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

начерт

.pdf
Скачиваний:
49
Добавлен:
18.03.2016
Размер:
5.5 Mб
Скачать

11

1.5. Введение новой плоскости проекций

При решении ряда инженерно-геометрических задач удобно использовать дополнительные изображения ГО, позволяющие упростить решение задачи, сделать его более точным и т. д. Получение новой проекции (новых проекций) ГО по уже имеющимся является результатом преобразования КЧ. Из множества способов преобразования КЧ здесь рассмотрим один: способ введения (задания) новой ПП.

Суть этого способа заключается в том, что дополнительно к ПП Ï1 и Ï2 вводится новая ПП Ï3, проецируя на которую ГО получают его новую проекцию. На новую ПП накладывают только одно ограничение: она должна быть перпендикулярна хотя бы одной из ПП Ï1 или Ï2 . Новое направление проецирования параллельно Ï1, если Ï3Ï1 , или Ï2, если Ï3 Ï2 .

 

 

 

A2

 

 

A2

A3

 

 

 

 

A

 

 

 

Ax

x1 2

A3

 

 

 

 

 

 

Ax

A1

 

 

x

A1

 

 

x1

 

 

 

 

x1 3

 

 

 

Рис. 1.11

Рис. 1.12

 

 

Зададим Ï3 Ï1 и найдем проекции

A1 , A2 и A3 точки A на

ПП

Ï1,Ï2 и Ï3 (рис. 1.11). В старой системе ПП (Ï1 , Ï2) точка

A

задавалась проекциями A1 и A2, а в новой системе ПП (Ï1 ,Ï3)

-

проекциями A1 и A3 . Для перехода к плоскому изображению повер-

нем

Ï1 и Ï2

вокруг прямой x (линия пересечения Ï1 и Ï2) до их

совпадения, а затем повернем Ï3 вокруг x1 (линия пересечения Ï1 и Ï3) до совпадения с Ï1 иÏ2. В результате получим трехкартинный КЧ точки - плоскость, содержащую проекции точки на три ПП (рис. 1.12). Линия связи (A1,A2)x12 на КЧ образуется линиями (A1,Ax) x и

(A2,Ax) x

при развороте ПП Ï1

и Ï2 в плоскость чертежа. Анало-

гично новая линия связи (A1,A3)

x1

3 образуется линиями (A1,Ax1) x1

и (A3,Ax1)

x1 при совмещении Ï3

с Ï1 и Ï2.

12

Правило построения новой проекции À3 точки по двум заданным проекциям A1 и A2 и новому направлению проецирования:

1.Перпендикулярно линии связи (À1 , À2) проводят ось проекций õ12 , если она на КЧ не задана.

2.В заданном направлении проводят новую ось проекций õ13 , являющуюся отображением линии x1 пересечения Ï1 и Ï3.

3.Из A1 (Ï3Ï1 ) проводят новую линию связи (À1 , À3 )x13.

4.На новой линии связи (A1 ,A3 ) от новой оси x13 откладывают

расстояние от точки A до плоскости Ï1 , так как Ï3 Ï1 (см. помеченные расстояния на рис. 1.11 и 1.12).

Аналогично можно последовательно задавать любое число новых ПП и получать многокартинный КЧ, лишь бы вновь вводимая ПП была перпендикулярна хотя бы одной из имеющихся ПП. В общем случае расстояние новой проекции точки от новой оси равно расстоянию заменяемой проекции от предыдущей оси. На рис. 1.13 приведен семикартинный КЧ точки A, полученный при введении новых ПП в такой последовательности: Ï3Ï2, Ï4Ï3, Ï5Ï1, Ï6Ï5, Ï7Ï6 (все оси проекций задавались произвольно, а откладываемые расстояния отмечены).

x2 3

A2

A3

A7

 

x5 6

 

A5

x1 2

x6 7

x3 4

A1

A6

x1 5

A4

Рис. 1.13

Новую ПП задают с точностью до параллельного переноса: уже отмечалось, что при таком переносе проекция фигуры не меняется.

Решение любой задачи с применением преобразования чертежа в конечном счете сводится к решению четырех задач, называемых основными задачами преобразования чертежа (ОЗПЧ).

Наиболее часто используется профильная ПП Ï3 - новая ПП, перпендикулярная и ПП Ï 1 , и ПП Ï2. Три взаимно перпендикулярные ПП обычно рассматривают как координатные (рис. 1.14).

При переходе к плоскому изображению будем считать, что система ПП мысленно разрезана по оси y, а ПП Ï3 жестко связана

13

осью z сПП Ï2. ПовернемÏ1 иÏ2 вокругоси x доихсовпадения, а затем вокругоси z развернем Ï3 досовпаденияс Ï1 иÏ2 иполучим трехкартинный КЧ (рис.1.15). Новая линия связи проводилась из

точки À2 перпендикулярно оси z2 3

(проекция оси z на ПП Ï2 и Ï3),

после чего на ней откладывали координату Y точки A (y1 и y3

-

проекцииоси y наплоскости Ï1 и Ï3).Вместообозначенийz2 3,y1

и

y3 применяютупрощенныеобозначения z и y.

 

 

z

 

z2 3

 

Ï2

A2

 

 

A2

A3

 

 

 

 

A3

 

 

 

x

 

y3

 

x1

2

 

 

 

A1

A1

 

 

y

y1

 

 

 

Рис. 1.14

 

Рис. 1.15

 

В заключении лекции отметим, что используемые в курсе понятия “комплексный чертеж” и “чертеж” - синонимы.

Л Е К Ц И Я 2

ЛИНИЯ НА КОМПЛЕКСНОМ ЧЕРТЕЖЕ

2.1. Общие вопросы задания линии на чертеже

Линия - это одномерный ГО, имеющий одно измерение (длину)

ирассматриваемый как траектория точки, перемещающейся в пространстве по определенному закону.

Линии делятся на кривые, ломаные и прямые. Кривые и ломаные линии бывают плоские, если все их точки лежат в одной плоскости, и пространственные. Из плоских кривых выделяют кривые второго порядка - эллипс, его частный случай окружность, параболу

игиперболу, а из пространственных - винтовую линию, широко используемую в технике.

При задании линии используют критерий её заданности - линия задана на чертеже, если относительно любой точки пространства можно однозначно ответить на вопрос, принадлежит точка линии или нет, и следующие свойства ортогонального проецирования:

14

1.В общем случае проекцией кривой линии является кривая линия, ломаной - ломаная, прямой - прямая.

2.Если точка принадлежит линии, то соответствующая проекция точки принадлежит соответствующей проекции линии.

3.Если точка делит отрезок прямой в каком-то отношении, то проекция точки делит проекцию отрезка в том же отношении.

4.Длина проекции отрезка прямой равна длине отрезка, умноженной на косинус угла его наклона к плоскости проекций.

5.Прямая, перпендикулярная плоскости проекций, проецируется на эту ПП в точку.

6.Если прямые параллельны, то параллельны их проекции.

В общем случае (свойство 1) линия k на КЧ задается непосредственно своими проекциями (проекциями всех своих точек) на Ï1 и Ï2 (рис. 2.1). Возможность определить по чертежу, что

точка M принадлежит

линии k (M

k),

так как M1

k1 и M2

k2 , а точки E и N

нет (E k, N

k) (свойство 2), подтверж-

дает: линия

k своими проекциями

k1

и k2 задана.

Иногда для установления однозначного проекционного соответствия точек линии помимо её проекций на КЧ необходимо задавать ещё проекции какой-то точки (каких-то точек) линии

(рис. 2.2).

E1 k2

M2

N2

x

N1 M1 E2 k1

Рис. 2.1

k2

A2

x

A1

k1

Рис. 2.2

2.2. Задание прямой линии

2.2.1. Прямая общего положения

Прямая общего положения - это прямая, не параллельная и, следовательно, не перпендикулярная ни одной из ПП (прямая a на рис. 2.3). Прямая общего положения задается на КЧ своими проекциями на Ï1 и Ï2 - прямыми, не параллельными и не перпендикулярными оси проекций (a1 и a2 на рис. 2.4) или проекциями двух своих точек (A и B на рис. 2.5), определяющими положение проекций прямой. На рис. 2.3 - угол наклона прямой a к Ï1 , - к Ï2.

15

 

 

 

z

a2

 

 

 

Ï2

B2

 

 

B2

 

a

 

 

 

 

C2

 

 

 

a2

x

 

C2

 

B

 

 

 

A2

C

 

a1

 

A2

x

A

B1

a1

 

Рис. 2.4

x

 

 

 

 

 

C1

 

 

 

B1

 

 

A1

 

 

 

 

 

 

y

 

C1

 

 

 

 

 

A1

 

 

Рис. 2.3

 

 

 

Рис. 2.5

 

Длина отрезка прямой общего положения всегда больше дли-

ны его проекции: A,B

A1 ,B1 A,B

A2 ,B2 (свойство 4 и рис. 2.3).

На КЧ (рис. 2.5) величины длин отрезков прямой общего положения, углов и наклона её к Ï1 и Ï2 не заданы и при необходимости ищутся путем построений на КЧ.

Для трех точек A, B, C прямой (рис. 2.3, 2.5) справедливы отно-

шения (свойство 3): A,CC,B = A1 ,C1 C1,B1 = A2,C2C2,B2.

2.2.2. Прямые частного положения

К прямым частного пложения относятся прямые уровня и проецирующие прямые.

Прямая уровня - это прямая, параллельная какой-либо плоскости проекций. Прямую, параллельную Ï1 , называют горизонтальной прямой или горизонталью; параллельную Ï2- фронтальной прямой или фронталью; параллельную профильной ПП - профильной прямой. Обычно горизонталь обозначают h, фронталь - f,

профильную прямую - p.

 

 

Так как

h

Ï1 , то (рис. 2.6) h2 x ( все точки горизонтали уда-

лены от Ï1

на одинаковое расстояние и на координированном КЧ

имеют одинаковые координаты Z), отрезок горизонтали проецирует-

ся на Ï1 в натуральную величину:

A,B = A1 ,B1 и

- угол наклона

горизонтали к

плоскости Ï2 ,

определяемый углом между

горизонталью h и её проекцией h2

на Ï2 (угол

наклона горизон-

тали к Ï1 равен 0О).

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

A2

B2

f2

M,N

p2

E2

 

 

K2

 

 

h2

 

 

M2

N2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F2

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F1

p1

 

 

 

 

f1

 

 

 

 

B1

 

 

K1

 

h

 

A,B

M1

N1

 

 

1

A1

 

 

 

E

 

 

 

Рис. 2.6

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

Аналогично для фронтали (рис. 2.6)

f1 x, M,N = M2,N2

и -

угол наклона фронтали к плоскости Ï1 .

 

 

 

 

Для профильной прямой

p помимо проекций p1 и

p2

надо

ещё задавать проекции двух её точек (точки E и F на рис. 2.6). Если точка K задана на прямой p одной проекцией, например, K1 , то проекция K2 ищется с использованием профильной ПП или, как показано на рис. 2.6, с использованием условия:

F1,K1

F2,K2

.

K ,E

1

= K

2

,E

2

1

 

 

 

Проецирующая прямая - это прямая, перпендикулярная какойлибо ПП. Прямую, перпендикулярную Ï1, называют горизонтально проецирующей прямой, а перпендикулярную Ï2 - фронтально

проецирующей. Прямые a Ï1

и b Ï2 показаны на рис. 2.7.

 

a2

 

 

L,K

 

A2

 

 

A,B

 

L2

l2

b2

F2

 

E2

Ê2

 

B2

 

 

 

 

 

 

x

 

F1

 

 

a1 A1 B1

b

E,F

 

Ê1 l1

1

 

L1

 

 

E1

 

L,K

 

 

 

 

Рис. 2.7

Проецирующая прямая проецируется на ПП, к которой она перпендикулярна, в точку (a1 и b2 ), называемую основной проек- цией прямой, а на вторую ПП - в прямую, перпендикулярную оси проекций (a2 и b1 ).

 

 

17

 

 

d

Чтобы

задать

проецирующую

прямую,

 

достаточно однокартинного чертежа (рис. 2.8):

d1

основная проекция

проецирующей

прямой

однозначно

задает

её положение

в прост-

Рис. 2.8

ранстве - d

d1 и d

Ï1 . Поэтому проекции a2 и

b1 на КЧ (рис. 2.7) давать не обязательно.

Основная проекция обладает собирательным свойством: все точки проецирующей прямой проецируются на ПП, перпендикуляр-

ную к ней, в её основную проекцию (A1

B1 a1 и E2 F2 b2).

Горизонтально проецирующая прямая является фронталью:

a Ï1 a Ï2

A,B = A2,B2

, а фронтально проецирующая прямая -

горизонталью: b

Ï2 b Ï1

A,B = A1 ,B1 .

На рис. 2.7 задана также профильно проецирующая прямая l,

которая одновременно параллельна Ï1

и Ï2.

Все точки проецирующей прямой являются конкурирующими в их видимости относительно той ПП, к которой прямая перпендикулярна и на которую все точки проецируются в основную проекцию. На рис. 2.7 точки прямой a конкурируют относительно Ï1, прямой b -

относительно

 

Ï2 . Конкурирующие точки используют для опреде-

 

 

 

 

 

 

 

ления видимости ГО и их

 

 

 

 

 

 

 

элементов.

Решая вопрос

 

 

 

 

 

 

 

видимости,

надо учитывать

 

B

 

 

 

 

Взгляд

направление взгляда (проеци-

 

 

 

 

 

рования) и то, что проецируе-

 

 

 

 

 

A

íà Ï2

мый ГО всегда

расположен

 

 

 

 

 

B2 A2

 

Ñ

 

 

(спереди)

между

ПП

и

наблюдателем

 

 

 

 

 

 

(рис. 2.9). Поэтому видимой из

 

 

 

 

 

 

Ñ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

конкурирующих точек является

 

B1 Ñ1

 

 

 

A1

 

точка,

находящаяся дальше от

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПП и ближе к наблюдателю. Так,

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.9

 

на рис. 2.9 из двух конкурирую-

 

 

щих относительно Ï 1 точек B и

C видна точка B (B выше C), а конкурирующих относительно Ï2точек A и B - более удаленная от Ï2 точка A. Аналогично на рис. 2.7 относительно Ï1 из двух точек A и B прямой a видна точка A (A

выше B, см. на проекции A2 и B2 ), относительно Ï2

из двух точек F

и

E прямой b видна точка E (E дальше от Ï2, см.

на проекции E1

и

F1 ).

 

18

2.3. Решение 1-й и 2-й основных задач преобразования чертежа способом задания новой ПП

Условие 1ОЗПЧ: преобразовать КЧ так, чтобы прямая a общего положения стала прямой уровня.

Для решения 1ОЗПЧ новую ПП Ï3 задают параллельно прямой

a и перпендикулярно Ï1

или Ï2

(Ï3 a

Ï3

Ï1 Ï3 Ï2).

При Ï3

Ï1

новая ось проекций x1 3

a1 , а при Ï3

Ï2

новая ось x2

3

a2.

 

На рис. 2.10,а прямая a, заданная проекциями

a1 и

a2 ,

переведена в положение прямой уровня с использованием Ï3

Ï1.

Для этого нанесли новую ось

x1 3

a1 ,

на прямой a

 

взяли две

произвольные точки A(A1 ,A2) и B(B1 ,B2), нашли их проекции A3

и B3

(используемые для этого расстояния помечены), через которые и

провели проекцию a3

прямой a . На рис 2.10,б та же задача решена

с применением

Ï3

Ï2 . Заметим, что на рис. 2.10 найдены длина

отрезка [A,B] ( A,B = A3,B3

) и углы

и

наклона a к Ï1 и Ï2 со-

ответственно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

à)

 

 

 

 

B2

 

á)

a3

A,B

 

 

a2

A2

 

 

 

 

 

A3

 

B3

x2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

1

 

 

 

B1

x

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

a1

 

 

 

 

 

 

 

x1 2

A2

 

 

A1

 

 

 

 

a3

 

 

B1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A3

 

 

B3

 

a

 

 

 

 

 

 

 

A,B

 

 

1

A1

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условие 2ОЗПЧ: прямую уровня

 

A3

f3

перевести

в положение

проецирующей

f2

 

 

прямой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новую

ПП

задают перпендикулярно

A2

x2

 

 

 

 

3

прямой уровня. Горизонталь h станет прое-

 

 

 

 

цирующей при

Ï3

h

Ï3

Ï1 (новая ось

 

x1 2

 

 

x1

3 h1), а фронталь f - при Ï3 f

Ï3

Ï2

A1

f1

 

(новая ось x2 3

f2 ). На рис. 2.11 фронталь

 

 

 

f, заданная проекциями f1 и f2, переведена в

Рис. 2.11

 

19

проецирующее положение (Ï3 f ). Для построения f3 провели x23 f2, на фронтали взяли точку A(A1,A2) и нашли её проекцию

A3f3.

Для перевода прямой a общего положения в проецирующее положение последовательно вводят две новые ПП (сразу задать новую ПП перпендикулярно a нельзя: такая ПП не перпендикулярна ни Ï1, ни Ï2):

1. Задают Ï3 a

Ï3

Ï1

(новая ось проекций x1 3

a1 ) Ï3

Ï2

(новая ось проекций

x2 3

a2) - решают 1ОЗПЧ.

 

 

 

2. Задают Ï4 a

Ï4

Ï3 (новая ось проекций x3 4

a3) - решают

2ОЗПЧ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 2.12 (были заданы a1 , a2,

 

A2

B2

 

 

x

 

 

 

 

 

 

a

2

1 2) для перевода прямой a в

 

 

 

 

проецирующее положение на 1-м эта-

 

 

 

 

 

пе использовали Ï3

Ï1. Проекции a3 и

x1

 

 

 

 

a4 строили с помощью произвольных

2

 

 

 

точек A,B a (откладываемые

рас-

 

A1

B1

a1

стояния на рис. 2.12 обозначены).

 

x3 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

A B

a3

A

x1

3

 

 

 

4

4

4

 

3

B3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.12

 

 

 

 

2.4. Задание пар прямых

 

 

 

Прямыемогут пересекаться,бытьпараллельными,скрещиваться. Если прямые пересекаются, то точки пересечения их одноименных проекций находятся на одной линии связи. На рис. 2.13

заданы пары пересекающихся прямых

a b, d g,

l t.

 

 

a2

g2

 

d2 t2

a2

d2 g2

t2 l2

b2

 

 

 

l2

b2

 

 

 

x

a1

 

 

x

b

d1

 

 

 

 

 

 

 

 

b1

 

 

 

 

1

 

 

 

d1

g1

 

t1

a1

g1

t

l1

 

l

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Рис. 2.13

Рис. 2.14

20

Если прямые параллельны, то параллельны их соответствую-

щие проекции (свойство 6). На рис. 2.14 a b (a1b1 ; a2b2), dg, lt.

Скрещивающиеся прямые - прямые, не лежащие в одной плоскости. На рис. 2.15 приведены пары скрещивающихся прямых ab,

dg, lt.

a2

C2

D2

l2

t2

G2

A2

b2

 

 

 

Q2 d2

g2

 

B2

E2

F2

 

 

 

x

D1

 

E

d1

g

 

 

a1

1

 

 

 

1

 

 

 

 

t1

A1 B1

C1

b1

l1

G1 Q1

 

F1

 

 

Рис. 2.15

 

 

Скрещивающиеся прямые всегда имеют одну или две пары точек, конкурирующих относительно Ï1 и Ï2. У прямых a и b точки Aa

и B

b конкурируют относительно Ï1 (видна точка A), а точки C

b и

D

a - относительно Ï2 (видна точка C); у прямых l и t точки E

l и

F

t конкурируют относительно Ï2 (видна точка F), у прямых g и d

точки G

g и Q d конкурируют относительно Ï1 (видна точка G).

Введем понятие

угла между

скрещивающимися прямыми.

a2

b2

 

 

Величина угла между скрещи-

 

 

t2

вающимися прямыми (a и b на

 

 

l2

рис. 2.16) равна величине угла

x

 

 

между пересекающимися пря-

 

 

 

мыми (t и l на рис. 2.16), соот-

b1

a1

l1

t1

ветственно параллельными

данным

скрещивающимся

 

 

 

Рис. 2.16

 

прямым (t

a, l b).

 

 

 

 

2.5. Теорема о проецировании прямого угла

В общем случае прямой угол между пересекающимися или скрещивающимися прямыми проецируется на ПП с искажением. Теорема о проецировании прямого угла выделяет частный, но важный для практики случай, когда прямой угол проецируется на ПП без искажения. Так как теорема о проецировании прямого угла связывает три ГО (рис. 2.17) - прямой угол, некую плоскость