дидактичка по начерталке / 3312
.pdfФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
©Кузбасский государственный технический университет®
Кафедра начертательной геометрии и графики
ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ ЧЕРЧЕНИЕ
Методические указания к выполнению задания по курсу ©Начертательная геометрия. Инженерная графика® для студентов технических специальностей
Составители Л. Н. Бедина Т. Ф. Шумкина
Рассмотрены на заседании кафедры Протокол № 1 от 05.09.2007
Рекомендовано к печати учебно-методической комиссией специальности 240401 Протокол № 2 от 19.09.2007
Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ
Кемерово 2007
1
1. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ ЧЕРЧЕНИЕ
1.1. Целевое назначение
Целью задания является:
изучение Г0СТов: Г0СТ 2.301-68 ©Форматы®, ГОСТ 2.302-68 ©Масштабы®, ГОСТ 2.303-68 ©Линии®, ГОСТ 2.304-81 ©Шрифты чертежные®, ГОСТ 2.306-68 ©Обозначения графические материалов и правила их нанесения на чертежах®, ГОСТ 2.307-68 ©Нанесение размеров и предельных отклонений на чертежах®;
освоение приемов работы чертежными инструментами, а также выполнение надписей стандартным шрифтом;
изучение построения сопряжений, уклонов и конусностей;
приобретение навыков в построении циркульных и лекальных кривых.
1.2.Содержание задания
1.Построить сопряжения (приложение 1).
2.Выполнить чертеж профиля проката (приложение 2).
3.Вычертить шток или палец (приложение 3).
4.Построить лекальную кривую. Данные для построения взять из приложения 4 (табл. П.4.1).
Чертежи всех фигур выполняются по индивидуальным за-
даниям, выданным преподавателем.
2. УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПОСТРОЕНИЙ
2.1. Сопряжения
Сопряжением называется плавный переход от одной линии к другой, выполненный при помощи промежуточной линии. Основным свойством сопрягающихся линий является наличие общей касательной в точке сопряжения, которая перпендику-
2
лярна радиусу окружности в этой точке (рис. 2.1, а, б, в).
Касание называется внешним, если центры окружностей O1 и O2 лежат по разные стороны от касательной t (рис. 2.1, б) и внутренним, если центры находятся по одну сторону от общей касательной (рис. 2.1, в).
Для построения сопряжений необходимо определить центр сопряжения О и точки сопряжения А и В (рис. 2.1, г).
а) б)
в)
г)
Рис. 2.1
Центром сопряжения называется точка пересечения геометрических мест точек, удаленных на расстоянии радиуса сопряжения от сопрягаемых линий.
Точки сопряжения определяются либо в пересечении линий, соединяющих центры заданной окружности и сопрягающей дуги (точка А; рис. 2.1, г), либо в пересечении перпендикуляра, опущенного из центра сопряжения О на сопрягаемую прямую (точка В; рис. 2.1, г).
2.1.1. Построение касательных
Построение касательных к окружностям основано на том, что касательная перпендикулярна к радиусу, проведенному в
3
точку касания.
Примеры построения касательных к окружностям приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Порядок построения касательных к окружностям
Требу- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ется по- |
Построения |
Пояснения |
|||||||
строить |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Каса- |
|
|
Точки |
касания |
А и |
||||
тельную |
|
В находятся в пере- |
|||||||
из точки |
|
сечении вспомога- |
|||||||
К к |
ок- |
|
тельной окружности |
||||||
ружно- |
|
|
|
|
КО |
|
|||
сти |
с |
|
радиуса |
|
|
|
с дан- |
||
|
2 |
|
|||||||
центром |
|
|
|
|
|
|
|||
|
ной окружностью. |
||||||||
в точке |
|
||||||||
|
КА и |
|
КВ – |
каса- |
|||||
О |
|
|
|
||||||
|
|
тельные |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|||||||
Внеш- |
|
О1М и О1N – каса- |
|||||||
нюю ка- |
|
тельные из точки О1 |
|||||||
сатель- |
|
к вспомогательной |
|||||||
ную |
к |
|
окружности радиуса |
||||||
двум |
|
|
R2–R1 |
(см. |
|
преды- |
|||
окруж- |
|
дущий |
|
|
пример). |
||||
ностям с |
|
Точки |
касания |
В и |
|||||
центра- |
|
D получаются |
при |
||||||
ми |
в |
|
пересечении |
|
радиу- |
||||
точках |
|
сов О2М и О2N с ок- |
|||||||
О1 и О2 |
|
ружностью |
радиуса |
||||||
|
|
|
R2. Точки касания А |
||||||
|
|
|
и С полу- |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
Продолжение табл. 2.1
Требу- |
|
|
|
|
ется по- |
Построения |
Пояснения |
||
строить |
|
|
|
|
|
|
|
чаются при пересе- |
|
|
|
|
чении |
радиусов |
|
|
|
О1А и О1С, прове- |
|
|
|
|
денных параллель- |
|
|
|
|
но О2В и О2D. АВ и |
|
|
|
|
CD – внешние каса- |
|
|
|
|
тельные |
|
Внут- |
|
Точки касания А, В, |
||
реннюю |
|
С, D находятся ана- |
||
каса- |
|
логично |
предыду- |
|
тельную |
|
щему способу с той |
||
к |
двум |
|
разницей, |
что |
окруж- |
|
вспомогательная |
||
ностям с |
|
окружность прово- |
||
центра- |
|
дится суммой ра- |
||
ми |
в |
|
диусов R2+R1 |
|
точках |
|
АВ и СД – внут- |
||
О1 и О2 |
|
ренние касательные |
||
|
|
|
|
|
2.1.2. Построение сопряжений
Независимо от формы сопрягаемых линий (прямых или кривых) задачи на сопряжение решаются по следующему плану:
1)находят центр сопряжения;
2)определяют точки сопряжения;
3)проводят дугу между точками сопряжения.
Примеры построения сопряжений дугой заданного радиуса приведены в табл. 2.2.
5
Таблица 2.2
Порядок построения сопряжений
|
Дано |
Построения |
|
Пояснения |
|
||||
Две |
пе- |
|
Центр сопряжения О |
||||||
ресе- |
|
|
находится в точке пе- |
||||||
кающие- |
|
ресечения |
|
вспомога- |
|||||
ся |
пря- |
|
тельных |
прямых, |
от- |
||||
мые |
|
|
стоящих |
от |
|
заданных |
|||
|
|
|
|
прямых m, n на рас- |
|||||
|
|
|
|
стоянии R. Точки со- |
|||||
|
|
|
|
пряжения А и В есть |
|||||
|
|
|
|
основания |
перпенди- |
||||
|
|
|
|
куляров, |
опущенных |
||||
|
|
|
|
из центра О на задан- |
|||||
|
|
|
|
ные прямые. |
|
|
|
||
Прямая |
|
Центр сопряжения О |
|||||||
L |
и |
ок- |
|
находится в точке пе- |
|||||
руж- |
|
|
ресечения |
|
вспомога- |
||||
ность |
a |
|
тельной прямой m, от- |
||||||
радиуса |
|
стоящей |
от |
|
заданной |
||||
R1 с цен- |
|
прямой l на расстоя- |
|||||||
тром |
в |
|
нии R и вспомогатель- |
||||||
точке О1 |
|
ной |
дуги n |
радиуса |
|||||
|
|
|
|
R1+R с центром в точ- |
|||||
|
|
|
|
ке О1 в случае внешне- |
|||||
|
|
|
|
го |
сопряжения |
или |
|||
|
|
|
|
вспомогательной |
дуги |
||||
|
|
|
|
радиуса R1-R в случае |
|||||
|
|
|
|
внутреннего |
|
сопряже- |
|||
|
|
|
|
ния. Точка сопряжения |
|||||
|
|
|
|
А есть основание пер- |
|||||
|
|
|
|
пендикуляра, |
опущен- |
||||
|
|
|
|
ного из центра О на |
|||||
|
|
|
|
прямую L. Точка со- |
|||||
|
|
|
|
пряжения В |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
Продолжение табл. 2.2
Дано |
Построения |
|
Пояснения |
||||
|
|
|
определяется |
в |
точке |
||
|
|
|
пересечения линии, со- |
||||
|
|
|
единяемой центры ОО1 |
||||
|
|
|
с данной окружностью |
||||
Две |
ок- |
|
Центр сопряжения О |
||||
ружно- |
|
находится в точке пе- |
|||||
сти |
ра- |
|
ресечения |
вспомога- |
|||
диусов |
|
тельных |
дуг |
окружно- |
|||
R1 и R2 c |
|
стей |
(положение цен- |
||||
центра- |
|
тров этих дуг и вели- |
|||||
ми |
в |
|
чины их радиусов см. |
||||
точках |
|
из |
чертежей). |
Точки |
|||
О1 и О2 |
|
сопряжения А и В оп- |
|||||
|
|
|
ределяются |
в |
точках |
||
|
|
|
пересечения |
заданных |
|||
|
|
|
окружностей с прямы- |
||||
|
|
|
ми, |
|
соединяющими |
||
|
|
|
центры, |
соответствен- |
|||
|
|
|
но ОО1 и ОО2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
7
Продолжение табл. 2.2
Дано |
Построения |
Пояснения |
|
|
|
2.2. Лекальные кривые
Лекальные кривые применяются при построении очертаний многих технических деталей: профилей зубьев, кулачков, эксцентриков, фланцев, кронштейнов, крышек и т.п.
С помощью кривых исследуют различные процессы, изображают функциональные зависимости и пр.
Методы построения кривых опираются на их свойства и способы образования. Графическими построениями необходимо найти ряд точек кривой и соединить их плавной линией с помощью лекала (рис. 2.2).
Для очерчивания кривой по лекалу рекомендуется предварительно соединить точки кривой карандашом от руки тонкой плавной линией, а затем подобрать лекало к отдельным участкам кривой и обвести их сплошной основной линией. При обводке по лекалу каждого нового участка кривой необходимо лекало прикладывать так, чтобы оно перекрывало небольшой участок уже обведённой кривой и проходило не менее чем через 4–5 точек. Причем участок между последними двумя перекрытыми точками не обводят (см. рис. 2.2).
8
Рис. 2.2
2.2.1.Построение лекальной кривой
Окривой студент должен знать следующее:
1)геометрическое определение кривой;
2)основные элементы и основные свойства кривой;
3)построение кривой по заданным элементам.
Спираль Архимеда (рис. 1, приложение 4) можно рассматривать как траекторию точки, двигающейся равномер- но-поступательно по радиусу равномерно вращающегося круга, следовательно, эта кривая представляет собой множество точек, радиус-вектор которых изменяется пропорционально углу вращения.
При построении спирали Архимеда заданную окружность и ее радиус делят на одинаковое количество равных частей. Точки деления окружности соединяют прямыми с центром О. На первом луче 01 откладывают одно деление радиуса, на втором – два и т. д. Полученный ряд точек принадлежит очерку спирали.
Гипербола (рис. 2, приложение 4) – плоская кривая, у которой разность расстояний от любой ее точки до двух заданных точек – есть величина постоянная.
Отмечают расстояние a и b (точки А1 , А2 и F1, F2). Из точки, находящейся на половине фокусного расстояния b проводят полуокружность радиуса F1O. На пересечении дуги и перпендикуляров к оси, проведенных из точек А1 и, А2 находят точки, через которые пройдут асимптоты гиперболы. От точки F2 вправо от-
9
кладывают отрезки произвольной длины. Радиусы r1, r2 и т. д., равны расстоянию от вершины гиперболы А2 до отмеченной точки. Размеры радиусов R1, R2, R3 и т. д. равны расстоянию от точки А1 до той же отмеченной точки. Построение точек левой ветви гиперболы осуществляется с помощью радиусов r и R, проведенных из точки F2.
Парабола – плоская кривая, каждая точка которой расположена на одинаковых расстояниях от заданной прямой АВ (директриса) и фокуса.
Первый способ (рис. 3, приложение 4). Отрезки АВ и СD
делят на несколько равных частей. После этого из вершины параболы проводят лучи к точкам 1, 2 и т. д. на отрезке ВD, а из одноименных точек, расположенных на отрезке АВ – лучи, параллельные отрезку ВD. Пересечение лучей дает точки параболы.
Второй способ (рис. 4, приложение 4). После деления отрезков АВ и ВD на несколько равных частей к отрезку ВD проводят перпендикуляры, а из точки D – лучи, проходящие через одноименные точки на отрезке АВ.
Эвольвента (рис. 5, приложение 4) – траектория любой точки прямой линии, перекатываемой по окружности без скольжения.
Окружность делят на несколько равных частей. В точках 1, 2, 3 и т. д. проводят касательные к окружности, направленные в одну сторону. Точки эвольвенты находят, исходя из того, что при развертывании окружности точка I должна отстоять от точки 1 на расстоянии, равном длине дуги между точками 0 и 1 на прямой 0 – 8, а точка II отстоит от точки 2 на расстоянии равном длине дуги между точками 0 и 2.
Кардиоида (рис. 6, приложение 4) – траектория точки А некоторой окружности, перекатывающейся без скольжения (касание наружное) по неподвижной окружности.
Направляющую окружность диаметра D делят на несколько равных частей. Из точек деления, например, В и Е, проводят линии, через начальную точку А. На этих линиях от точек откладывают отрезки, равные заданному диаметру D. Полученные точки соединяют с помощью лекала.
Эллипс – плоская замкнутая кривая, для которой сумма расстояний от любой ее точки до двух точек (фокусов) эллип-