Файл: Бубенников, А. В. Начертательная геометрия учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 73

Скачиваний: 0

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

Г л а в а I . О с н о в н ы е м е т о д ы п р о е ц и р о в а н и я г е о м е т р и ч е с к и х ф о р м на п л о с к о с т и

10(проецирующий конус) с вершиной в цент­ ре S. Поэтому такой метод проецирования называют также коническим. Коническая про­ екция представляет собой линию пересе­ чения проецирующей конической поверхно­ сти с плоскостью проекций. Эта линия из­ меняет свой вид и размеры в зависимости от направления плоскости проекций и поло­ жения ее относительно центра и оригинала.

Направлением плоскости называют направ­ ление прямой линии, перпендикулярной к этой плоскости. Действительно, кривая ли­ ния асЬ пересечения конической поверхности плоскостью Q хотя и сохранит свой вид, но изменится в размерах по закону подобия, если плоскость Q проекций приближать па­ раллельно ей самой к оригиналу или удалять от него. Эта линия с изменением направле­ ния плоскости проекций изменяется по виду и по размерам .

Центральной проекцией кривой линии в общем случае является кривая.

Если геометрический образ представить прямой линией, то все проецирующие лучи точек этой прямой расположатся в одной плоскости. Такую плоскость называют прое­

цирующей.

Две плоскости пересекаются по прямой линии. Поэтому проекцией прямой линии AB в общем случае является прямая линия ab (рис. 2).

Если точка M прямой AB принадлежит

Р и с . 2

плоскости проекций Q, то точка M и ее про­ екция m тождественны (совпадают), т. е.

М=т.

Если прямая СЕ проходит через центр

проекций,

т. е. является проецирующим лу­

чом, то она проецируется на плоскость Q в

виде точки

( с = е ) .

Если проецирующий луч некоторой точ­ ки D параллелен плоскости проекций, то он пересекается с плоскостью проекций в беско­ нечно удаленной точке dx, . Эту точку назы­ вают несобственной. Каждая прямая про­ странства имеет единственную принадлежа­ щ у ю ей несобственную точку. Все параллель­ ные между собой прямые пересекаются в од­ ной несобственной точке.

Пучок (связка) прямых пространства мо ­ жет иметь собственный и несобственный центры. Связку, с несобственным центром образуют все прямые, параллельные какойлибо прямой пространства. Если данная прямая DK лежит в плоскости центра S, параллельной плоскости проекций Q, она проецируется на плоскость Q в виде несоб­ ственной прямой .

Две параллельные плоскости пересека­ ются по несобственной прямой линии. Пучок плоскостей пространства может иметь соб­ ственную и несобственную оси. Пучок с не­ собственной осью образуют йсе параллель­ ные плоскости. Геометрическое место не­ собственных точек пространства принято считать несобственной плоскостью.

Собственные и несобственные элементы пространства взаимосвязаны обычными свойствами принадлежности. Метрические понятия на несобственные элементы не рас­ пространяются. Дополнение пространства несобственными элементами дает возмож ­ ность более полно, без всяких ограничений, осуществлять проецирование.

Центральное проецирование обладает большой наглядностью. Его используют в построениях перспективы различных соору­ жений. Перспективные изображения, полу­ ченные при помощи центрального проециро­ вания, очень близки зрительным представ­ лениям о предмете. Это объясняется устрой­ ством зрительного органа, работающего по принципу центрального проецирования. Оп -


Г л а ва I . Основные м е т о д ы проецирования г е о м е т р и ч е с к и х форм на п л о с к о с т и

лельной

(цилиндрической)

проекцией

данной

лельной

проекцией

точку

(с=е),

т. е. прое­

точки А. Аналогично находят параллель­

цируется на плоскость проекцией в виде

ные проекции и других точек заданной кри­

точки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вой линии AB. По таким точкам

определяют

Совокупность проецирующих лучей мо ­

кривую

ab — параллельную проекцию

кри­

жет

иметь

вид

проецирующего

цилиндра,

вой

AB.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

призмы или плоскости в зависимости от

 

Совокупность проецирующих лучей пред­

формы и положения изображаемого пред­

ставляет собой цилиндрическую

поверхность

мета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(проецирующий цилиндр). Поэтому такой

Проецирующий цилиндр называют так­

метод проецирования и называют

цилиндри­

же цилиндром

видимости.

Цилиндр

види­

ческим.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мости касается изображаемого предмета —

 

Параллельной

(цилиндрической)

проекцией

обертывает его по линии, называемой

кон­

кривой

линии в

общем

случае

является

кри­

туром (рис.

5).

 

 

 

 

 

 

 

вая

линия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параллельная проекция представляет со­

 

Если геометрический

образ

представить

бой линию пересечения цилиндрической по­

прямой линией, то все проецирующие лучи

верхности (цилиндра видимости) плоско­

точек этой прямой расположатся в одной

стью

проекций

Q.

 

 

 

 

 

 

плоскости. Такую плоскость называют

прое­

Поэтому

контуром

проекции

изобража­

цирующей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

емого

предмета

является

проекция

контура

 

Проецирующая

плоскость

 

пересекает

самого

предмета.

 

 

 

 

 

 

плоскость проекций по прямой линии. Эту

Цилиндрическая проекция данного на­

линию

называют

следом

 

проецирующей

правления проецирования изменяется по ви­

плоскости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ду и размерам только в зависимости от на­

 

Если точка M прямой AB

 

принадлежит

правления плоскости проекций.

 

 

 

плоскости

проекций

(рис. 4),

то

точка M

Предметы при

неизменном направлении

и ее проекция m взаимно тождественны —

проецирования имеют одну и ту же парал­

совпадают

(М=т).

 

 

 

 

 

 

 

лельную проекцию на все плоскости

данного

 

Прямая линия СЕ, параллельная направ­

направления. В зависимости от направления

лению

проецирования,

имеет

своей

парал-

проецирования по отношению к плоскости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проекций параллельное проецирование раз­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

деляют

на

к о с о у г о л ь н о е

и п р я ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м о у г о л ь н о е

(ортогональное).

П а р а л ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лельное проецирование называют

 

косоуголь­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ным, если направление проецирования со­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ставляет произвольный угол с плоскостью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проекций. П р и м е р о м косоугольного

проеци­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рования

может

служить тень, п а д а ю щ а я от

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

предмета, освещенного лучами Солнца. Здесь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вследствие значительного

удаления

Солнца

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от Земли м о ж н о допустить, что его лучи па­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

раллельны .

Параллельное проецирование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

называют прямоугольным,

или

ортогональ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ным, если направление проецирования сов­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

падает с направлением

плоскости

проекций,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т. е. составляет с плоскостью проекций пря­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м о й

угол. П р и м е р а м и

ортогональных

про­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

екций могут быть различные технические

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чертежи, изображения зданий в плане и

 

 

 

 

Р и с.

4

 

 

 

 

 

фасадах и пр.

 

 

 

 

 

 

 


§ 4. Восприятие (представление) п р е д м е т а по его и з о б р а ж е н и ю в п а р а л л е л ь н ы х проекциях

является простым в графических построе­ ниях и обеспечивает высокую точность и удобоизмеримость изображений предметов на плоскости. Он является основным при составлении технических чертежей.

Ортогональное проецирование представ­ ляет собой частный случай параллельного проецирования, когда направление проеци­ рования совпадает с направлением плоскос­ ти проекций.

Здесь все точки геометрического образа проецируют параллельными лучами на плос­ кость, перпендикулярную к ним. Однако такого изображения недостаточно для пред­ ставления самого предмета. Н о при орто­ гональном проецировании неопределенность изображения какого-либо предмета на одной плоскости можно восполнить путем изобра­ жения его на другой плоскости, перпенди­ кулярной к первой. Такие два изображения (комплекс двух ортогональных проекций)

определяют

положение предмета

в

прост17

ранстве.

 

 

 

 

Ч т о б ы создать представление

о

геомет­

рическом образе по двум его проекциям,

необходима некоторая работа

воображения,

тем большая, чем сложнее форма

предмета.

Д л я этого предметы располагают относи­

тельно плоскостей наивыгоднейшим для их

удобоизмеримости образом,

т. е. основные

их измерения представляют

параллельно

плоскостям

проекций.

 

 

 

На рис. 11 показан в двух проекциях ортогональный чертеж технической детали, выполненной из угольника. Здесь по двум проекциям можно определить все размеры детали и представить ее форму. Такие изоб­ ражения в черчении называются видами: вид спереди (на фронтальной плоскости про­ екций) и вид сверху (на горизонтальной плос­ кости проекций).

2. Аксонометрические проекции

Аксонометрические изображения* часто используют для пояснения сложных черте­ жей машин и механизмов и их отдельных деталей; пространственных кинематических схем; схем водоснабжения, отопления и вен­ тиляции; в проектах зданий, монтажных работ и т. д.

При аксонометрическом проецировании предмет связывают с пространственной сис­ темой трех взаимно перпендикулярных коор­ динатных осей. Предмет и оси координат проецируют на одну плоскость — плоскость аксонометрических проекций.

Равные масштабные отрезки, взятые на осях координат, при проецировании иска­ жаются. Между этими отрезками и их про­ екциями, лежащими на аксонометрических осях, устанавливаются некоторые соотно-

 

 

* О т л а т .

acson — о с ь и metric- — и з м е р я ю ,

 

 

ч т о о з н а ч а е т и з м е р е н и е п о о с я м . А к с о н о м е т р и ­

 

 

ч е с к и е п р о е к ц и и б ы в а ю т п а р а л л е л ь н ы е и ц е н т ­

Р и с .

11

р а л ь н ы е . З д е с ь

р а с с м а т р и в а е т с я т о л ь к о п а р а л л е л ь ­

н а я а к с о н о м е т р и я .


Г л а в а I . О с н о в н ы е м е т о д ы проецирования г е о м е т р и ч е с к и х форм на п л о с к о с т и

18шения (аксонометрические оси являются про­ екциями осей координат).

Зная соотношения (коэффициенты иска­ жения) для координатных осей, можно по­ строить проекции отрезков, расположенных на этих осях, или на осях, параллельных им (умножая их на соответствующие коэффи­ циенты искажения), и получить аксономет­ рическую проекцию предмета.

Аксонометрические проекции

бывают

прямоугольные — полученные путем

прямо ­

угольного проецирования предмета

вместе

с координатными осями на плоскость, и косоугольные — полученные путем косо­ угольного проецирования.

В зависимости от отношений показате­ лей искажения координат аксонометриче­ ские проекции делят на три группы: изомет­ рические, диметрические и триметрические. П о соотношению общих размеров проеци­ руемого предмета и его изображения аксо­ нометрические проекции делят на точные и увеличенные.

На рис. 12 показано изображение техни­ ческой детали в аксонометрии.

Р и с . 12

3. Проекции с числовыми отметками

Метод ортогональных проекций является весьма распространенным, но его приме­ нение не всегда целесообразно, особенно при составлении чертежей пространствен­ ных форм, у которых одно измерение (в вер­ тикальном направлении) очень м а л о по срав­

нению с измерениями в двух других

направ­

лениях (в горизонтальных). В этом

случае

наглядность и удобоизмеримость

чертежа

не удовлетворяют требованиям практики,

а построение одной из проекций (фронталь­ ной) довольно сложно.

Более рационально здесь применять ме­ тод проекций с числовыми отметками, ос­ нованный на том, что все точки геометриче­ ского образа в пространстве ортогонально проецируют на горизонтальную плоскость проекций — плоскость нулевого уровня. Уда­ ление точек от горизонтальной плоскости проекций на чертеже указывают числовыми отметками, расположенными возле проек­ ций точек внизу справа. Если точка располо­ жена выше плоскости проекций, то ее отмет ­ ка положительна, если ниже — отрицатель­ на и при отметке ставят знак ( — ) минус.

Составленный таким образом чертеж гео­ метрического образа позволяет брать его измерения в направлении, параллельном плоскости проекций, непосредственно из чертежа, а измерения в вертикальном на­ правлении определять путем подсчета, поль­ зуясь отметками .

На рис. 13 дано построение чертежа точек в проекциях с числовыми отметками . Здесь H — плоскость проекций (плоскость нуле­ вого уровня), А, В и С — заданные точки (вершины треугольника ABC).

Отрезки Аа' ВЬ и Сс предполагаются перпендикулярными к плоскости проекций Н.

Согласно числовым отметкам, постав­ ленным около проекций точек, точка А расположена над горизонтальной плоскос­ тью проекций H на расстоянии 2 единиц принятого масштаба измерения, точка В — на расстоянии 6,5 единиц, точка С — ниже плоскости проекций на расстоянии 4,5 еди­ ниц. Заданный геометрический образ (тре-