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
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-