Файл: Бубенников, А. В. Начертательная геометрия учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 72
Скачиваний: 0
НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ
И З Д А Н И Е В Т О Р О Е ,
ПЕ Р Е Р А Б О Т А Н Н О Е
ИД О П О Л Н Е Н Н О Е
Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР
в качестве учебника для студентов вузов всех специальностей, кроме строительных
М О С К В А
«ВЫСШАЯ ШКОЛА»
1 |
9 |
7 |
3 |
515
690 УДК 515 (075.8)
Г О С . П У Б Л И Ч Н А Я "" '" і
Н А У Ч ! ! 0 - Т £ Х .МЧЕС'.АЯ (
БИБЛИОТЕКА С С С Р
7 3 - 2/Sï3S~942>
690 |
Бубенников |
А. В и Громов М. Я. |
Н а ч е р т а т е л ь |
|
н а я г е о м е т р и я . * И з д . 2-е. У ч е б н и к д л я в у з о в . М . , |
||||
« В ы с ш а я |
ш к о л а » , 1973. |
|
||
416 |
с т р . с и л л . |
|
||
П р е д л а г а е м ы й у ч е б н и к п о к у р с у « Н а ч е р т а |
||||
т е л ь н а я |
г е о м е т р и я » в о с н о в н о м |
с о о т в е т с т в у е т |
п р о г р а м м е M B и С С О С С С Р д л я в ы с ш и х т е х н и ч е с к и х у ч е б н ы х з а в е д е н и й .
В у ч е б н и к е и з л о ж е н ы в о п р о с ы п о с т р о е н и я ч е р т е ж е й п р о с т е й ш и х г е о м е т р и ч е с к и х о б р а з о в — т о ч е к , п р я м ы х , п л о с к о с т е й . Д а н ы о б щ и е с х е м ы
0313255 Б - 74—72
001(01) 73
Р е ц е н з е н т ы :
З а с л у ж е н н ы й д е я т е л ь н а у к и и т е х н и к и
д о к т о р |
т е х н . наук, |
п р о ф . И. И. /Сотов |
Бубенников |
Александр |
Васильевич |
Громов |
Михаил |
Яковлевич |
Н А Ч Е Р Т А Т Е Л Ь Н А Я Г Е О М Е Т Р И Я
р е ш е н и я п о з и ц и о н н ы х з а д а ч о с н о в н ы м с п о с о б о м и с п о с о б а м и п р е о б р а з о в а н и я э п ю р а М о н ж а .
З д е с ь т а к ж е р а с с м о т р е н ы н е к о т о р ы е в и д ы м н о г о г р а н н и к о в , п л о с к и е и п р о с т р а н с т в е н н ы е к р и в ы е л и н и и , п о в е р х н о с т и о с н о в н ы х в и д о в и с л о ж н ы х ф о р м .
У к а з а н ы г р а ф и ч е с к и е м е т о д ы о п р е д е л е н и я п л о щ а д е й к и н е м а т и ч е с к и х п о в е р х н о с т е й и м е т о д ы о п р е д е л е н и я о б ъ е м о в т е л , о г р а н и ч е н н ы х п о в е р х н о с т я м и ; д а н ы п о н я т и я о к р и в и з н е п о в е р х н о с т е й .
П р е д н а з н а ч а е т с я д л я с т у д е н т о в |
т е х н и ч е с к и х |
в у з о в всех с п е ц и а л ь н о с т е й , к р о м е |
с т р о и т е л ь н ы х . |
|
515 |
К а ф е д р а Н а ч е р т а т е л ь н о й г е о м е т р и и и г р а ф и к и Л е н и н г р а д с к о г о и н с т и т у т а в о д н о г о т р а н с п о р т а
Р е д а к т о р |
|
С д а н о в н а б о р |
1 8 / I X - 7 2 г. |
П о д п . к |
п е ч а т и |
||||||||||
3. |
Г. |
Овсянникова |
|
28/ГѴ-73 г. |
Ф о р м а т 7 0 х 9 0 ' / і б . |
О б ъ е м |
|
26 |
п. л . |
||||||
И л л ю с т р а ц и и х у д о ж н и к а - г р а ф и - к а |
У с л . п. л. 30,42. У ч . - и з д . л. 28,79. И з д . № |
О Т - 1 6 3 / 7 0 . |
|||||||||||||
Т и р а ж |
70 000 экз . Ц е н а |
1 р . |
18 к. Зак . 718. |
|
|||||||||||
Д. |
С. |
Котлова |
|
|
|||||||||||
|
П л а н в ы п у с к а л и т е р а т у р ы д л я в у з о в и т е х н и к у м о в |
||||||||||||||
П е р е п л е т х у д о ж н и к а |
|||||||||||||||
и з д а т е л ь с т в а |
« В ы с ш а я |
ш к о л а » |
на 1972 |
г. П о з и |
|||||||||||
Н. |
А. |
Седельникова |
|||||||||||||
ция |
№ 74. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Х у д о ж е с т в е н н ы й |
р е д а к т о р |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
М о с к в а , К - 5 1 , Н е г л и н н а я ул . , д. 29/14. |
и з д а т е л ь |
||||||||||||||
Н. |
К. |
Гуторов |
|
||||||||||||
|
с т в о « В ы с ш а я ш к о л а » . |
|
|
|
|
|
|
||||||||
М а к е т и р о в а н и е и т е х н и ч е с к о е |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Я р о с л а в с к и й п о л и г р а ф к о м б и н а т « С о ю з п о л и г р а ф - |
|||||||||||||||
р е д а к т и р о в а н и е |
|
||||||||||||||
|
п р о м а » пр и Г о с у д а р с т в е н н о м к о м и т е т е |
С о в е т а |
|||||||||||||
Э. |
М. |
Чижевского |
|
||||||||||||
|
М и н и с т р о в С С С Р по д е л а м и з д а т е л ь с т в , п о л и г р а |
||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
К о р р е к т о р |
|
фии |
и |
к н и ж н о й |
т о р г о в л и . |
Я р о с л а в л ь , |
|
у л . |
С в о |
||||||
В~. В. |
Кожуткина |
|
б о д ы , |
97. |
|
|
|
|
|
|
|
|
£ ) Издательство «Высшая школа» 1973
П Р Е Д И С Л О В И Е
Графические способы исследований пред метов окружающего нас мира, присущие начертательной геометрии, широко исполь зуются в ряде технических и других наук, обогащая их наглядностью и простотой ре шений. Особенно большое практическое при менение начертательная геометрия находит
в конструкторской практике. Учитывая |
это |
и возрастающую в последнее время |
роль |
математических наук во втузах, начертатель ная геометрия как прикладная математиче ская дисциплина рассматривает уже значи тельно больший комплекс задач, чем те, которые включались раньше в курсы начер тательной геометрии. В настоящее время появилась необходимость создания (в пре делах существующей программы) учебника, содержащего более полные сведения.
Вэтом учебнике в доступной и строгой форме представлены и некоторые исследо вания, направленные на сближение при по мощи графических методов теории геомет рии с инженерной практикой, что будет способствовать повышению уровня геомет рической и конструкторской подготовки ин женеров.
Вучебник включен материал, имеющий исключительное практическое значение, как например: определение площадей поверх ностей и объемов тел, ограниченных по верхностями; приведены начальные сведе
ния об эталонах и кривизне кривых линий и поверхностей.
Для облегчения изучения курса начерта тельной геометрии, особенно студентами заочных втузов, в конце каждой главы даны вопросы для самопроверки. Это поможет
студентам обратить внимание на |
основ |
ные положения учебной программы |
курса |
и контролировать изучение пройденного ма териала.
После первого издания книги (1965 г.) получено много советов и пожеланий чита телей как по объему и распределению мате риала, так и по содержанию отдельных раз делов курса.
При переработке учебника сокращены некоторые разделы, а также включен новый материал, необходимый для более полного изложения и обоснования важнейших во просов прикладной геометрии.
При подготовке второго издания учеб ника учтены критические замечания про фессоров В. О. Гордона, H . Н. Иванова, В. С. Левицкого, H . Н. Рыжова, Н. Ф. Четверухина и особенно И. И. Котова . Б о л ь ш у ю помощь при подготовке рукописи к пе-чати оказал также коллектив кафедры начерта тельной геометрии и графики Всесоюзного заочного политехнического института, ко т о р ы м авторы выражают глубокую призна тельность.
Пожелания и замечания, направленные на улучшение этого издания, просим на правлять в издательство «Высшая школа» по адресу: Москва, К-51, Неглинная ул., д. 29/14.
В В Е Д Е Н И Е
Начертательная геометрия является од |
Художнику и архитектору она нужна для |
||||||||||||||
ним из разделов геометрии, в котором про |
построения перспективы предметов, т. е. для |
||||||||||||||
странственные |
формы |
(совокупности точек, |
изображения предметов такими, какими они |
||||||||||||
линий и поверхностей) с их геометрическими |
представляются в действительности нашему |
||||||||||||||
закономерностями изучаются в виде их изоб |
глазу. Скульптору она нужна для определе |
||||||||||||||
ражений на плоскости. |
|
|
|
|
ния очертаний произведений ваяния, кото |
||||||||||
Основной целью начертательной геомет |
рые создаются из бесформенного куска кам |
||||||||||||||
рии является умение изображать всевозмож |
ня, дерева, глины и т. п. |
|
|
|
|||||||||||
ные сочетания геометрических форм на плос |
Математические |
науки |
достигают еще |
||||||||||||
кости, а также умение производить |
исследо |
большего расцвета, когда изучаемые вопро |
|||||||||||||
вания и их измерения, допуская преобразо |
сы геометрических форм и их сочетаний со |
||||||||||||||
вания |
изображений. |
|
|
|
|
провождаются реальным и конкретным их |
|||||||||
Начертательная геометрия по своему со |
представлением. |
Разрешая |
математические |
||||||||||||
держанию и методам занимает особое поло |
задачи |
в |
их графической |
интерпретации, |
|||||||||||
жение среди других наук. Обогащая |
точные |
начертательная геометрия находит приме |
|||||||||||||
науки |
наглядностью и |
простотой |
решения |
нение в физике, астрономии, химии, меха |
|||||||||||
многих задач, начертательная геометрия в то |
нике, кристаллографии и многих других |
||||||||||||||
же время является могучим орудием для ра |
науках. Тесно примыкая своими проблемами |
||||||||||||||
ботников |
изобразительного |
искусства |
(ху |
к запросам практической жизни, начерта |
|||||||||||
дожников, архитекторов, скульпторов) в соз |
тельная геометрия все же остается по форме |
||||||||||||||
дании их произведений. Она как бы |
является |
и методам прикладной математической нау |
|||||||||||||
и грамматикой «языка техники» (чертежа). |
кой. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Невозможно достаточно полно предста |
Потребность |
изображать |
на |
плоскости |
|||||||||||
вить себе предмет по его даже самому под |
трехмерные (пространственные) образы по |
||||||||||||||
робному описанию. Описание не может за |
явилась уже у человека первобытного об |
||||||||||||||
менить чертежа, построенного по определен |
щества. Позднее, когда начали создавать |
||||||||||||||
ным геометрическим правилам. Начерта |
крепостные укрепления и другие соору |
||||||||||||||
тельная геометрия является наилучшим сред |
жения |
и |
машины, |
возникла |
потребность |
||||||||||
ством развития у человека пространственно |
предварительного составления их изобра |
||||||||||||||
го воображения, без которого немыслимо |
жения. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
никакое творчество. |
|
|
|
|
Хотя изображение, как бы оно совершен |
||||||||||
Инженер в своей практической деятель |
но ни было, не может заменить (с точки |
||||||||||||||
ности не может обойтись без знания этой |
зрения |
представления) самого сооружения, |
|||||||||||||
науки. Она нужна ему при |
проектирова |
м а ш и н ы и т. п., пользование |
изображениями |
||||||||||||
нии и при создании по выполненному |
про |
во многих |
случаях |
представляет |
большие |
||||||||||
екту |
того |
или |
иного |
сооружения, |
маши |
преимущества по сравнению с использова |
|||||||||
ны и т. п. |
|
|
|
|
|
|
нием самих оригиналов. |
|
|
|
Изображения дают возможность пред ставить не только существующие, но и вооб ражаемые объекты, представить впечатле ния, которые воспринимаются от внешнего мира, передать их органам чувств и сохра нить их в памяти.
Такой запас представлений служит ма териалом для созидательной работы вооб ражения. С п о м о щ ь ю изображений можно видеть и изучать не только внешние ф о р м ы существующих, переставших существовать и воображаемых предметов, но и такие их детали, для рассмотрения которых потребо валось бы полное разрушение данного пред мета, можно непосредственно сравнивать оригиналы, далеко расположенные один от другого, и т. п.
Однако не всякое изображение отражает геометрические свойства оригинала и может быть принято для всестороннего его ис следования. Изображение, которое позволя ет определять взаимосвязь (взаимопринад лежность) элементов объекта, называют
полным.
Изображения, по которым можно опре делить размеры объекта, называют метри
чески определенными.
Изображения бывают рельефные и по верхностные (плоскостные).
К рельефным изображениям можно от нести всякого рода модели и предметы ваяния.
К поверхностным изображениям можно отнести панорамы, картины, фотографии, рисунки, чертежи. И з поверхностных изобра жений наименее совершенными являются
В в е д е н и е
линейные — рисунки и чертежи, однако |
эти |
7 |
|||
изображения |
наиболее |
употребительны |
в |
|
|
практике. |
|
|
|
|
|
Рисунком |
называют |
изображение |
пред |
|
|
мета от руки и на глаз с кажущимися относи |
|
||||
тельными размерами и положениями от |
|
||||
дельных его элементов. |
|
|
|
|
|
Чертежом |
называют |
изображение |
пред |
|
|
мета, построенное по особым правилам при |
|
||||
помощи чертежных инструментов, в точной |
|
||||
зависимости от размеров и положения в |
|
||||
пространстве соответствующих линий пред |
|
||||
мета. |
|
|
|
|
|
Чертеж является более точным вырази |
|
||||
телем наших представлений о каком-либо |
|
||||
предмете, чем рисунок. В чертеже отража |
|
||||
ются геометрические свойства изображае |
|
||||
мого объекта. В технике |
чертежи являются |
|
|||
единственным и незаменимым средством вы |
|
||||
ражения человеческих идей. Чертежи необ |
|
||||
ходимы в самых разнообразных проявлениях |
|
||||
многосторонней деятельности человека. Они |
|
||||
должны не только определять форму и |
|
||||
размеры предметов, но |
и быть достаточно |
|
|||
простыми и точными в графическом |
испол |
|
|||
нении, решать вопросы всестороннего ис |
|
||||
следования отдельных частей предмета. |
|
Эти требования к чертежам привели к созданию теории изображений, составляю щей основу начертательной геометрии.
Правила построений изображений, изла гаемые в начертательной геометрии, основа ны на методе проекций. Поэтому проекцион ный метод построения изображений является основным методом начертательной геомет рии.
|
У с л о в н ы е о б о з н а ч е н и я |
|
|
|
|
|
|
|
|||
g |
У С Л О В Н Ы Е О Б О З Н А Ч Е Н И Я |
|
|
|
|||||||
|
|
|
Oxyz — натуральная система коорди |
||||||||
|
|
|
|
|
нат; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О — начало |
координат; |
|
|
||||
|
Ох, |
Oy, Oz — оси проекций; |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
S — центр проецирования; произ |
|||||||
|
|
|
|
|
вольно |
выбранное |
направле |
||||
|
|
|
|
|
ние проецирования показыва |
||||||
|
|
|
|
|
ют |
отрезком |
прямой |
или |
|||
|
|
|
|
|
стрелкой; |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
H — горизонтальная |
плоскость |
||||||
|
|
|
|
|
проекций; |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
V— фронтальная |
плоскость |
про |
|||||
|
|
|
|
|
екций; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W— профильная |
плоскость |
про |
|||||
|
|
|
|
|
екций; |
|
|
|
|
|
|
|
А, |
В, С, |
D, ... I, II, III, ...—точки, |
распо |
|||||||
|
|
|
ложенные в пространстве; |
|
|
||||||
|
а, |
Ь, с, d, ... I, 2, 3, ... — проекции |
точек |
||||||||
|
|
|
на плоскости Н; |
|
|
|
|
|
|||
|
а', |
Ь', с', |
d', ... Г, 2', |
3', ...—проекции |
то |
||||||
|
|
|
чек на плоскости V; |
|
|
|
|
||||
|
а", |
Ь", с", d", ... 1", 2", 3" ... |
— |
проекции |
|||||||
|
|
|
точек на плоскости W; |
|
|
|
|||||
|
AB, |
CD, |
EF, ... — прямые |
линии |
в прост |
||||||
|
|
|
ранстве, |
задаваемые |
отрезками; |
|
|||||
|
ab, a'V; cd, c'd'; ... — |
проекции |
отрезков |
||||||||
|
|
|
прямых |
линий; |
|
|
|
|
|
||
|
Р, |
Q, Т, R, ... — плоскости, произвольно рас |
|||||||||
|
|
|
положенные |
в пространстве; |
|
||||||
|
АБС |
... или (в проекциях) |
abc, a'b'c'; |
... — |
|||||||
|
|
|
плоскость, |
заданная |
гремя |
точками, |
|||||
|
|
|
двумя |
пересекающимися |
прямыми, |
||||||
|
|
|
треугольником; |
|
|
|
|
|
|||
|
Рн, |
Ру; |
QH, QV, |
••• — плоскость, заданная |
|||||||
|
|
|
следами; |
|
|
|
|
|
|
||
|
NH, MV, |
SV, |
... — плоскости, |
перпендику |
|||||||
|
|
|
лярные |
к плоскостям |
проекций |
(про |
|||||
|
|
|
ецирующие); |
|
|
|
|
|
|||
|
а, ß, |
у, Ô, ... — углы; |
|
|
|
|
|
||||
|
|
— оси (при замене плоскостей |
проекций) |
||||||||
|
|
|
в основной системе плоскостей про |
||||||||
|
|
|
екций; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
h |
È' |
- и |
ні> h |
••• - |
о с |
и в |
д ° п о л н и - |
||
|
|
|
тельной |
системе |
плоскостей |
проекций |
|||||
|
|
|
последовательно; |
|
|
|
|
L — прямой угол, обозначаемый в случае необходимости дугой с точкой внутри полученного сектора;
=— совпадение (тождественность) двух гео метрических элементов или их проек ций, например,
А = В, |
M =m, |
а'= b',... |
||
или |
|
|
|
|
AB = CD, |
AB = ab, |
a'b's. c'd',... |
||
Латинский |
алфавит |
|
||
Аа — а |
|
|
Nn |
— эн |
ВЬ — бэ |
|
|
Оо — о |
|
С с— цэ |
|
|
РР — пэ |
|
Dd — дэ |
|
|
— ку |
|
Ее — е |
|
|
Rr |
— эр |
F Z - э ф |
|
|
Ss |
— эс |
G g — ге (же) |
|
Tt — тэ |
||
H h — xa (аш) |
|
Uu |
— у |
|
Ii — и |
|
|
Vv — вэ |
|
Jj — йот (жи) |
|
Ww — дубль-вэ |
||
Kk — ка |
|
|
Xx |
ИКС |
LI — эль |
|
|
Yy — игрек |
|
Mm — эм |
|
|
Zz |
— зет |
Греческий |
алфавит |
|
||
А а — альфа |
|
|
Nv — ни |
|
В ß — бэта |
|
|
|
— кси |
Г У — гамма |
|
|
Oo — омикрон |
|
Л Ô — дельта |
|
Пл — пи |
||
Е е — эпсилон |
|
P P |
— ро |
|
Z Г — дзета |
|
|
Za |
— сигма |
Hfj — эта |
|
|
T T |
— тау |
Ѳ Ѳ — тэта |
|
|
YD — ипсилон |
|
I J — йота |
|
|
Фф — фи |
|
КХ — каппа |
|
|
XX — хи |
|
Л А — лямбда |
|
уф |
— пси |
|
М/і — ми |
|
|
Пси — омега |
|
|
Арабские |
цифры |
|
|
|
0123456789 |
|
||
|
Римские |
цифры |
|
III III IV V VI VII VIIIIX X