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

Cherchenie / Инж. и комп.графика; техн. графика / Конспект лекций(Шепелев В. В.) - Техническая графика, Инж. и комп. граф

..pdf
Скачиваний:
88
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
2.41 Mб
Скачать

фронтальной плоскости проекций линия пересечения будет совпадать со сле- дом-проекцией этой поверхности.

Для построения горизонтальной проекции линии пересечения выделим особые точки, которые принадлежат этой линии: точки 1 и 2 лежат на крайней правой образующей конуса, 3 и 4 – на линии, которая ограничивает коническую поверхность. Положение этих линий на горизонтальной плоскости проекций известно, поэтому построение перечисленных точек сводится к проведению вертикальных линий связи. Для нахождения точек 5 и 6, которые лежат на левой крайней образующей цилиндрической поверхности, через их фронтальные проекции на конической поверхности проводят окружность, определяют ее радиус и строят на плоскости П1. Точки будут находиться на пересечении вертикальной линии связи с этой окружностью. Любые промежуточные точки, включая показанные 7 и 8, получают таким же образом.

Рассмотрим больше сложный случай пересечения, когда обе поверхно-

2

2

2

 

 

 

22

23

 

 

 

12

 

 

13

 

32=42

 

 

 

 

43

33

 

Р с. 1.4

 

 

 

Рис. 1.48

 

сти (коническая и сферическая) занимают общее положение (рис. 1.48). Анализируя взаимное положение поверхностей, приходим к выводу:

поскольку центр сферы располагается в плоскости симметрии конуса и эта плоскость располагается параллельно плоскости проекций П2, линия взаимного пересечения поверхностей на горизонтальной плоскости проекций будет так же иметь ось симметрии, а на фронтальной – ее видимая и не видимая части будут совпадать. Не трудно найти крайние левую и правую точки линии пере-

Рис. 1.49 сечения (точки 1 и 2), так как главный меридиан сферы и крайняя образующая конуса лежат в одной

33

фронтальной плоскости, и пересекаются между собой.

 

 

Промежуточные точки линии пересечения можно найти, вводя вспомо-

гательные секущие плоскости особого положения. В качестве их приняты

профильные плоскости Σ, Ω и Δ, так как приведенные на чертеже поверхно-

сти они пересекают по простым линиям. Любая из взятых вспомогательных

плоскостей пересекает конус и сферу по окружностям. Эти окружности, в

свою очередь пересекаясь между собою, дают две точки, которые принадле-

жат линии взаимного пересечения поверхностей. Плоскости Σ, и

взяты на

одинаковом расстоянии от центра сферической поверхности, что позволило

сократить количество линий построения.

 

 

 

Следует отметить случаи построения линий пересечения соосных по-

верхностей вращения. Такая задача очень часто встречается на практике при

конструировании внутренних и внешних форм деталей. Соосными поверх-

ностями называют поверхности, которые имеют общую ось вращения.

На рис. 1.49 показано пересечение трех соосных поверхностей: цилиндра,

конуса и сферы. Их общей осью есть профильно-проецирующая прямая.

Соосные поверхности вращения всегда пересекаются по окружностям,

 

 

плоскости которых распола-

 

 

гаются перпендикулярно оси

 

 

вращения. Таких окружно-

 

 

стей будет столько, сколько

 

 

существует точек

пересече-

 

 

ния очерковых линий по-

 

 

 

 

верхностей.

 

 

 

 

В тех

случаях, когда

 

пересекаются

две

поверхно-

 

 

 

 

сти вращения, можно вос-

 

 

пользоваться теоремой, кото-

 

рую (без доказательства и несколько уп-

 

рощая) можно изложить таким образом:

 

если две поверхности вращения можно

 

описать вокруг одной сферы, то они

 

пересекаются между собой по плоским

Рис. 1.50

кривым. При определенных условиях

расположения поверхностей, (их оси

 

должны лежать в одной плоскости уровня)

эти плоские кривые на чертеже

изображаются отрезками прямых линий, что существенным образом облег-

чает построения (рис. 1.50).

 

 

 

 

В конструкциях деталей при пересечении поверхностей используют

поверхность, (наиболее часто торовую), при помощи которой осуществляют

плавный переход от одной поверхности к другой (рис.1.50). На чертежах в

этих случаях, вместо линии пересечения основных поверхностей, проводят

условную линию, которая называется линией перехода. Она выполняется

тонкой сплошной линией и заканчивается в точках пересечения очерковых

линий основных поверхностей.

 

 

 

 

34

РАЗДЕЛ 2 ЧЕРТЕЖИ МОДЕЛЕЙ

В результате изучения раздела студент должен уметь представлять в пространстве и изображать на чертежах геометрические тела и их соединения, а так же наносить необходимые размеры.

2.1 Геометрические тела

Геометрическим телом называют часть пространства ограниченного совокупностью поверхностей и плоскостей. Необходимым условием существования геометрического тела является отсутствие разрывов между образующими это тело элементами. Считается, что геометрические тела заполнены некоторым материалом, поэтому, при условных рассечениях их принято штриховать, как штрихуют металл – тонкими сплошными линиями с наклоном влево или вправо под углом 45к горизонту.

Среди геометрических тел есть многогранники, ограниченные только плоскими многоугольниками, а так же большое количество других видов тел, поверхность которых включают как поверхности, так и плоскости в разных соединениях. Имеются поверхности, которые без каких-нибудь дополнений относятся к геометрическим телам, так как они ограничивают некоторый объем пространства. Самые известные – сфера, тор, эллипсоид вращения и т.п.

Типичными представителями многогранников, в основе которых лежат пирамидальные и призматические поверхности, являются пирамиды и призмы.

Пирамида – многогранник, в основании которого лежит многоугольник, а боковые грани – треугольники с общей вершиной.

Призма – многогранник, у которого основания – два одинаковых и взаимно параллельных многоугольника, а боковые грани – параллелограммы. Если ребра призмы располагаются перпендикулярные плоскостям основания, то ее называют прямой, если нет, то – наклонной.

Плоскости, которые создают многогранник, пересекаясь между собой, дают ребра и вершины многогранника. Совокупность ребер и вершин называют сеткой многогранника. Изображение многогранника на чертеже сводится к изображению его сетки.

Геометрические тела, которые включают поверхности, изображаются на чертеже крайними (очерковыми) линиями. Если это поверхность вращения, то на ее изображениях обязательно должны присутствовать проекции осей вращения.

35

Прямые круговые цилиндр и конус получают из соответствующих поверхностей вращения с привлечением плоскостей, перпендикулярных осям вращения. Эти плоскости носят название оснований. Цилиндр имеет два основания, а конус – одно основание и вершину. Усеченный конус имеет два основания.

Для пояснения формы отдельных элементов детали на производственных чертежах широко используются сечения. Сечением называют изобра-

жение фигуры, получаемой при мысленном рассечении предмета одной

72

3

2

52

А

 

 

 

 

А-А

 

 

 

 

22

12

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

82

42

 

 

 

 

 

62

 

 

 

 

 

 

 

 

51=61

 

 

27

 

 

 

 

31=41

 

 

 

 

 

 

 

 

67

71=81

 

 

 

47

А-А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

57

 

 

 

 

37

 

 

 

 

87

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.2

 

 

 

 

 

Рис. 2.1

или несколькими плоскостями.

При построении сечений геометрических тел плоскостями получают замкнутую плоскую фигуру. На рис. 2.1 показано построение линии сечения прямого кругового конуса с фронтальным основанием горизонтальнопроецирующей плоскостью. Попутно введем обозначение расположения сле- дов-проекций секущей плоскости, принятое на производственных чертежах. Это два штриха разомкнутой линии и стрелки, расположенные перпендикулярно этим штрихам, указывающие направление взгляда при проецировании. Обозначают секущую плоскость, а также полученное сечение, прописными буквами русского алфавита. Независимо от расположения секущей плоскости эти буквы всегда располагают горизонтально.

Сечение в данном случае представляет плоскую замкнутую фигуру, ограниченную частью эллипса и отрезком прямой. Он построен с помощью опорных точек, которые принадлежат секущей плоскости, поверхности конуса и плоскости его основания. Для удобства построений взята точка 2. Она не

36

принадлежит сечению, но определяет величину большой оси эллипса. Малая ось (3, 4) располагается посередине большой оси под углом 90º к ней. Измерение высотных координат для построения точек на сечении проводилось от горизонтальной оси симметрии фронтальной проекции конуса.

Сечение может быть повернутым относительно расположения секущей плоскости. Повернуть его можно на угол меньший 90º, так чтобы ось располагалась горизонтально. Обозначение сечения при этом сопровождается особым значком (см. рис. 2.1).

◊ На рисунке представлен вид сверху группы геометрических тел. Вы-

сота каждого тела (в миллиметрах) задана на чертеже в скобках. Цилиндр,

пирамида и куб своими основаниями расположены на горизонтальной плос-

кости проекций. Конус стоит на кубе. Построить виды спереди и слева этой

 

 

группы тел, учесть види-

Пирамида (60)

Конус (40)

мость.

Цилиндр (50)

 

 

 

Куб

 

2.2 Выбор изображений на чертеже

Используя аппарат проектирования, можно назначить любые направления взгляда на предмет и получить в общем случае неограниченное количество его изображений. Какие из этих изображений необходимы для создания чертежа? Каким их количеством надо ограничится? Решение этих вопросов представляет серьезную проблему. Сущность ее рассмотрим на примере. На рис. 2.3 приведены два варианта изображений многогранника. По этим изображениям можно однозначно установить его форму – пирамида, в основании которой лежит правильный треугольник. Есть возможность нанести размеры высоты и диаметра окружности, описанной вокруг основания. Этих размеров достаточно для построения изображений пирамиды и варианты можно считать равноценными. Студенты, при обсуждении темы, часто отдают предпочтение чертежу (рис. 2.3, б), мотивируя тем, что изображения на нем содержат большее количество линий. Очевидно, здесь без внимания остается главный вопрос: для чего предназначены чертежи?

37

 

Чертежи, если бы они были предназначены для производства, должны

были позволить безошибочно представить форму пирамиды, а затем изгото-

вить ее по имеющимся размерам. В таком случае размер высоты необходимо

заменить углом наклона боковой грани к основанию. Этот размер значитель-

а)

б)

но упрощает изготовление пира-

 

 

миды, а указать его можно лишь на

 

 

чертеже, показанном на рис. 2.2, а.

 

 

Здесь же без искажения проециру-

 

 

ется величина бокового ребра, его

 

 

угол наклона к плоскости основа-

 

 

ния, высота боковой грани. Это по-

 

 

зволяет, не прибегая к дополни-

 

 

тельным преобразованиям черте-

 

 

жа, построить, например, разверт-

 

 

ку пирамиды.

 

 

Таким образом, совокуп-

 

Рис.и2с.22.5

ность изображений предмета, при-

 

нятая на чертеже, влияет на про-

 

 

стоту мысленного представления его формы и возможность нанесения того

или иного размера (размеры можно наносить только на элемент, неискажен-

ный проецированием).

 

 

Количество размеров на чертеже предмета есть величина постоян-

ная, и зависит только от его конструкции, но, в зависимости от условий

изготовления и работы в механизме, размеры могут быть назначены по-

разному. Не зная заранее, какие размеры могут понадобиться, руководству-

ются правилом: изображения на чертеже должны быть выбраны так,

чтобы они давали возможность нанести максимальное количество раз-

личных вариантов размеров.

 

 

Ориентирами для выбора изображений какого-нибудь предмета долж-

но быть следующее:

 

 

а) любой отсек плоскости, входящий в состав поверхности предмета,

должен быть показан неискаженно;

 

 

б) на чертеже должен присутствовать след-проекция этого отсека;

 

в) оси поверхностей вращения должны занимать особое положение.

 

Одновременно с выбором необходимых изображений для чертежа

предмета, решается и вопрос об их количестве. Воспользуемся следующим

правилом: Количество изображений в совокупности с условными знака-

ми, условными изображениями, обозначениями и надписями, преду-

смотренными соответствующими стандартами, должно быть наимень-

шим, но обеспечивать полное отображение формы предмета и однознач-

ное его прочтение.

 

 

Отвлекаясь на этом этапе от обозначений, знаков и надписей, отметим,

что такое правило принято с целью устранения повторяющейся информации,

так как впустую затрачивается время на ее вычерчивание, она затрудняет

воспроизведение формы предмета, возникают ошибки и разночтение. Полно-

38

стью избегнуть наличия на чертеже подобной информации невозможно, –

избыточность заложена в суть самой природы проецирования на несколько

плоскостей проекций, но стремиться к тому необходимо.

 

 

В качестве примера, выберем количество изображений, необходимых

для передачи формы геометрического тела, в основе которого лежит прямая

призматическая поверхность. Назовем его клин (рис. 2.3, а).

 

 

Руководствуясь ранее приведенными ориентирами и компактностью

чертежа, главное изображение выберем так, чтобы на нем неискаженно про-

ецировались пятиугольные грани клина. Здесь же следами-проекциями изо-

а)

б)

бражают-

 

 

ся

боль-

 

 

шинство

 

 

остальных

 

 

его

гра-

 

 

ней.

Вид

 

 

сверху не-

 

 

обходим

 

 

для показа

 

РРисс..22.3.6

неиска-

 

женной

 

 

 

 

формы

 

 

верхней и

нижней граней. Вид слева – левой и правой граней, а так же расположение

следов-проекций передней и задней граней. Натуральный вид наклонной

фронтально-проецирующей плоскости клина можно показать лишь на до-

полнительной плоскости проекций, которую следует расположить

ей парал-

лельно. В рассмотренном случае форма этой плоскости клина может быть

представлена и определены размеры на имеющихся изображениях (на видах

сверху и слева не искажаются две стороны этого многоугольника и прямые

углы, а на главном изображении – две других стороны).

 

 

Таким образом, для рассмотренного геометрического тела необходимо

три изображения (рис. 2.3, б). Можно ли уменьшить их количество до двух,

ограничившись, например, лишь главным изображением и видом сверху?

Нет, нельзя. Это не символизированный чертеж и грани клина, которые ле-

жат в профильных плоскостях, на изображениях, которые остались, не будут

читаться однозначно. Аргумент о том, что все размеры клина можно указать

на двух изображениях не соответствует действительности, так как в этом

случае на геометрическом теле есть элементы, размеры между которыми

можно не указывать, но показать их взаимное расположение необходимо

обязательно. Речь идет о показе прямых углов между передней (задней) и

нижней (верхней) гранями клина. По этой причине нельзя отказаться от вида

сверху, где неискаженно изображаются прямые углы между другими граня-

ми.

 

 

 

 

39

 

 

Здесь уместно напомнить правило о том, что расположение элементов определяется непосредственно изображением предмета на чертеже без указаний числовых значений размеров в следующих случаях:

-линейный размер равняется нулю (требования соосности, симметричности, объединение элементов в одной плоскости);

-угловой размер равняется нулю или 180º (требование параллельности);

-угловой размер равняется 90º (требование перпендикулярности). Сформулируем еще раз итоговое правило этого раздела: чертеж дол-

жен быть выполнен так, чтобы он мог, при полной ясности формы, дать метрическую определенность всем элементам изображенного предмета.

◊ Какими критериями следует пользоваться при выборе изображений предмета?

2.3 Чертежи моделей

Детали, которые реально существуют в разных механизмах, по своей конструкции могут иметь сложные внешние и внутренние формы, мелкие конструктивные элементы, большие размеры, вес и т.д. Они не подходят для первоначальных этапов обучения выполнения изображений на чертежах реальных предметов, поэтому их заменяют моделями.

Моделью в инженерной графике называют совокупность геометри-

ческих тел, которые упрощенно отображают форму какой-нибудь детали и пригодны для использования при обучении. Каждая модель создается для решения определенного класса учебных задач. Модели выполняют из ма-

 

териала (металл, дерево, пенопласт), но они

 

могут быть заданы и рисунком, чертежом,

 

словесным описанием и т.д.

 

Приступая к работе с моделями, следует

 

помнить, что в модели отсутствуют границы

 

между соприкасающимися поверхностями со-

 

ставляющих их геометрических тел. Поэтому

 

на чертежах моделей разрезы и сечения

 

штрихуются без каких-нибудь внутренних

 

разграничительных линий.

 

Проследим процесс создания модели

 

(рис. 2.4) путем объединения в одно целое не-

 

скольких простых геометрических.

 

Основанием модели служит цилиндр,

 

соосно с которым сверху располагается еще

 

один цилиндр меньшего диаметра.

Рис. 2.7

С левой стороны, наклонно к цилинд-

Рим. 2.4

рам, примыкает прямая призма, основаниями

 

которой являются равнобедренные треугольники, а с правой – прямая четы-

40

 

 

рехугольная

призма

квадратного

сечения.

Грани

 

 

ной призмы пересекают цилиндр частями эллипсов, а четы-

 

 

рехугольной – отрезками прямых и частями окружностей.

 

 

На деталях эти линии называют линиями перехода.

 

 

 

Другим способом создания моделей есть способ вы-

 

 

читания из основного геометрического тела, которое при-

 

 

нимают за начальную форму, других геометрических тел

 

 

меньших размеров или отсечения его частей плоскостями.

 

 

На производстве, при изготовлении реальной детали, на-

 

 

чальной формой является заготовка, над которой проводят-

 

 

ся определенные технологические операции (сверление,

 

 

строгание, фрезирование) с удалением части материала для

 

 

придания детали окончательной формы.

 

 

 

 

На рис. 2.5 начальной формой модели является ци-

 

 

линдр с вертикальной осью, в середине которой соосно вы-

ис

.8

полнено призматическое отверстие треугольного сечения.

Рис. 2.5

Одна из граней призматического отверстия занимает фрон-

 

 

тальное положение. Правый верхний угол модели вырезан профильной и

фронтально-проецирующей плоскостями.

 

 

 

Линии внутреннего (невидимого) контура полой модели на чертежах

изображают штриховыми линиями. Модели, как и детали, могут иметь слож-

ные внутренние очертания, из-за чего на чертеже возникает много штрихо-

вых линий. Эти линии ведут к ошибкам при чтении изображенного на черте-

же предмета. В таких случаях прибегают к искусственному способу выявле-

ния внутреннего строения при помощи разрезов.

 

 

Принцип выполнения разрезов состоит в том, что одну из частей пред-

мета условно представляют отсеченной и изъятой. При этом линии невиди-

мого контура становятся видимыми и изображаются сплошными основными

линиями. Естественно, модель рассекают плоскостью, параллельной какой-

либо плоскости проекций и проецируют на эту плоскость обычным спосо-

бом. Для большей наглядности чертежа фигуру сечения, расположенную в

секущей плоскости, заштриховывают.

 

 

 

В зависимости от расположения секущей плоскости относительно го-

ризонтальной плоскости проекций, разрезы делят на горизонтальные и вер-

тикальные. Вертикальные, в свою очередь, разделяют на фронтальные (се-

кущая плоскость параллельная плоскости проекций П2) и профильные (секу-

щая плоскость параллельная П3). Наклонные разрезы выполняются проеци-

рующими секущими плоскостями.

 

 

 

На различных проекциях модели разрезы могут выполняться разными

секущими плоскостями. Их используют при формировании изображения

только на той плоскости, которой они параллельны. На выполнение других

изображений они влияния не оказывают.

 

 

 

41

 

На рис. 2.6 для выявления внутреннего строения модели применены

горизонтальный, фронтальный и профильный разрезы. Следы-проекции

фронтальной и профильной секущих плоскостей совпадают с соответствую-

щими плоскостями симметрии модели. В этом случае положение секущей

плоскости на чертеже не отмечается и разрез надписью не сопровождается.

 

Горизонтальная секущая плоскость не проходит через плоскость сим-

метрии модели, поэтому положение ее следа-проекции отмечают на чертеже

штрихами разомкнутой линии, а разрез сопровождается надписью: А-А.

 

 

Штрихи

разомкну-

 

 

той линии не должны пе-

 

 

ресекать

контур

изобра-

 

 

жения. Стрелки, которые

А

А

указывают

направление

взгляда,

 

наносят

на рас-

 

 

стоянии

 

2-3 мм

 

от внеш-

 

 

него конца штриха ра-

 

 

зомкнутой линии перпен-

 

 

дикулярно этому штриху.

 

 

Виды и разрезы, ис-

 

 

пользованные на рассмат-

 

А-А

риваемом

чертеже, пред-

 

РРис. .22.9.6

ставляют

 

собой

симмет-

 

ричные

фигуры,

поэтому

 

 

можно

объединять поло-

 

 

вину вида и половину со-

 

 

ответствующего

 

разреза,

 

 

разделяя

 

их

 

штрих-

пунктирной тонкой линией, которая является осью симметрии.

 

 

 

Если на внешней поверхности модели имеется контурная линия, кото-

рая совпадает с осью симметрии, например, ребро призмы (рис. 2.7, а), то

разрез делают несколько меньше половины. Если подобная ситуация возни-

кает для линии внутренней поверхности модели, то изображение разрезают

больше половины (рис. 2.7, б). В этих случаях линию разграничения вида и

разреза изображают от руки тонкой сплошной волнистой линией.

 

 

◊ Чем различаются между собой сечение и раз- а)

б)

рез?

◊ С помощью чертежного инструмента постройте вид справа модели, изображенной на рис. 2.5.

РиРис. 2.10

. 2.7

42