели­

чину отрезка АК

по его проекциям,

чего не

нужно делать

в первом случае.

 

 

 

Рассмотренный

пример показал,

что если

геометрические

элементы находятся в частном положении относительно пло­ скостей проекций, то решение метрической задачи на эпюре значительно упрощается.

Сравнение, например, решения задачи на построение точ­ ки пересечения прямой линии с плоскостью (см. рис. 95 и 97) говорит также о том, что если геометрические элементы на­ ходятся в частном положении, то упрощается решение и мно­ гих позиционных задач.

Чтобы от двух последних случаев (см. рис. 109,6 и в) перейти к первому (см. рис. 109,a), a от случая на рис. 95 к случаю на рис. 97, необходимо изменить положение геомет­ рических элементов относительно плоскостей проекций, со­ хранив их взаимное расположение.

104


Это может быть сделано двумя различными способами: 1) путем перемены плоскостей проекций при неизменном:

положении геометрических элементов в пространстве; 2) путем вращения геометрических элементов при неиз­

менном расположении плоскостей проекций.

§ 23. Способ перемены плоскостей проекций

Сущность этого способа состоит в том, что одна из пло­ скостей проекций заменяется новой плоскостью проекций,, удобно расположенной по отношению к заданным геометри­ ческим элементам. Так как начертательная геометрия зани­ мается изучением метода прямоугольного проецирования на.

взаимно перпендикулярные плоскости проекций, то, естествен­ но, новая плоскость проекций должна быть перпендикулярна одной из. старых плоскостей проекций.

Следовательно, заменять плоскости проекций можно толь­ ко последовательно, сохраняя их взаимную перпендикуляр­ ность.

Установим закономерности, которым подчиняется построе­ ние проекций точек, как простейших составляющих элемен­ тов любой сложной геометрической формы, на вновь выбран­ ной плоскости проекций.

На рис.

ПО, а

изображена точка А, заданная в системе

взаимно перпендикулярных плоскостей проекций Я и

V.

На рис.

110,6

представлен эпюр точки Л. Дробью. Ѵ/Н

обозначены

плоскости проекций, линией пересечения

кото­

рых является ось X. Так как буква Я написана внизу, то это означает, что при получении развернутой системы коорди­ натных плоскостей плоскость проекций Я совмещена с пло­ скостью чертежа вращением вокруг оси X сверху вниз. Если

105

бы плоскость Я вращали снизу вверх, то обозначение систе­ мы плоскостей, определивших ось X, было бы ѴН.

Фронтальная а' и горизонтальная а проекции точки А на эпюре лежат на одном перпендикуляре к оси X.

Заменим, например, плоскость проекций V новой пло­ скостью Vi, перпендикулярной Н, как показано на рис. ПО, а. Линия пересечения плоскостей Vi и Я есть новая ось проек­ ций Х\.

Чтобы построить проекцию точки А на новой плоскости проекций Ѵ\, нужно, как это делали и раньше, из нее опу­ стить перпендикуляр на плоскость Vi и отметить точку пере­ сечения его с ней а/ .

Для получения эпюра точки А в новой системе Н/Ѵі пло­ скость Vi вращаем вокруг оси Хі в направлении, указанном стрелками, до совмещения с плоскостью Я, которая в свою

очередь

совмещена

с плоскостью

чертежа.

 

На

рис.

110,6

изобразится новая ось проекций Хі в системе

Н/Ѵі.

 

 

Как

построить

проекцию

а /

точки А

в

новой

системе

Н\Ѵі> ai

связана проекционно с а, т. е. лежит

с ней на

одной

прямой,

перпендикулярной к

новой оси Хі\

так

как

положе­

ние точки А и плоскости проекций Я не изменилось, то не

изменилась

координата

ZA

— расстояние

от точки

А до

пло­

скости

проекций Я,

т. е. имеет

место

равенство

 

 

 

 

 

 

 

Аа

=

а'ах

=

а/ах1.

 

 

 

 

 

На

рис.

ПО, а

эти

отрезки

 

отмечены

двумя

штрихами.

Один член этого равенства а'ах

имеется на эпюре точки А\

(рис.

110,6).

Следовательно,

 

измерив

циркулем

 

этот

отрезок и отложив его на линии

проекционной связи аах\,

по­

лучим искомую проекцию а/ .

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогичным путем можно заменить плоскость Я

новой

плоскостью

проекций Я ь

перпендикулярной

плоскости

Ѵ\.

Осью проекций в новой системе

Ѵі/Ні

будет

Х2 — их

линия

пересечения

(см. рис. ПО,с). По известным

правилам

полу­

чена проекция ai точки А на новой плоскости проекций

Ни

Вращением Яі вокруг оси Х2

в направлении,

указанном

•стрелками,

до

совмещения

с плоскостью

Ѵ\

получен

эпюр

точки Л в новой системе ѴУЯЬ На рис. 110,6 это отразилось

изображением новой оси Х2

и новой проекции аи

полученной

с учетом равенства Aaî'—aaxi

=

a,iax2.

 

Подводя итоги проведенным

рассуждениям,

можно крат­

ко сформулировать закономерность перехода от одной систе­ мы плоскостей проекций к другой и построения при этом проекций точки: при замене одной из старых плоскостей про­ екций новой плоскостью расстояние от проекции точки на новой плоскости проекций до новой оси проекций остается

106


равным расстоянию от проекции точки на старой плоскости

проекций

до

старой оси проекций.

 

 

 

 

 

На

рис.

110,6

старой плоскостью проекций и старой

осью

проекций

являются соответственно

V и X, новыми—V]

и

Xlt

а затем

также

соответственно

старыми

являются

Я

и

Хіу

.а новыми — Hi и Х2.

бы,

начав

последовательную

Такой

же вывод получили

перемену

плоскости проекций Я, а затем

V.

 

 

 

Как построить след плоскости на вновь выбранной плос­

кости

проекций?

Это иллюстрируется рис. 111, а,

где

в

си­

стеме

Ѵ/Н задана плоскость общего положения Р своими

сле-

 

 

Рис. 111

 

 

 

 

дами Ph

и Рѵ.

На рис. 111,6

представлен

эпюр

той

же плос­

кости.

 

 

 

 

 

 

 

Для построения следа Рѵі

плоскости Р на новой

плоскости

проекций

Vi

нужно знать

две точки,

определяющие его.

Одной из

них является новая точка

схода

PxU

получившаяся

в пересечении

горизонтального следа

Ph с новой осью проек­

ций ХІШ Для нахождения второй точки в плоскости Р строим гори­

зонталь, фронтальный след которой, как известно, лежит на

фронтальном

следе плоскости

Рѵ.

Построив

новый фронтальный след горизонтали, для чего

в-пересечении

горизонтальной

проекции ее с осью Х\ отме­

чаем новую горизонтальную проекцию ѵ и а в проекционной

связи с учетом равенства отрезков

ѵѵ'=ѴіѴі'

находим новую

фронтальную

проекцию о/, через него, а также через Рх\ про­

водим новый фронтальный .след Рѵі

плоскости Р на плоскости

проекций Vi.

Новая фронтальная

проекция горизонтали

параллельна

оси Хі.

 

 

107