Материалы по инженерной графике / Inzhenernaya_i_kompyuternaya_grafika_ucheb_posobie

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса» (ГОУ ВПО «ЮРГУЭС»)

В.М. Фетисов, Н.Г. Нагай, И.Е. Галатова

ИНЖЕНЕРНАЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

Учебное пособие

Рекомендовано редакционно-издательским советом ЮРГУЭС для студентов МРТФ и ЗФ специальностей

210400 «Телекоммуникации», 552500 «Радиотехника» и 201500 «Бытовая радиоэлектронная аппаратура»

ШАХТЫ ГОУ ВПО «ЮРГУЭС»

2009

УДК 514.18(075.8) ББК 22.151.3я73

Ф451

Рецензенты:

д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Радиоэлектронные средства защиты и сервиса» ГОУ ВПО «ЮФУ»

К.Е. Румянцев

д.т.н., профессор кафедры «Радиоэлектронные системы» ГОУ ВПО «ЮРГУЭС»

В.И. Марчук

Фетисов, В.М.

Ф451 Инженерная и компьютерная графика : учеб. пособие / В.М. Фетисов, Н.Г. Нагай, И.Е. Галатова. – Шахты : ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2009. – 221 с.

ISBN 978-5-93834-509-6

Представлено развернутое содержание курса «Инженерная и компьютерная графика». Освещены теория, средства и алгоритмы визуализации информации о геометрических объектах. Рассмотрены основные виды конструкторской документации, общие требования к оформлению электротехнических чертежей, схем и других технических документов. Содержит словарь терминов и библиографический список.

Пособие может быть использовано для самостоятельного изучения курса «Инженерная и компьютерная графика», а также при организации учебного процесса с применением дистанционных технологий обучения студентами радиотехнических специальностей.

УДК 514.18(075.8) ББК 22.151.3я73

2

3

4

ПРЕДИСЛОВИЕ

Инженерная и компьютерная графика − одна из общепрофессиональных дисциплин Государственных образовательных стандартов программы подготовки бакалавров радиотехнических специальностей.

Согласно требованиям государственных образовательных стандартов основными принципами высшего образования являются:

–приоритетное развитие личности, опирающееся на фундаментализацию и расширенный общекультурный компонент образования;

–обеспечение возможности выбора студентом такой образовательной траектории (из предложенных вузом вариантов), которая в наибольшей степени соответствует мотивам, целям, возможностям

испособностям обучающегося.

Сучетом современных тенденций развития образования курс Инженерная и компьютерная графика предусматривает повышение уровня графической грамотности по различным направлениям профессиональной подготовки и составлен на основе принципов гуманизации, фундаментализации, интеграции, технологизации, компьютеризации. Целью курса является формирование у студентов базовых знаний о методах построения изображений пространственных объектов на чертежах, основах стандартизации и структуре стандартов, принципах разработки и использования нормативно-технической документации на проектно-конструкторские разработки электротехнических изделий, методах компьютерного выполнения конструкторских документов.

В последнее время все большее значение приобретает научный подход при исследовании постановки целей в образовании. Цель в образовании рассматривается как результат, на достижение которого направлены действия обучающегося. Цель выступает и как способ интеграции действий обучающегося в некоторую систему.

Различают цели профессиональные и общеинтеллектуальные (общекультурные). Цели профессиональные могут быть прогнозируемы и сформулированы более конкретно, чем цели, направленные на достижение определенного культурного уровня. В таблице 1 приведены цели освоения материала по курсу Инженерная и компьютерная графика в соответствии с формулировкой их в ГОС: «иметь представления», «знать», «уметь использовать», «владеть», «иметь опыт».

Цели сформулированы с использованием приведенных терминов, что позволяет обучающемуся осуществить контроль их выполнения с учетом степени усвоения учебного материала. «Иметь представления» – самый низкий уровень, синонимами являются слова «узнавать», «различать»

ит.д.

5

«Знать» и «владеть» – более высокие уровни усвоения, синонимами могут быть формулировки: «составить», «написать», «оформить», «доказать», «сформулировать», «планировать», «продемонстрировать», «адаптировать», «систематизировать» и др.

6

Структура учебного курса Инженерная и компьютерная графика построена в соответствии с требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки бакалавров радиотехнических специальностей, установленными Государственным образовательным стандартом по этой дисциплине (табл. 2). Данная учебная дисциплина включает в себя как элементы начертательной геометрии и технического черчения, так и основы моделирования средствами компьютерной графики.

Таблица 2

Обязательный минимум содержания образовательной программы подготовки бакалавра

направления 552500 «Радиотехника» (выписка из ГОСа)

Модульная структура курса позволяет дифференцировать его содержание и организовывать обучение с учетом уровня знаний, потребностей, индивидуального темпа учебной деятельности студента.

В результате исследований перспективы развития курса его структура представлена тремя модулями, каждый из которых рассматривается как самостоятельная дисциплина (рис. 1).

7

Лекции. На лекциях студенты получают базовую информацию по теоретическим основам курса и знакомятся со способами графических изображений объектов и процессов. Занятия проводятся с использованием интерактивных средств обучения, позволяющих представить графические модели в максимально наглядной и удобной для восприятия форме.

Самостоятельная работа. Теоретический материал углубленно изучается по рекомендованным учебникам и мультимедийным обучающим курсам. По мере последовательного изучения дисциплины выполняется индивидуальное графическое задание. Оно представляет собой комплект чертежей, выполняемых с применением положений ГОСТ ЕСКД «Основные правила оформления чертежей». Индивидуальное графическое задание отражает следующие разделы дисциплины: графическое оформление чертежей, начертательная геометрия, проекционное и машиностроительное черчение и выполняется с использованием редакторов Microsoft Office и графических систем AutoCAD, Компас.

Практические занятия. На практических занятиях отрабатываются навыки использования проекционного аппарата для построения изображений геометрических объектов, решаются типовые задачи на построение комплексных чертежей фигур и деталей, накапливается опыт составления схем.

Экзамен. Проверка преподавателем индивидуального графического задания сопровождается контролем теоретических знаний и практических навыков студента (чтение чертежа, методика решения задач). Контроль знаний позволяет осуществить проверку результатов учебно-познава- тельной деятельности учащихся и осуществляется по рейтинговой системе. Сдача экзамена проводится в часы и дни, установленные расписанием.

Учебное пособие по дисциплине Инженерная и компьютерная графика» предназначено для повышения уровня графической грамотности по различным направлениям профессиональной подготовки студентов радиотехнических специальностей с учетом современных тенденций развития образования. Содержание учебного пособия соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта специальностей 552500 «Радиотехника», 201500 «Бытовая радиоэлектронная аппаратура», 210400 «Телекоммуникации». Пособие предназначено студентам очной и заочной форм обучения, в том числе обучающимся с применением дистанционных технологий.

9

1.ОСНОВЫ НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ

1.1.Виды проецирования, используемые при разработке графических моделей

При моделировании геометрического объекта важным условием является отображение его формы и размеров: модель должна быть выполнена с такой степенью сходства и точности, чтобы по ней можно было точно воспроизвести форму и размеры изображаемого геометрического объекта. Для этого графическую модель на плоскости (листе бумаги или экране) необходимо построить по определенным геометрическим правилам (законам), позволяющим от плоских (искаженных) графических форм переходить к пространственным формам. Это возможно при помощи метода проецирования (рис. 2–4). С использованием этого метода разрабатываются графические модели, которые называются проекционными чертежами.

Рис. 2. Метод центрального проецирования

Операция проецирования геометрического объекта на плоскость заключается в следующем (рис. 3):

−в качестве центра проецирования в пространстве выбирают произвольную точку S, принадлежащую плоскости Г;

−выбирают плоскость Пi, не проходящую через точку S, в качестве плоскости проекций;

−через центр проецирования S проводят луч SA до его пересечения

с плоскостью Пi в точке Аi.

Точку Аi принято называть центральной проекцией точки А, а луч SA – проецирующим лучом. Описанные построения выражают суть операции, называемой центральным проецированием точек пространства на плоскость.

Центральное проецирование есть наиболее общий случай проецирования геометрических объектов на плоскость. Основными и неизменными (инвариантными) его свойствами являются следующие (рис. 3 и 4):

−проекция точки (А) – точка (Аi);

−проекция прямой линии (m) – прямая (mi);

−в общем случае проекция кривой линии (n) – кривая (ni);

−если точка принадлежит линии (А m), то проекция этой точки принадлежит проекции линии (Аi mi).

10