![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Каплун Я.Б. Прикладная геометрия для химического машиностроения [Текст] 1974. - 152 с
.pdfне совпадают), но находятся с прямой т в одной фронтально проецирующей плоскости.
Прямые частного положения
На рис. 7— 10 показаны прямые в частных положениях, ха рактеризуемых параллельностью или перпендикулярностью од ной из плоскостей проекций.
На рис. 7, а показана горизонталь к (прямая горизонталь ного уровня), параллельная горизонтальной плоскости Пі. Осо
бенностью |
ее |
|
комп |
|
|
|
|
|||||||
лексного |
чертежа |
|
|
|
|
|||||||||
(рис. |
7,6) |
является |
|
|
|
|
||||||||
|
|
к2, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
перпендикулярность |
|
|
|
|
||||||||||
фронтальной |
проек |
|
|
|
|
|||||||||
ции |
h2 |
проекцион |
|
|
|
|
||||||||
ным связям. Проек |
|
|
|
|
||||||||||
ция |
|
|
была |
бы па |
|
|
|
|
||||||
раллельна |
оси |
про |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
A B |
|
|
|
|
||
екций, если бы по |
|
|
|
|
||||||||||
следняя |
была |
ука |
|
|
|
|
||||||||
зана. |
Отрезок |
прое |
Рис. |
7. Прямая |
горизонтального уровня (гори |
|||||||||
горизонтали |
|
зонталь) |
|
|
||||||||||
цируется |
на |
|
гори |
|
|
|
|
|||||||
зонтальную |
К |
пло |
|
|
|
|
||||||||
скость |
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
||||
проекций |
|
|
|
|
|
|
||||||||
натуральную |
|
|
|
|
к, |
|
|
|
|
|||||
|
вели |
|
|
|
|
|||||||||
чину. |
Точка |
|
К\ |
|
|
|
|
|
||||||
|
при |
|
|
|
|
|||||||||
К.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
надлежит прямой |
|
и |
|
|
|
|
||||||||
и |
ее |
|
проекции |
N |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
к2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
hi |
лежат на проек |
|
|
|
|
|||||||||
циях |
|
соответственно |
|
|
|
|
||||||||
|
и |
|
|
|
к, |
|
|
|
не |
|
|
|
|
|
|
|
|
Точка |
|
|
|
|
|
|
|||||
совпадает |
с |
|
гори |
|
|
|
|
|||||||
зонталью |
|
но |
ле |
|
|
|
5) |
|||||||
жит с ней в одной |
Рис. 8. Прямая фронтального уровня (фроиталь) |
|||||||||||||
горизонтальной.а пло |
|
|
f |
|
||||||||||
скости. |
|
8, |
|
показана |
фронталь |
|
(прямая фронтального |
|||||||
|
На |
рис. |
|
|
уровня), параллельная фронтальной плоскости Пг. Особенность
ее комплексного чертежа |
(рис. 8, |
б) — перпендикулярность го |
|||||||||
ризонтальной |
проекции |
fi |
проекционным |
связям. |
Отрезок |
A B |
|||||
фронтали проецируется |
на фронтальную |
плоскость проекций в |
|||||||||
натуральную |
величину. |
Точка |
N |
лежит |
в одной |
фронтальной |
|||||
плоскости (на одном фронтальном уровне) с фронталыо |
f, |
хотя |
|||||||||
и не принадлежит ей. |
|
|
|
|
|
р, |
|
|
|
||
На рис. 9, |
а |
показана |
профильная прямая |
параллельная |
|||||||
|
|
профильной плоскости проекций Пз, которую мы не вводили, поскольку не нуждались в профильных проекциях. Эта плос-
кость входит в одну систему плоскостей проекции с плоскостя
ми П) |
и П 2 и должна |
быть перпендикулярна им. |
Поэтому про |
|||||||||
|
|
|
*z |
фильная прямая, парал |
||||||||
|
|
|
Nz |
лельная |
плоскости |
Пз, |
ока |
|||||
|
|
|
|
зывается в |
плоскости, |
пер |
||||||
|
|
|
К , < |
пендикулярной к плоскости |
||||||||
|
|
|
|
П] и ГП- |
Нар |
комплексном |
||||||
|
|
|
|
чертеже (рис. 9,6) проек |
||||||||
|
|
|
|
ция |
прямой |
|
и проекцион |
|||||
|
|
|
|
ные |
связи |
принадлежащих |
||||||
|
|
|
|
ей точек |
А , В я К |
вытягива |
||||||
|
|
|
|
одну |
|
|||||||
|
|
|
*1 |
ются |
в |
прямую. |
Эта |
|||||
|
|
|
Ni |
особенность |
|
комплексного |
||||||
|
|
|
Kl |
чертежа |
профильной |
пря |
||||||
Рис. 9. Прямая профиль |
'Bi |
мой |
представляет |
опреде |
||||||||
ного уровня |
|
6) |
ленное неудобство, когда на |
|||||||||
|
|
|
|
проекциях |
такой |
прямой |
||||||
|
|
|
|
нужно |
указать |
|
проекции |
|||||
принадлежащей ей точки, например |
точки |
К ■ |
Проекции |
этой |
||||||||
точки |
должны делить |
одноименные |
проекции |
какого-либо |
от |
|||||||
резка |
A B |
данной прямой в одинаковом отношении, как показа |
||||||||||
|
но выше.
Если для горизонтали, фронтали и прямой общего положе ния совпадение обеих проекций точки с одноименными проек
циями |
прямой |
означает |
принадлежность этой |
точки к |
данной |
|||||||||||
прямой (см. рис. 6, 7, 8 |
— точка |
К ), |
то в случае профильной |
|||||||||||||
прямой |
этого рпризнака, |
недостаточно. |
Только |
соблюдение ра |
||||||||||||
венства |
АіК і/К іВі |
= |
А 2К 2/К 2В 2 |
Aотличает точку |
К, |
принадлежа |
||||||||||
|
N |
|
|
|
|
|
||||||||||
щую |
прямой |
|
от точки |
А', не принадлежащей |
данной |
|
прямой. |
|||||||||
Для |
точки |
|
характерно, что |
x N JN {В ^ ф А 2М2^ 2В 2. |
Точка |
N |
||||||||||
только лежит в одной профильной плоскости с прямой |
р. |
|
||||||||||||||
На рис. ІО, |
а |
показаны прямые, перпендикулярные плоскос |
||||||||||||||
|
тям проекций. Поскольку каждая из этих прямых совпадает с одним из направлений ортогонального проецирования, то такие
Сг |
|
прямые |
называ |
||
ß?~С |
к, |
ют |
проецирующими; |
||
|
V |
любая из них про |
|||
|
|
ецируется |
на |
одну |
|
|
|
из |
плоскостей |
дан |
|
С |
|
ной |
системы в точку. |
||
|
|
Горизонтально-про- |
|||
с^а, |
Ь - |
ецирующая |
прямая |
||
в |
к, і , |
CD |
проецируется в |
||
|
б) |
точку на |
горизон |
||
|
|
тальную плоскость |
|||
Рис. ІО. Проецирующие прямые |
|
Пі, и в натураль |
|||
|
|
ную величину — на |
плоскость Пг.
ІО
Фронтально-проецирующая прямая E F проецируется на фрон тальную плоскость ГІ2 в точку, а на горизонтальную плоскость 11! в натуральную величину. На комплексном чертеже обе про екции каждой из этих прямых вытягиваются в одну прямую ли нию, совпадающую с проекционной связью (рис. 10,6).
Профильно-проецирующая прямая K L проецируется на плос кости Пі и Пг в натуральную величину, обе проекции перпен дикулярны к проекционным связям. В точку такая прямая про ецируется на профильную плоскость Пз, здесь не рассматривае мую.
з.
В ЗА И М Н О Е П О Л О Ж Е Н И Е П РЯ М Ы Х Л И Н И Й
Во многих практических случаях по взаимному положению прямых линий судят о взаимном положении реальных объектов, для которых эти линии служат осями (например, для труб, же лобов и других объектов, сопоставимых с прямой).
Случаи взаимного положения прямых известны: параллель ность, пересечение, скрещивание. Рассмотрим признаки этих по ложений на комплексном чертеже.
Параллельные прямые
Линии проецирования, проведенные через параллельные прямые, образуют проецирующие плоскости, параллельные меж ду собой. Пересекаясь с плоскостью проекций, они образуют параллельные проекции этих прямых. Параллельные проекции образуются на каждой из плоскостей проекции (рис. 11, а). Со ответственно и на комплексном чертеже у параллельных пря мых любые одноименные проекции параллельны (рис. 11, б).
Рис. 11. Параллельные прямые
Необходимо иметь в виду, что проекции прямых общего по ложения, горизонталей или фронталей на одну плоскость мо гут быть параллельны, тогда как сами прямые скрещиваются в пространстве (рис. 12). Следовательно, для каждой из таких прямых нужно рассматривать по две проекции.
Н
На рис. 13 показаны две пары профильных прямых, из кото рых параллельны только прямые, изображенные на рис. 13, б. Как видно по рисунку, судить о параллельности профильных
Рис. 12. Скрещивающие- |
|
ся прямые с параллель |
ными горизонтальными и фрон |
ными проекциями |
тальными проекциями: |
|
а — скрещивающиеся; б — парал |
|
лельные |
прямых можно только по такому комплексному чертежу, на котором имеются фронтальная и обязательно профильная проек ции (горизонтальной проекции в этом случае может и не быть).
Две параллельные прямые однозначно задают положение плоскости.
Пересекающиеся прямые
На рис. 14 показаны комплексные чертежи пересекающихся прямых. О пересечении свидетельствует имеющаяся в каждом
примере |
|
точка, |
общая для обеих прямых. Прямые общего по |
||||||
ложения |
а |
и |
b |
пересекаются в точке |
К, |
горизонтали /г1 и /г2 — в |
|||
точке |
L, |
фронтали и /2 — в точке |
М. |
|
|
||||
|
|
|
|
Рис. 14. Пересекающиеся прямые:
|
а — общего положения; б — горизонтали; |
в — фронтали; |
г — одна из |
|
||||||
|
прямых; профильная |
|
|
|
|
|
||||
|
Если |
одна |
из |
пересекающихся |
прямых |
профильная |
(AB |
|||
A iN |
|
|||||||||
на |
рис. |
14,а), |
то |
прямые |
действительно пересекаются при |
|||||
|
i/N iBi |
= |
A 2N »JN 2B 2. |
Если |
рассматривается |
пересечение двух |
||||
|
|
|
|
|
12
профильных прямых, то необходимо, чтобы пересекались их профильные проекции, так как горизонтальные, а также фрон тальные проекции у них будут сливаться.
Пересекающиеся прямые так же, как и параллельные, одно значно задают плоскость в пространстве.
Скрещивающиеся прямые
Прямые скрещиваются, если на комплексном чертеже у них нельзя найти общей точки. Таким прямые, помимо приведенных
Рис. 15. Скрещивающиеся |
Рис. 16. Конкурирующие точки |
прямые |
|
на рис. 13, а, показаны на рис. 15. Пересечение одноименных проекций скрещивающихся прямых вовсе не означает пересече ния прямых в пространстве, так как точки пересечения проек ций не лежат на одной проекционной связи. В точках пересече ния проекций сливаются проекции точек, принадлежащих раз ным прямым. Так, точки 1 и 2, слившиеся на горизонтальной проекции, принадлежат соответственно прямым а и Ь, что вид но на фронтальной проекции. На горизонтальной проекции вид но, что точки 3 и 4 принадлежат соответственно прямым а и Ь, хотя их фронтальные проекции слились. Точки, у которых сли ваются какие-либо одноименные проекции, имеют особое зна чение (см. ниже).
Метод конкурирующих точек
Точки, у которых сливаются какие-либо одноименные проек ции, находятся, очевидно, на одной линии проецирования (рис. 16, а). Такие точки «конкурируют» перед наблюдателем, у ко торого направление взгляда совпадает с линией проецирова ния. Одна из точек, находящаяся ближе к наблюдателю, как бы закрывает собой другую. Так, из конкурирующих точек Л и В к наблюдателю, смотрящему сверху (по стрелке /), ближе точка
-13
А ; ома закрывает собой точку В. К наблюдателю, смотрящему по направлению стрелки II на конкурирующие точки С и Д ближе оказывается точка D , следовательно она закрывает со бой точку С.
Метод конкурирующих точек состоит в нахождении на комп лексном чертеже видимой точки из двух «конкурирующих» (т. е. слившихся на данной проекции). Направление взгляда наблю дателя на слившиеся проекции па этом чертеже можно указать стрелкой, поставленной у неслившихся проекций (рис. 16, б). Точка, оказавшаяся первой по ходу стрелки, будет ближе к наб
людателю и закроет перед ним другую точку |
(см. рис. 16, |
а и |
|
б). |
Обозначение точек, оказавшихся невидимыми, указаны |
в |
|
скобках. |
ч |
ви |
|
|
Практическое применение этого метода для |
определения |
димости можно проиллюстрировать на примере скрещивающих ся прямых (см. рис. 15). Точка I, принадлежащая прямой а, ближе к наблюдателю, смотрящему на горизонтальную проек
цию (по стрелке |
/). |
На |
горизонтальной проекции точка / закры |
||||||||||
вает собой точку |
2, |
принадлежащую |
прямой |
Ь, |
следовательно, |
||||||||
в |
этой точке проекция |
Ь\ |
невидима |
(на |
чертеже показана |
с |
|||||||
разрывом). |
|
|
|
|
|
|
3 |
4. |
|
|
|
|
|
|
Для определения видимости на фронтальной проекции вос |
||||||||||||
пользуемся конкурирующими точками |
и |
|
Направление взгля |
||||||||||
да наблюдателя на фронтальную проекцию указано стрелкой |
II. |
||||||||||||
Ближе к нему оказывается точка |
4, |
принадлежащая прямой |
Ь. |
||||||||||
На |
фронтальной |
проекции точка |
32 |
оказывается |
закрытой |
от |
|||||||
наблюдателя точкой |
42 |
и, |
следовательно, в этом месте проекция |
||||||||||
о2 |
невидима (показана с разрывом). |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
4.
П Л О С К О С Т Ь
При графическом изображении любой участок плоскости мо жет быть задан только с помощью точек или линий, лежащих
Рис. 17. Способы задания плоскости:
а — тремя точками; б — пересекающимися прямыми; о — плос кой фигурой; г — параллельными прямыми
14
в этой плоскости. Если на комплексном чертеже задать проекции трех точек, то тем самым будет задана плоскость. С помощью этих же точек можно получить примеры задания плоскости пе ресекающимися прямыми, плоской фигурой и т. п. (рис. 17, а, б, в). Плоскость может быть задана и двумя параллельными прямыми (рис. 17, г).
Точка и прямая в плоскости
Известно, что точка принадлежит плоскости, если она нахо дится на какой-либо прямой, лежащей в данной плоскости. Пря мая же лежит в плоскости, если она пересекается с прямыми,
задающими эту плоскость, или пересе |
|
||||||||||||||||
кается с одной из них |
и |
параллельна |
|
||||||||||||||
другой. Признаки совпадения точки с |
|
||||||||||||||||
прямой, пересечения и параллельности |
|
||||||||||||||||
прямых |
|
на |
комплексномА Ачертеже |
уже |
|
||||||||||||
рассмотрены. |
КВ |
|
соответствии |
|
с этими |
|
|||||||||||
признаками в плоскости |
|
В С |
|
(рис. |
18) |
|
|||||||||||
лежат |
точки |
|
и |
Р |
и |
прямые |
|
|
т |
и |
п. |
|
|||||
Прямая |
пг |
наложена |
на |
А А В С , |
как «пе |
|
|||||||||||
рекладина»; |
|
прямая |
п, |
проходящая |
|
че |
|
||||||||||
рез вершину |
В, |
параллельна |
|
|
|
стороне |
|
||||||||||
А С . |
Следует заметить, что точка может |
|
|||||||||||||||
принадлежать плоскости, находясь за |
|
||||||||||||||||
пределами |
изображенного |
участка |
этой |
Рис. 18. Точка и прямая |
|||||||||||||
плоскости, как, например, точка |
Р. |
|
|
в плоскости |
|||||||||||||
|
Указание |
точек и |
прямых, |
лежащих |
|
||||||||||||
в плоскостях частного положения, упро |
|
||||||||||||||||
щается, как будет показано ниже. |
случаи задания плоскости |
||||||||||||||||
|
Практически |
наиболее |
интересны |
плоской фигурой, т. е. изображения плоских участков, входя щих в более сложные объекты. Если такие участки очерчены многоточечным контуром, ломаным или криволинейным, то мо жет понадобиться специальная проверка для определения, дей ствительно ли данный контур — плоский.
|
Проверка неплоскостности |
|
|
|
||||
На рис. 19, |
а |
показан |
контур |
A B C D . |
Так как в него входят |
|||
скрещивающиеся прямые |
A B и CD |
( Л ^ іЦ С ^ і, но |
A 2B2x C 2D |
2), |
||||
|
|
|
то данный контур не может быть плоским. Если неплоскостность сразу не обнаруживается (рис. 19, б), то в исследуемом конту ре можно провести несколько непараллельных прямых, задав их сначала на одной из проекций контура. В случае плоского контура эти прямые действительно будут пересекающимися, в
15
случае иеплоского |
— окажутся |
скрещивающимися, |
что обнару |
||||||||||||||
жится при построении вторых проекций. Так, в контурах |
A B C D |
||||||||||||||||
и |
E F G H |
(рис. |
19, |
а, б) |
можно |
провести |
диагонали |
А С |
и |
BD , |
|||||||
E G |
и |
F H . |
Они |
скрещиваются; |
следовательно, данные контуры |
||||||||||||
неплоские. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Плоскостность можно проверить и свпомощью параллельных |
||||||||||||||||
прямых, лежащих |
в |
одной плоскости. |
На |
фронтальной |
проек |
||||||||||||
ции |
криволинейного |
контура (рис. 19, |
) |
проведем |
|
произволь |
|||||||||||
ную прямую |
M 2N o |
и |
ряд параллельных прямых, пересекающих |
||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
ся с ней в точках |
1% |
22, 32 |
и с данным |
контуром |
в точках |
А 2, |
|||||||||||
B q, |
С 2, D 2, |
Е 2, F 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 19. Проверка неплоскостности:
а — контур неплоскнй. так как заметны скрещивающиеся прямые |
в его кон |
|||
туре; |
6 |
— контур неплоскнй, |
так как проведенные диагонали скрещиваются; |
|
в |
|
|
криволинейного контура с помощью |
параллель |
— проверка неплоскостности |
ных прямых
Если исследуемый контур плоский, то мы получим фронталь ные проекции ряда параллельных прямых, лежащих в одной плоскости и пересекающихся с прямой M N . Построив горизон тальные проекции всех отмеченных точек, проведем прямые че рез точки 1\, 2и Зі и А !, В I, С]. Если эти прямые при их продол жении пройдут через точки D ь Е и F x и при этом будут парал лельными, то это означает, что все показанные прямые в пространстве лежат в одной плоскости. Отклонение какой-либо прямой от параллельности показало бы в данном случае, что ис
следуемый |
контур в одной |
из точек |
А , |
В |
или |
С) |
отклоняется |
|||
( |
|
|
||||||||
от плоскости. В рассматриваемом случае (рис. |
19, |
в) |
эти пря |
|||||||
мые параллельны, но на продолжение прямой |
Сі<?і не попала |
|||||||||
точка |
D i. |
Следовательно, |
на участке |
точки |
D |
в |
пространстве |
|||
|
|
контур отклонился от плоскости, в которой лежат остальные его участки. Для исправления, неплоскостности необходимо, чтобы точка D заняла другое положение, например соответствующее горизонтальной проекции D \.
16
Плоскости частного положения
Плоскость, как и прямая линия, находится в частном по ложении, если она перпендикулярна к одной из плоскостей про екций. Такие плоскости выше названы проецирующими, потому что они могут быть представлены как множество перпендикуля ров (линий проецирования), проведенных к одной из плоскостей
Рис. 20. Проецирующая |
Рис. 21. |
Фигуры в проецирующих плоскостях: |
||||
ПЛОСКОСТЬ |
а |
— фронталыю-проецнрующей; |
б |
— горнзонтально-прое- |
||
|
цнрующеП; |
в |
— профплыю-проецирующей |
|||
|
|
проекций через какую-либо прямую. Пересечение такой плоско сти с плоскостью проекций дает прямую, которая является про екцией любой прямой в этой плоскости, и, что особенно важно, ее отрезки есть проекции любых фигур, лежащих в этой плос кости (рис. 20). Иными словами, проекции любых элементов, лежащих в плоскости, сольются в одну прямую с проекцией са мой плоскости, если плоскость перпендикулярна к данной плос кости проекций. Соответственно различают фронталы-ю-проеци- рующие (рис. 21, а), горизонталы-ю-проецирующие (рис. 21, б) и профильно-проецирующие плоскости (рис. 21, в).
На рис. 21 проекции таких плоскостей отмечены соответст венно буквами 02, Si и Ф3, причем для профилы-ю-проецирую- щей плоскости использована система из фронтальной и про фильной плоскостей проекций. Там же показаны различные эле менты —• точка, прямая, плоская фигура, лежащие в этих плоскостях.
Рассматривая эти чертежи, можно сделать вывод, что прое цирующие плоскости или фигуры наиболее просто задаются на комплексном чертеже, упрощают изображение, в которое они входят, и облегчают построение и анализ изображения. Приме нение проецирующих плоскостей для построения и анализа раз личных изображений будет показано ниже, так как эти плоско сти служат почти универсальным «инструментом» в таких воп росах.
К плоскостям частного положения относятся также плоскос ти, параллельные одной из плоскостей проекций (рис. 22). По-
2— 1399 |
научно- |
іЧИміі л |
17 |
|
|
||
j |
Гос. |
техническая |
|
|
|
добно прямым линиям уровня (горизонталь, фронталъ и про фильная прямая) такие плоскости называют соответственно плоскостями горизонтального, фронтального и профильного уровня (рис. 23). Каждая из этих плоскостей, будучи парал лельной одной из плоскостей проекций, перпендикулярна к двум
Рис. 22. Плоскость |
Рис. 23. Фигуры в плоскостях уровня: |
уровня |
а — горизонтальной; б — фронтальной; в — профильной |
|
другим плоскостям, и поэтому обладает всеми особенностями проецирующей плоскости. Но, кроме того, нужно учитывать, что
любая прямая, лежащая в плоскости уровня, сама является од ноименной прямой уровня и ее отрезки проецируются на соот ветствующую плоскость проекций в натуральную величину. Нап ример, прямая /г, лежащая в плоскости горизонтального уровня 0 (см. рис. 22 и 23, а), является горизонталью, и проекция А ХВ Х соответствует натуральной величине отрезка A B ; прямая f, ле жащая в плоскости фронтального уровня 2 — фронталь. Сле довательно, любая фигура, лежащая в плоскости уровня, про ецируется на соответствующую плоскость проекций без искаже
ний |
(в натуральную величину). |
Например, |
проекции |
А ХВ ХС Х |
и |
||||
E 2F |
|
а |
|
|
|||||
2G2K 2 |
— натуральные величины соответствующих контуров, |
||||||||
а угол |
|
— натуральная величина угла |
E K G . |
Дальше будет по |
|||||
|
|
|
казано, как, исходя из этого, для получения натуральных вели чин фигур, углов и других элементов приводят их в плоскость уровня.
Все точки плоскости уровня находятся на одинаковых рас стояниях от одноименной плоскости проекций — это вытекает из самого определения.
5.
В ЗА И М Н О Е П О Л О Ж Е Н И Е П Л О С К О С Т Е Й
Общий принцип построения линии пересечения плоскостей
Поскольку плоскости пересекаются по прямой линии, то за дача сводится к отысканию не более чем двух точек, лежащих на
18