Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Бубенников, А. В. Начертательная геометрия учебник

.pdf
Скачиваний:
57
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
74.13 Mб
Скачать

Г л а в а I V . О б о б щ е н н ы е ч е р т е ж и п л о с к и х ф и г у р

70

Р и с .

95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

построим гармонически расположенные точ -

Пусть отрезок AB (рис. 96) прямой

линии

ки и на обобщенном чертеже прямые углы.

разделен точками С и

В внутренним и внеш­

 

ним

делением

в

отношении:

 

 

 

 

 

 

CA

DA _

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Cß ~ DB ~

Т ~

 

 

 

 

 

 

 

Точки А, В, С и D в этом случае называют

 

гармонически

 

расположенными,

а

точки

С

 

и

D — гармонически

сопряженными

отно­

 

сительно отрезка

AB*.

 

 

 

 

 

 

Н а

рис.

97 точка

D, гармонически

со­

 

пряженная с точкой С относительно

отрез­

 

ка AB, найдена следующим образом-

Через

 

концы А м В прямой линии AB

 

проведем

 

параллельные прямые AI и ВЗ. На прямой AI

 

отложим равные отрезки AI и А2.

Находим

 

точку 3 на пересечении прямых Cl

и

ВЗ.

 

Прямая 32 пересекается прямой AB в иско­

 

мой точке

D.

 

 

 

 

 

 

 

Р и с . 97

* О т г р е ч . apjJ-UUta — с в я з ь . Р а с п о л о ж е н и е че­ т ы р е х т о ч е к п р я м о й , п р и к о т о р о м д в е т о ч к и д е л я т о т р е з о к , с о с т а в л е н н ы й д в у м я д р у г и м и т о ч к а м и , в н у т р е н н е или в н е ш н е , в о д н о м и т о м ж е о т н о ­

ш е н и и .

Точки, гармонически сопряженные с точ­ ками относительно некоторого отрезка, можно найти, основываясь на известной теореме :

Т е о р е м а .

Биссектрисы

внутреннего и

внешнего

углов

треугольника

делят проти­

волежащую сторону

на части,

пропорцио­

нальные

прилегающим

к

ним

сторонам

(рис. 98).

 

 

 

 

 

Через точки А к В проведем дугу окруж­ ности произвольного радиуса и разделим ее точкой 1 пополам. Находим точку 2 пере­ сечения прямой с окружностью. Как видно, ^А2С= ^В2С.

В точке 2 восставляем перпендикуляр к прямой и отмечаем точку D его пересе­ чения с прямой AB.

По теореме имеем:

АС : СБ = А2 : В2

или

АС : СВ = AD : DB.

Таким образом, точка D является гар­ монически сопряженной с точкой С относи­ тельно отрезка AB.

На рис. 99 показан также прием построе­ ния точки D, сопряженной с точкой С относительно отрезка AB. На отрезке AB, как на диаметре, строим дугу окружности и определяем точку К пересечения окружности с перпендикуляром к AB в центре О этой окружности. Проводим прямую КС до пе­

ресечения

ее в точке D с

перпендикуля­

ром BD,

восставленным к прямой AB в точ­

ке В. Точку

D по дуге окружности радиусом

BD переносим на прямую AB. Эта точка

является

искомой.

 

 

Приведенные выше построения дают воз­

можность определить геометрическое

место

вершин

углов, биссектрисы

которых

про­

ходят через точку С, а стороны — через точки А и В (рис. 100). Строим точку D, гармонически сопряженную с точкой С по

отношению

отрезка

AB.

 

На отрезке CD, как на диаметре,

строим

окружность.

Л ю б а я

точка Е этой

окруж­

ности является вершиной угла, для которого прямая СЕ — биссектриса.

Г л а в а I V . О б о б щ е н н ы е ч е р т е ж и п л о с к и х ф и г у р

72Рассмотрим несколько примеров. Пример. По известной линии обобщения

построить недостающую проекцию abc тре­ угольника abc, a'b'c' при условии, чтобы угол при вершине b равнялся заданному углу а, a биссектриса этого угла соответствовала высоте треугольника a'b'c' при вершине Ь' (рис. 101).

Р е ш е н и е . Высоту при вершине V и стороны треугольника a'b'c' продолжим до пересечения их с основной линией обобще­ ния. Проекции ab и Ьс сторон, а также бис­

сектриса угла при вершине b пройдут через полученные точки 22', 33' и 1Г.

На отрезке 23 строим равнобедренный треугольник 2оЗ, имеющий угол при вер­ шине о. Из точки о, как из центра, радиу­ сом о2 описываем окружность. Эта окруж­ ность является геометрическим местом вер­

шин всех треугольников, имеющих

углы а и

о б щ у ю сторону 23. Определяем

точку 4,

гармонически сопряженную с точкой / от­

носительно отрезка 23,

и на отрезке 14,

как на диаметре, строим

окружность углов.

Р и с . 101

§ 25. Позиционные задачи на о б о б щ е н н ы х ч е р т е ж а х

Э та окружность является геометрическим местом вершин углов, стороны которых проходят через точки 2 и 3, а их биссектри­ сы — через точку 1.

На пересечении построенных окружнос­ тей находим точку Ь; определяем направле­ ние обобщения ЪЪ'. Путем таких построений определяем искомые проекции вершин тре­ угольника.

Пример. Построить недостающую про­ екцию abc треугольника abc, a'b'c' так, чтобы биссектриса угла при вершине b соответст­ вовала биссектрисе угла при вершине Ь', а угол при этой вершине равнялся данному углу а (рис. 102).

Р е ш е н и е . Проведем биссектрису угла при вершине Ь'; продолжим ее и стороны треугольника a'b'c' до пересечения их с ос­

новной

линией обобщения.

На отрезке 13,

73

как на основании, строим

равнобедренный

 

треугольник с углом при вершине 2а. Из

 

этой вершины, как из центра, проводим ок­

 

ружность радиусом оЗ. Определяем точку 5,

 

гармонически

сопряженную

с точкой 4 от­

 

носительно отрезка 13. На отрезке

45, как

 

на, диаметре,

строим

окружность,

которая

 

является

геометрическим

местом

 

вершин

 

углов

со

сторонами,

проходящими

через

 

точки

1

и 3;

биссектриса

проходит

через

 

точку 4. Точка b пересечения этих окружнос­

 

тей является искомой — по ней определяют

 

направление обобщения и остальные верши­

 

ны искомого

треугольника.

 

 

 

Пример. Построить недостающую про­ екцию abc треугольника abc, a'b'c' так, чтобы двум высотам треугольника a'b'c' соответ-

Р и с. 102

Г л а в а I V . О б о б щ е н н ы е ч е р т е ж и п л о с к и х ф и г у р

Р и с . 103

ствовали

две

высоты

треугольника

abc

(рис. 103).

 

 

 

 

Р е ш е н и е .

Построим

высоты

тре­

угольника а'Ь'с' при вершинах V и а;

про­

должим

их и стороны

этого

треугольника

до пересечения с основной линией обобще­ ния. Через точку V проводим также прямые, параллельные стороне а'с' и высоте а'е'.

На отрезках 12 и 34, как на диаметрах, стро­ им окружности.

Углы 2'Ь'Г и 2Ы, а также З'Ъ'4' и ЗЪ4 —

прямые. Поэтому точка Ь находится в точке пересечения построенных окружно­ стей. По точке Ъ определяют направление обобщения и остальные вершины треуголь­ ника.

В о п р о с ы д л я с а м о п р о в е р к и

1. В ч е м с о с т о и т п р и н ц и п д в о й н о г о п а р а л ­ л е л ь н о г о п р о е ц и р о в а н и я н а о д н у п л о с к о с т ь ?

2.

К а к о е

с о о т в е т с т в и е н а з ы в а ю т р о д с т в е н ­

н ы м ?

 

 

3.

К а к и е

ч е р т е ж и н а з ы в а ю т о б о б щ е н н ы м и ?

4.

Ч т о н а з ы в а ю т о с н о в н о й л и н и е й о б о б щ е н ­

н о г о ч е р т е ж а и к а к ее о п р е д е л я ю т ?

5.

Ч т о н а з ы в а ю т п о к а з а т е л е м о б о б щ е н и я ?

6.

М о ж н о л и о р т о г о н а л ь н ы е ч е р т е ж и р а с ­

с м а т р и в а т ь к а к о б о б щ е н н ы е ? Е с л и м о ж н о , т о п о ч е м у ?

7. К а к и е т о ч к и п р я м о й н а з ы в а ю т г а р м о н и ч е ­ с к и р а с п о л о ж е н н ы м и и к а к и е г а р м о н и ч е с к и с о ­ п р я ж е н н ы м и ?

Г Л А В А V

СПОСОБЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ П Р О Е К Ц И О Н Н О Г О ЧЕРТЕЖА

Две ортогональные проекции геометри­ ческого образа определяют его положение в пространстве. Однако произвольное поло­ жение такого геометрического образа отно­ сительно плоскости проекций не всегда удобно для решения ряда позиционных и метрических задач. Здесь происходит иска­ жение в проекциях проецируемых форм, отсутствует необходимая наглядность как объекта в целом, так и отдельных его эле­ ментов.

Во многих случаях решение задач зна­ чительно упрощается, если прямые линии и плоскости геометрического образа явля­ ются проецирующими относительно плос­ костей проекций.

Различные требования к чертежу, а так­ же необходимые условия для упрощения решения ряда позиционных и метрических задач требуют построения новых, дополни­ тельных проекций, исходя из двух заданных. Дополнительные проекции позволяют полу­ чить либо вырожденные проекции отдель­

ных элементов, либо их натуральные вели­ чины. Построение новых, дополнительных проекций называют преобразованием черте­ жа. Такое преобразование может быть вы­ полнено следующими способами:

п е р е м е н о й ( з а м е н о й ) плоскос­

тей проекций с условием, что рассматрива­

емый объект или его элементы займут

одно

из частных положений относительно

новой

плоскости проекций;

 

п е р е м е щ е н и е м

( в р а щ е н и е м )

геометрического образа в пространстве так, чтобы он занимал, согласно условию по­ ставленной задачи, какое-то частное поло­

жение относительно плоскости

проекций;

п е р е м е н о й

н а п р а в л е н и я

п р о е ц и р о в а н и я

как с

оставлением

существующей системы плоскостей проек­ ций, так и с одновременным введением новой плоскости проекций.

Рассмотрим эти способы преобразования чертежей геометрических образов и покажем их практическое применение.

З А М Е Н Ы П Л О С К О С Т Е Й П Р О Е К Ц И Й

§26

П Р Е О Б Р А З О В А Н И Е П Р О Е К Ц И О Н Н О Г О Ч Е Р Т Е Ж А С П О С О Б О М

 

Ортогональные проекции на две взаимно перпендикулярные основные (горизонталь­ ную и фронтальную) плоскости проекций позволяют видеть предмет сверху и спереди.

Однако в некоторых случаях предмет необ­ ходимо видеть и с других сторон.

При решении геометрических задач за­ данный чертеж не всегда может быть удоб-

§ 26. Преобразование проекционного чертежа с п о с о б о м замены плоскостей проекций

Проекция а\ точки А на плоскости VJ определяется на перпендикуляре к дополни­ тельной оси и отстоит от нее на величи­ ну zA , равную расстоянию от точки А до горизонтальной плоскости проекций Н. Ве­

личину zA

легко

определить

из

основного

чертежа.

 

 

 

 

Замена

одной

из плоскостей

проекций

не всегда

может

разрешить

поставленную

задачу. Иногда приходится менять две и

более

плоскостей.

 

 

 

 

Пример.

Определить расстояние от

точ­

ки /с/с'

до

прямой

ab,

a'b' (рис.

107).

 

Р е ш е н и е .

Расстояние

от

точки

до

прямой

определяем

отрезком

перпендику­

ляра, опущенного из точки на прямую. Вы­ бираем систему плоскостей проекций, где отрезок ab, a'b' является проецирующим относительно какой-то плоскости проекций. Перпендикуляр, опущенный из точки на такую прямую, параллелен плоскости про­ екций и проецируется на эту плоскость в натуральную величину.

Ч т о б ы выбрать плоскость проекций пер­ пендикулярно к отрезку прямой произволь­

ного

положения,

необходимо

произвести

две

замены плоскостей

проекций.

 

 

 

В

системе плоскостей

проекций

Н

пря-

 

 

 

 

 

 

 

 

Ѵу и

мая

параллельна

плоскости проекций

проецируется на нее в натуральную

величи­

ну

(ai'W).

 

 

 

 

 

 

 

В

системе плоскостей

проекций

 

пря­

мая

перпендикулярна

к

плоскости

проек­

ций

Н\ и проецируется на нее

в виде

точ­

ки

йі =

bi.

 

 

 

 

 

 

 

На

этой же плоскости проекций

соответ­

ствующими построениями определяем про­

екцию кі

заданной точки Ick'.

 

Проекция кіеі является натуральной

ве­

личиной расстояния от точки кк' до

пря­

мой ab,

a'b'.

 

Проекции ке и к'е' перпендикуляра ке,

к'е'

в основной системе плоскостей проекций

определяем соответствующими построения­ ми, переходя от конечной системы плоскос­ тей проекций к начальной.

77

Р и с . 107

Г л а в а V . С п о с о б ы п р е о б р а з о в а н и я п р о е к ц и о н н о г о ч е р т е ж а

78

Пример.

Определить

расстояние

между

прямыми .

Намечая

новую

проекцию

хіу\

параллельными

прямыми

ab, а'Ь' и cd, e'd'

перпендикуляра,

обратными

построения­

(рис. 108).

 

 

 

 

 

 

 

ми

находим

его

основные

проекции

 

Р е ш е н и е .

Задачу

решаем

способом

ху,

х'у'.

 

 

 

 

 

 

 

двойной замены плоскостей проекций. Одну

Способом замены плоскостей

проекций

из плоскостей проекций выбираем перпен­

определим

натуральную величину

плоского

дикулярно к данным прямым .

Проекции

геометрического образа, заданного треуголь­

прямых на плоскость, им перпендикуляр­

ником abc, a'b'c'

в

горизонтально-проеци­

ную, преобразуются в точки.

Расстояние

рующей плоскости NH (рис. 109).

 

 

между ними

определяет

расстояние

м е ж д у

Выбираем дополнительную

горизонталь­

прямыми .

 

 

 

 

 

 

 

но-проецирующую плоскость проекций Vi

 

Выбирая

плоскость Vi параллельно пря­

параллельно плоскости геометрического об­

м ы м ab, а'Ь' и cd, e'd', определяем их допол­

раза. Направления проецирования (линии

нительные проекции ai'bi

и C\â\ .

 

связи) точек геометрического образа на чер­

 

Выбирая

плоскость Hi перпендикулярно

теже составляют

прямой угол со следом

NH

к

прямым,

определяем

их

проекции афі

его

плоскости.

 

 

 

 

 

 

и Cidi.

 

 

 

 

 

 

 

Пусть горизонтальная базовая

плоскость

 

На плоскость

Hi

прямые

проецируются

отсчета проходит через точку сс'. Проведем

в

точки.

 

 

 

 

 

 

 

линию отсчета и отметим величины zA — z c

 

Перпендикуляр,

опущенный

из

любой

и zB—zc

разностей

аппликат

вершин

тре­

точки одной прямой на другую,

проециру­

угольника.

 

 

 

 

 

 

 

ется на плоскость проекций Hi

без

иска­

На новом (дополнительном) направле­

жения. Он и определяет

расстояние

между

нии

проецирования

точки

сс'

произвольно

§ 26. П р е о б р а з о в а н и е п р о е к ц и о н н о г о ч е р т е ж а с п о с о б о м з а м е н ы п л о с к о с т е й п р о е к ц и й

Р и с . 109

намечаем точку- Су — проекцию точки сс на выбранную плоскость проекций. Перпен­ дикулярно к линиям связи проводим линию отсчета.

На направлениях проецирования других точек ad и ЬЪ' заданного геометрического об­ раза от линии отсчета откладываем соответ­

ствующие им величины zA—zc

и

zB—zc

разностей аппликат. Определяем

точки

а /

и Ъ\'. Проекция я / е / с У

представляет

собой

натуральную величину

треугольника

abc,

a'b'c'.

 

 

 

 

Если отсек плоскости занимает произ­ вольное положение относительно плоскостей проекций, то натуральная величина опреде­

ляется

с

помощью

замен

двух

плоскостей

79

проекций. Дополнительно к основному

чер­

 

тежу последовательно строятся два чертежа

 

отсека

плоскости.

 

 

 

 

 

 

 

 

Первый дополнительный чертеж пред­

 

ставляет

собой

положение

отсека

плоско­

 

сти

в

проецирующей

плоскости;

второй

 

(с помощью известных построений) опре­

 

деляет натуральную

величину

отсека

плос­

 

кости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим построение первого допол­

 

нительного

чертежа.

 

 

 

 

 

 

 

Пусть отсек произвольно расположенной

 

плоскости

 

представляется

треугольником

 

abc, a'b'c' (рис. 110). В плоскости

треуголь­

 

ника строим

горизонталь Ы, Ь'Г или фрон-

 

таль

Ь2, Ь'2'.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если дополнительная плоскость проек­

 

ций перпендикулярна к горизонтали, то тре­

 

угольник перпендикулярен к этой

плоскости

 

проекций, т. е. он занимает

положение

про­

 

ецирующей

плоскости.

 

 

 

 

 

 

 

Если дополнительная плоскость проек­

 

ций перпендикулярна к фронтали, то тре­

 

угольник перпендикулярен к этой

плоскости

 

проекций и занимает также относительно ее

 

положение

проецирующей

плоскости.

 

 

При перезадании плоскости из общего

 

положения

в

проецирующую

горизонталь

 

и фронталь

плоскости

указывают

направ­

 

ления дополнительных плоскостей проек­

 

ций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На чертеже горизонтальная проекция Ы

 

горизонтали Ы, Ь'Г определяет

направление

 

проецирования

в дополнительной

системе

 

плоскостей проекций -^. На соответст­ вующем направлении проецирования (ли­ нии связи) намечаем проекцию с\ точки сс'. Перпендикулярно к линиям связи строим линию отсчета. Пользуясь разностью zB —zc аппликат точек ЪЪ' и сс', строим дополни­ тельную проекцию Ьі точки bb'.

Проекции Ci и Ьі точек сс' и ЬЪ' опреде­ ляют положение следа МѴІ плоскости, ко­ торая является проецирующей относительно плоскости проекций К. Угол а наклона следа МѴІ плоскости к направлению оси проекций

является углом наклона плоскости

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ