Начертательная геометрия / Свириденок И.И. Курс начертательной геометрии
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
|
|
№ |
|
|
|
|
вари- |
d |
n |
h |
вари- |
d |
n |
h |
|
анта |
|
|
|
анта |
|
|
|
|
1. |
60 |
3 |
70 |
19. |
50 |
5 |
72 |
|
2. |
58 |
4 |
70 |
20. |
60 |
8 |
55 |
|
3. |
50 |
5 |
75 |
21. |
50 |
3 |
72 |
|
4. |
50 |
6 |
80 |
22. |
56 |
4 |
62 |
|
5. |
40 |
3 |
60 |
23. |
46 |
4 |
64 |
|
6. |
46 |
4 |
50 |
24. |
40 |
5 |
50 |
|
7. |
42 |
3 |
75 |
25. |
42 |
6 |
56 |
|
8. |
40 |
5 |
55 |
26. |
56 |
6 |
75 |
|
9. |
46 |
6 |
50 |
27. |
45 |
3 |
70 |
|
10. |
52 |
4 |
60 |
28. |
60 |
4 |
80 |
|
11. |
48 |
8 |
56 |
29. |
62 |
5 |
82 |
|
12. |
50 |
8 |
70 |
30. |
60 |
6 |
90 |
|
13. |
60 |
4 |
72 |
31. |
80 |
8 |
85 |
|
14. |
62 |
6 |
68 |
32. |
48 |
3 |
50 |
|
15. |
40 |
3 |
56 |
33. |
64 |
4 |
65 |
|
16. |
44 |
5 |
60 |
34. |
70 |
5 |
68 |
|
17. |
56 |
8 |
65 |
35. |
75 |
6 |
90 |
|
18. |
48 |
4 |
75 |
36. |
75 |
8 |
76 |
|
Задачи 1 и 2
Определить точки встречи отрезка прямой с поверхностью (гранной и вращения). Представлены прямая пирамида и прямой круговой конус. Положение отрезка прямой студент выбирает самостоятельно или оно задается преподавателем во время консультации (пример на рис. 18).
Указания к задаче 1
По таблице 2 соответственно варианту студенты определяют данные для построения двух проекций поверхности.
Даны: диаметр основания конуса (d) и этот же диаметр окружности, в которую вписано основание пирамиды, где n – количество ребер пирамиды, h – высота конуса и пирамиды.
Для определения точек встречи прямой с гранной поверхностью необходимо одну из проекций прямой заключить в проецирующую плоскость.
2 1
На примере (рис. 18а) даны четырехгранная прямая пирами- |
||||||||||
да и отрезок прямой " , |
занимающей общее положение. Для опре- |
|||||||||
деления точек входа и выхода прямой с поверхностью заключаем |
||||||||||
ее во фронтально-проецирующую плоскость Q, которая пересека- |
||||||||||
ет пирамиду по четырехугольнику (1 2 3 4). |
||||||||||
Свойство проецирующих плоскостей: все, что расположено в |
||||||||||
плоскости, совпадает со следом плоскости. Горизонтальная проек- |
||||||||||
ция четырехугольника строится по принадлежности точек ребрам |
||||||||||
пирамиды. Наложенное сечение заштриховано, и точки входа и |
||||||||||
выхода прямой D и K определяются как встречи прямой с четы- |
||||||||||
рехугольником ( " 1 ∩ |
|
11 21 31 41). |
|
|
|
|||||
|
|
|
Алгоритм решения задачи 1 |
|||||||
1. L2 Q2; Q2 ∩ |
|
S2A2=12; Q2 ∩ |
S2B2 и S2D2=22 и 32; |
|||||||
Q2 ∩ |
S2C2 |
= 42. |
|
|
S A , |
|
|
|
||
2. 1 |
SA |
|
1 |
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
2 |
SB |
|
21 |
S1B1 и т.д. |
|
|
|
|||
3. 11213141 ∩ |
" =D1K1; D1 → |
D2; K1 → |
K2. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 18а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 2 |
|
|
Рис. 18б |
Для определения точек встречи прямой с поверхностью вращения следует поступить несколько иначе. В зависимости от того, как расположена плоскость, пересекающая конус, и будет выглядеть кривая – это могут быть эллипс, окружность, парабола, гипербола, треугольник. Самая простая фигура – треугольник, но она получится только в том случае, если секущая плоскость проходит через вершину конуса.
Рассмотрим решение задачи по чертежу (рис. 18б).
Для построения такой плоскости общего положения необходимо выполнить следующие действия.
1. Определить след прямой " – для этого продолжаем фронтальную проекцию прямой " до встречи с плоскостью П1 и находим точку М – горизонтальный след (M= МI ) .
2.На прямой " выбираем произвольную точку 1, через вершину конуса (S) и выбранную точку проводим дополнительную образующую. Определяем ее горизонтальный след МI.
3.Соединив два горизонтальных следа, находим след плоскости общего положения (R), пересекающую конус по треугольнику (S12131).
4.Точки встречи прямой " с плоскостью S23 являются искомыми (D и K).
2 3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Алгоритм решения задачи 2 |
|||||
1. " |
|
∩ |
П =М ≡ |
|
М . |
|
|
|
||||||
2. 1 |
2 |
|
|
" |
2 |
1 |
1 |
1 |
1" |
, |
|
|
||
|
|
|
П |
|
′ ≡ |
Ì ′1 . |
1 |
|
|
|||||
S1 ∩ |
|
|
= Ì |
|
|
|
|
|||||||
3. R |
|
|
|
1 |
|
|
|
′ , |
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
1 |
Ì |
|
|
|
|
|
|||||
R1 |
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||
∩ |
|
θ |
1 |
=2131S1. |
|
K2 ; D1 |
D2 . |
|||||||
4. 21S131 |
∩ |
|
|
" 1=D1K1; K1 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 3 |
|
|
Сложную поверхность пересекает фронтально-проецирующая |
||||||||||||||
плоскость. Построить три проекции линии пересечения. Способом |
||||||||||||||
вращения вокруг осей или замены плоскостей проекций определить |
||||||||||||||
натуральную величину этого сечении (пример на рис. 19). |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 4 |
|
Таблица 3
№ варианта
1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
тип поверхности |
|
d |
|
|
H |
координаты |
||||
|
|
|
плоскости |
|||||||
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
||
I |
II |
I |
|
II |
I |
|
II |
X |
Z |
|
|
|
|
||||||||
2 |
3 |
4 |
|
5 |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
10 |
призма |
конус |
60 |
|
40 |
6 |
25 |
|
45 |
38 |
40 |
цилиндр |
пирамида |
50 |
|
45 |
3 |
25 |
|
45 |
36 |
40 |
цилиндр |
конус |
50 |
|
40 |
- |
30 |
|
40 |
40 |
45 |
призма |
конус |
60 |
|
46 |
6 |
30 |
|
46 |
42 |
50 |
полусфера |
цилиндр |
60 |
|
40 |
- |
30 |
|
45 |
38 |
60 |
полусфера |
пирамида |
60 |
|
50 |
4 |
30 |
|
46 |
25 |
55 |
полусфера |
конус |
60 |
|
40 |
- |
30 |
|
50 |
35 |
50 |
цилиндр |
призма |
50 |
|
40 |
6 |
25 |
|
45 |
30 |
55 |
цилиндр |
призма |
60 |
|
50 |
4 |
25 |
|
45 |
35 |
50 |
призма |
конус |
60 |
|
40 |
4 |
30 |
|
50 |
36 |
45 |
призма |
цилиндр |
60 |
|
40 |
6 |
25 |
|
40 |
35 |
45 |
полусфера |
призма |
60 |
|
40 |
3 |
30 |
|
45 |
30 |
52 |
полусфера |
цилиндр |
60 |
|
50 |
6 |
30 |
|
50 |
30 |
50 |
призма |
конус |
50 |
|
30 |
4 |
35 |
|
45 |
35 |
55 |
призма |
конус |
60 |
|
40 |
3 |
30 |
|
40 |
36 |
50 |
цилиндр |
призма |
50 |
|
40 |
3 |
30 |
|
40 |
30 |
45 |
цилиндр |
пирамида |
50 |
|
40 |
4 |
30 |
|
50 |
35 |
50 |
полусфера |
цилиндр |
60 |
|
40 |
- |
30 |
|
30 |
25 |
45 |
призма |
конус |
50 |
|
36 |
6 |
25 |
|
45 |
32 |
40 |
цилиндр |
пирамида |
50 |
|
38 |
6 |
30 |
|
40 |
34 |
45 |
призма |
цилиндр |
50 |
|
40 |
4 |
25 |
|
45 |
30 |
55 |
полусфера |
пирамида |
60 |
|
40 |
3 |
30 |
|
50 |
30 |
60 |
призма |
конус |
50 |
|
30 |
3 |
30 |
|
40 |
30 |
50 |
цилиндр |
конус |
50 |
|
30 |
- |
25 |
|
50 |
25 |
50 |
цилиндр |
конус |
60 |
|
50 |
- |
30 |
|
40 |
32 |
45 |
призма |
цилиндр |
60 |
|
40 |
6 |
30 |
|
40 |
35 |
45 |
цилиндр |
полусфера |
40 |
|
60 |
- |
30 |
|
60 |
30 |
50 |
призма |
полусфера |
50 |
|
65 |
6 |
25 |
|
65 |
25 |
60 |
призма |
пирамида |
60 |
|
40 |
6/4 |
30 |
|
40 |
30 |
50 |
призма |
полусфера |
40 |
|
60 |
4 |
30 |
|
60 |
22 |
65 |
цилиндр |
полусфера |
60 |
|
60 |
- |
20 |
|
60 |
30 |
60 |
2 5
Продолжение таблицы 3
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
32. |
призма |
конус |
60 |
35 |
5 |
20 |
60 |
30 |
45 |
33. |
призма |
полусфера |
50 |
60 |
3 |
25 |
60 |
30 |
50 |
34. |
призма |
пирамида |
60 |
40 |
8/3 |
40 |
40 |
35 |
60 |
35. |
цилиндр |
полусфера |
50 |
60 |
- |
25 |
60 |
30 |
55 |
36. |
призма |
конус |
45 |
30 |
5 |
40 |
40 |
32 |
60 |
Указания к задаче 3
В таблице 3 даны: 1) наименование поверхностей (причем поверхность II стоит основанием на поверхности I); 2) d – диаметр окружности, в которую вписана гранная поверхность или диаметр поверхности вращения; 3) n – количество граней; 4) H – высота поверхностей; 5) след секущей плоскости задан координатами Х и Z, причем начало координат совпадает с осью вращения поверхностей.
Рассмотрим решение этой задачи на примере рис. 19. В данном случае представлены две поверхности: цилиндр и стоящая на нем прямая трехгранная пирамида. По координатам Х и Z строится след фронтально-проецирующей плоскости, которая пересекает цилиндр и пирамиду.
Выполняется построение фигуры сечения для каждой поверхности отдельно. По цилиндру: точка 1 на очерковой образующей, точка 4 и 5 – на верхнем основании, т.к. фигура сечения в данном случае часть эллипса (лекальная кривая); необходимо определить дополнительные точки, лежащие на промежуточных образующих – 2 и 3. Выделив их, определяем для них горизонтальные и профильные проекции.
Теперь рассматриваем пирамиду. Плоскость Q отсекает часть основания в точках 6 и 7 и два ребра SB и SC в точках 8 и 9. Наложенное сечение обводится и заштриховывается тонкой линией (учитывая видимость). Натуральная величина сечения определена методом замены плоскостей проекций (задачи 4 и 5 контрольной работы № 1).
Задача 3а
Построить прямоугольную изометрию или прямоугольную диметрию комбинированной поверхности вместе с контуром сечения этой поверхности плоскостью (по чертежу задачи 3).
2 6
В практике проектирования аксонометрические проекции применяют как дополнительные проекции к ортогонально-про- екционному чертежу для лучшего представления форм детали.
1. Прямоугольная изометрическая проекция – оси ОХ, ОУ,
ОZ, расположенные под углами 120° одна к другой, ось ОZ – вертикальная. Коэффициенты искажений по всем осям одинаковы и равны 0,82. Для упрощения построения применяют приведенный коэффициент, равный 1(пример на рис. 20).
2. Прямоугольная диметрическая проекция обладает большей наглядностью, однако, построение изображений сложнее, чем в изометрии. Ось ОZ расположена вертикально, ОХ составляет с горизонтальной линией 7°, ОY – 41°. Коэффициенты искажений по осям ОХ и ОZ равны 0,94, а по оси ОY – 0,47, для упрощения построения приняты ОХ и ОZ без искажения, а по оси ОY – сокращение в два раза. Примеры построения геометрических фигур в прямоугольной диметрии представлены в методических рекомендациях по курсу «Инженерная графика» (см. список рекомендуемой литературы).
Указания к задаче 3а
1. На ортогональном чертеже наносят оси прямоугольной системы координат, к которой относят заданную поверхность Õ ′ и
Ó′ (рис. 19).
2.Выбирают вид аксонометрии с таким расчетом, чтобы обес-
печить наилучшую наглядность поверхности, и наносят аксонометрические оси координат.
3.В системе координат Õ ′Î ′Ó ′ строят вторичные проекции оснований поверхностей и сечения (точки …11′ ...4′1 и т.д.).
4.Каждую точку вторичной проекции поднимают на высоту
ееположения, которое она занимает на ортогональных проекциях, по этим точкам строят аксонометрическое изображение и сечение фронтально-проецирующей плоскостью (причем поверхности непрозрачны), указывают видимые и невидимые линии, наложенное сечение заштриховывают.
Примечание: решение задач 1, 2, 3, 3а расположить на одном (двух) листе формата А3.
2 7
Рис. 20
2 8
Линия пересечения поверхностей
Линия пересечения поверхностей является линией, одновременно принадлежащей обеим пересекающимся поверхностям. Для построения точек линии пересечения используем метод вспомогательных секущих плоскостей.
Пусть даны две пересекающиеся поверхности θ 1 и θ 2 (рис. 21). 1. Проводим вспомогательную секущую плоскость S, так, что-
бы она пересекла обе данные поверхности.
2. Находим линии l и m пересечения плоскости S с поверхно-
стями θ 1 и θ 2 .
3. Определяем точки А и В взаимного пересечения линий m и l, лежащих в плоскости S.
Рис. 21
Точки А и В одновременно принадлежат поверхности θ 1 и θ 2 и, следовательно, являются точками искомой линии пересечения двух поверхностей. Проведя ряд вспомогательных секущих плоскостей, получим ряд точек, аналогичных точкам А и В. Линия, последовательно соединяющая эти точки, будет искомой линией пересечения двух поверхностей. Методом секущих плоскостей решаются задачи 4 и 6.
Задача 4
Даны: многогранник и поверхность вращения.
С помощью вспомогательно-секущих плоскостей построить линию пересечения многогранной и кривой поверхностей, выделив ее видимые и невидимые участки (пример на рис. 22).
2 9
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ варианта |
рисунок |
n граней |
X |
№ варианта |
рисунок |
n граней |
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
1 |
3 |
- |
19. |
4 |
4 |
|
15 |
|
2. |
2 |
3 |
15 |
20. |
1 |
3 |
|
15 |
|
3. |
7 |
4 |
15 |
21. |
5 |
4 |
|
15 |
|
4. |
5 |
3 |
- |
22. |
3 |
6 |
|
- |
|
5. |
1 |
4 |
- |
23. |
7 |
3 |
|
- |
|
6. |
7 |
4 |
- |
24. |
8 |
4 |
|
- |
|
7. |
5 |
3 |
15 |
25. |
6 |
3 |
|
- |
|
8. |
8 |
6 |
- |
26. |
1 |
4 |
|
15 |
|
9. |
6 |
4 |
- |
27. |
5 |
6 |
|
- |
|
10. |
3 |
3 |
- |
28.. |
1 |
6 |
|
15 |
|
11. |
7 |
6 |
- |
29 |
2 |
3 |
|
15 |
|
12. |
4 |
3 |
15 |
30. |
8 |
3 |
|
- |
|
13. |
8 |
4 |
15 |
31. |
6 |
6 |
|
- |
|
14. |
4 |
4 |
- |
32. |
8 |
3 |
|
20 |
|
15. |
2 |
6 |
- |
33. |
7 |
3 |
|
20 |
|
16. |
1 |
6 |
- |
34. |
2 |
3 |
|
- |
|
17. |
2 |
4 |
- |
35. |
4 |
3 |
|
- |
|
18. |
3 |
4 |
- |
36. |
5 |
4 |
|
- |
|
Указания к задаче 4
По таблице 4 определяется номер рисунка, на котором представлены две поверхности: одна – вращения, вторая – многогранник (табл. 4). Количество граней многогранника (n) также указано в таблице, и дано смещение от центра одной из поверхностей (Х). Длину второй поверхности студент выбирает самостоятельно. Задачу решают в трех проекциях.
Намечают расположение вспомогательных секущих плоскостей частного положения (уровня) и с их помощью определяют характерные и промежуточные точки линии пересечения поверхностей. Плоскости следует выбирать так, чтобы линии ее пересечения с поверхностями проецировались в простейшие фигуры (окружности или прямые).
3 0