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

книги из ГПНТБ / Каплун Я.Б. Прикладная геометрия для химического машиностроения [Текст] 1974. - 152 с

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
5.09 Mб
Скачать

не 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)

горизонтальнойпло­

 

 

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 22В 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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ