Файл: Котов И.И. Начертательная геометрия курс лекций для слушателей фак. повышения квалификации преподавателей учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.06.2024

Просмотров: 90

Скачиваний: 1

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

Вращение вокруг прямой, перпендикулярной плоскости проекций

Имеем, (рис. 45) две плоскости проекций чсх и чт2 ; плос­

кость уровня р2 ; ось вращения г и ее проекциюі ;вращае —

мую точку М и es проекцию Ait . Вращение фигуры вокруг

оси, перпендикулярной плоскости проекций, представляет со ­ бой плоскопараллельное перемещение относительно этой плос­ кости.

Таким образом, остается справедливой соответствующая теорема. Кроме того, при повороте фигуры на угол ср гори — зонтальные проекции ее точек тоже поворачиваются на угол

¥

Пример 1. Определить вращением натуральную величину

отрезка AB (рис. 46).

Рис. 45

Рис. 46

Рис. 47

Проводим ось і

, перпендикулярную плоскости <іі± и про -

ходящую через точку А (4^= / ) . Вращаем отрезок до поло - жения фронтали. Фронтальная проекция его дает натуральную

величину.

AB до положения фронта­

Пример 2. Повернуть отрезок

ли, вращая его вокруг оси, не пересекающей этот отрезок

(рис. 47).

 

Опускаем из і1 перпендикуляр р

на Af В}и, вращая его

вместе с прямой Af , приводим в вертикальное положение р.

27

Прямая At B1 будет горизонтальной проекцией фроятапи А В. Пример 3. Построить фронтальную проекцию а ' тонки А ,

лежащей в плоскости Р , зная положение проекции а, ( рис. 48). (Задача и обозначения Казаря - на Р.А.) На чертеже не показа­ ны ось проекций и точки.

Сместим плоскость Р по н а ­ правлению горизонтального сле­ да, пока соответствующая точка а не попадет на фронтальный след плоскости нового положе - ния. Затем плоскость возвратим в прежнее положение. Это дает возможность построить фронталь­

ную проекцию а ' . После этого строится ось проекций х .

Вращение вокруг линии уровня

Методом вращения вокруг линии уровня решается задача определения натуральной величины плоской фигуры.

При вращении точки вокруг линии уровня одна из проек - тгстй окружности представляет собой эллипс (рис. 49).

Метод применяется для определения натуральной величины плоской фигуры, так как отпадает необходимость строить эллипсы. К решению остальных задач этот метод обычно не применяется из - за трудностей, возникающих при постро­ ении эллипсов.

Пример. Определить натуральную ве­

личину треугольника вращением его во - крут горизонтали (рйс. 30).

Решение задачи основано на рассмотрении родства полей АГВ} Cf в. Ät B}Cf. Для построения точки Cf предварительно стро­

ится натуральная величина радиуса вращения r Qточки О .

28


Осью родства служит прямая Ai Bf. Построение точки Е

эьшолняется, как построение точки, родственной точке Е ,

§ 2. АКСОНОМЕТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАТУРАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ

В пространстве задается натуральная система координат

гс , J/ ,2 (рис. 51)

со своими

масштабными единицами. Коор­

динатами точки

М будут:

____

____

ОМ,

Mx Mt

м 1 м

X =

У =

У

Z =

 

 

'■'З

(координатные отрезки дают координатную ломаную). Проекционноеизображение натуральной системы коорди­

нат называется аксонометрической системой координат. Про­ екции натуральных масштабов - аксонометрическими масшта­ бами.

Чертеж фигуры, отнесенной к натуральной системе коор­ динат вместе с аксонометрической системой координат;, н а —

29

зывают аксЬнометрическим чертежом. При этом необходимо, чтобы для всех точен фигуры на чертеже можно было но — строить аксонометрические координатные ломаные. Система координат и изображаемая фигура связаны между собой мно­ жеством координатных ломаных (рис. 52).

Рис. 51

Рис. 52

Аксонометрия может быть: параллельная; прямоугольная; центральная; линейная; нелинейная.

Основные свойства параллельной аксонометрии

Будем называть аксонометрическими координатами точки следующие числа:

ОМ'х

S-

z ' =

ал' M '

p f

p r

СХ

 

е'ѵ

c z

Из свойств параллельных проекций следуют:

 

первое предложение -

аксонометрические координаты точ­

ки равны ее натуральным координатам, т.е.

* = * ' ; У * / J z = z ' i

второе предложение (основная теорема аксонометрии, ко­ торую поучил Полькв в середине XIX в) - теорема Польке (рис. 53): любые три отрезка, исходящие из одной точки и расположенные в одной плоскости, можно принять за парал­ лельную проекцию трех взаимно перпендикулярных и равных натуральных масштабов.

30



В параллельной проекции положение осей и их масштабы выбираются произвольно, так как всегда найдется в пространстве натуральная система координат и такое направление проецирования, Что данные отрезки будут ее про­ екциями. В этом и состоит значе­ ние теоремы Польке. В теореме не говорится о длине натураль - ных масштабов, т.е. если попыта­ емся реконструировать чертеж, то получим фигуру, подобную данной.

Отсюда следует вывод: по задан­ ной аксонометрической системе

координат всегда можно найти тот натуральный масштаб ,

который изображен на данном чертеже. Эта единица окажет­ ся не.-ра&ной единице эпюра Монжа вп Ф ем , поэтому изобра­

жение предмета при произвольно выбранной аксонометричес­ кой системе получается с точностью до подобия. Коэффиди —

ент подобия 1с -

,

ем

Схема построения аксонометрического чертежа:

1.В пространстве задается (выбирается) натуральная си­ стема координат, связанная с изображаемым предметом.

2.Выбираются характерные точки предмета, определяю -

щие его форму.

3. Осуществляется координация характерных точек пред - мета.

4. Задается аксонометрическая система координат.

5. Натуральные координаты характерных точек переводят­ ся в аксонометрические.

6. По аксонометрическим координатам точек строятся их изображения.

7. По изображениям точек дорисовывается(с помощью ин­ струментов) изображение предмета.

Пример (рис. 54). Дан эпюр Монжа детали. Построить аксонометрию.

31

Задаемся прямоугольной системой координат (совершен - но произвольно) и произвольно - масштабами. Приучаем ак­ сонометрию детали (рис. 65).

Прямоугольная аксонометрия

Теорема. Польке для прямоугольной аксонометрии неверна. Это значит, что произвольно выбрать оси и масштабы нель­ зя.

Основные теоремы прямоугольной аксонометрии (рис. 56). Плоскость проекций выбирается так, чтобы она пересекла положительное направление осей. Треугольник АВС—тре — угольник следов.

Рис. 56

32


Первая теорема. Прямоугольная проекция

о' точки О на -

холится внутри треугольника следов.

^

Д о к а з а т е л ь с т в о :

1. Предположим, что точка 0 спроедируется в точку О ,

расположенную вне треугольника следов.

 

2. Соединим точку О с вершиной В .

 

3. Рассмотрим треугольник 00*В. В этом

треугольнике

угол В00 >90 , так как угод В00 больше утла В 00 .

4. Рассмотрим угол 00 В . Он прямой, потому что речь идет о прямоугольном проецировании. Получаем, что в тре -

угольнике 0 ОБ сумма двух углов больше 180 . Точка 0 не может быть вне треугольника. Не может она находиться и

на границе, например, в положении 0**, так как тогда в

УX

треугольнике 0 0В имеется два прямых угла, что невозмож­ но. Значит, проекция точки 0 расположена внутри треуголъ — ника.

Вторая теорема. Аксонометрические оси в прямоугольной аксонометрии образуют тупые утлы.

Справедливость данной теоремы вытекает из формулы о

проецировании произвольного и прямого угла

л

cos х ' у ' = - igoi tg |Ь .

Третья теорема. Аксонометрические оси являются высо­ тами треугольника следов.

Эта теорема является следствием теоремы о трех перпен­

дикулярах: проекция на­

клонной, перпендикуляр -

ной к. прямой,, перпенди -

кулярна к этой прямой

(рис. 67):

tn JLtt —>- r n r 1 f t .

Четвертая теорема;

Треугольник следов -

Рис. 57

остроугольный треуголь­ ник.

33

Углы А С входят в прямоугольные треугольники

ВО

А

*■*

 

 

 

 

 

 

 

_

 

 

и ВО С , значит, они острые.

 

 

 

 

 

 

Если рассмотреть прямоугольный треугольник

А ОВ,

полу­

 

 

 

чим

(рис. 5Б), что угол

В -

ост

-

 

 

 

рый. ОА является высотой треуголь­

 

 

 

ника АВС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина отношения

-CDSVL-U

 

 

 

называется коэффициентом искаже­

 

 

 

ния масштаба. Можно аналогично

 

 

 

 

ввести коэффициенты искажения по

 

 

 

осям j / n z

(рис. 58):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: cosß = v

 

= COSY = Ul.

Пятая теорема. Для прямоугольной аксонометрии справед­

лива следующая формула, связывающая косинус угла между

 

осями с

искажениями по этим осям:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V l - U 2iV l- V 2 '

 

 

 

 

 

 

COSO) Л

=

-----------------.

 

 

 

 

 

 

 

1 х у '

 

 

их>

 

 

 

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о :

 

 

 

 

 

 

 

 

COStf^

 

V/-cos2a:' V/-cos2ß

і / 1~и2'V 1- V2

 

= - t6 o d tö ß = -

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

X'yi

 

cos а

 

 

 

U V

 

 

Аналогично имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos Cf

/ч =•

t o

2 ’

 

 

 

 

 

 

 

и XV

i

C0SCі л

= ~

 

vzu

 

 

 

 

X'Z'

 

 

г'у'

 

 

 

Коэффициенты искажения и

, у и zu произвольно выбирать

нельзя, так как на их выбор накладываются ограничения

 

(рис.

5 9 ,а,б):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

Коэффициенты искажения должны быть меньше 1: и < 1;

V < 1

и ха < 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2: и 2 + v 2 + VU2 =2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначим углы

а . и

, опустим на ось X

перпенднку-

34