Главная страница
Навигация по странице:

  • Учебное пособие

  • «ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР) КАФЕДРА МЕХАНИКИ И ГРАФИКИ Л.А. Козлова ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА

  • 1.3 Параллельное проецирование

  • 1.4 Прямоугольное (ортогональное проецирование) про- ецирование

  • Инженерная графика! Лекции. томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники


    Скачать 2.31 Mb.
    Названиетомский государственный университет систем управления и радиоэлектроники
    АнкорИнженерная графика! Лекции.pdf
    Дата28.01.2017
    Размер2.31 Mb.
    Формат файлаpdf
    Имя файлаИнженерная графика! Лекции.pdf
    ТипУчебное пособие
    #450
    страница1 из 10
      1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    1
    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
    ФЕДЕРАЦИИ
    ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
    ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
    «ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ
    УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»
    (ТУСУР)
    КАФЕДРА МЕХАНИКИ И ГРАФИКИ
    Л.А. Козлова
    ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА
    Учебное пособие
    2012

    2
    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
    ФЕДЕРАЦИИ
    ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
    ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
    «ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ
    УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»
    (ТУСУР)
    КАФЕДРА МЕХАНИКИ И ГРАФИКИ
    Л.А. Козлова
    ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА
    Учебное пособие
    Учебное пособие предназначено для
    студентов всех специальностей,
    изучающих курс
    «Инженерная компьютерная графика».
    2012

    3
    АННОТАЦИЯ
    Пособие содержит теоретические основы начертательной геометрии и инженерной графики, примеры решения геометрических задач и построение графических проекций. Учебное пособие предназначено для всех специаль- ностей изучающих курс «Инженерная графика»

    4
    Содержание
    Введение………………………………………………………………………… 5 1 Основы начертательной геометрии…………………………………………. 7 1.1 Символика………………………………………………………….......... 7 1.2 Центральное проецирование………………………………………….. . 8 1.3 Параллельное проецирование………………………………………… 9 1.4 Прямоугольное (ортогональное) проецирование…………………… 10 1.5 Проецирование точки…………………………………………………... 12 1.6 Проецирование прямых общего положения………………………...... 15 1.7 Деление отрезка в заданном отношении……………………………… 16 1.8 Следы прямой…………………………………………………………... 16 1.9 Метод прямоугольного треугольника…………………………………. 17 1.10 Проецирование прямых частного положения……………………….. 18 1.11 Взаимное положение точки и прямой……………………………....... 20 1.12 Взаимное положение прямых………………………………………….. 20 1.13 Определение видимости гранного тела……………………………….. 25 1.14 Плоскость ……………………………………………………………… 25 1.15 Точка и прямая в плоскости………………………………………….. 28 1.16 Взаимное положение прямой и плоскости, плоскостей……………. 34 1.17 Способы преобразования комплексного чертежа…………………… 45 1.17 Многогранники………………………………………………………… 50 1.18 Тела вращения…………………………………………………………. 53 2 Основные правила оформления чертежей………………………………… 60 2.1 Единая система конструкторской документации. Стандарты ЕСКД. 60 2.2 Форматы………………………………………………………………… 60 2.3 Масштабы……………………………………………………………… 61 2.4 Линии…………………………………………………………………… 63 2.5 Шрифты чертежные…………………………………………………… 64 2.6 Изображения на технических чертежах……………………………… 66 2.7 Графические обозначение материалов в сечениях………………….. 78

    5 2.8 Нанесение размеров…………………………………………………... 81 2.9 Наглядные аксонометрические изображения……………………….. 92 3 Деталирование……………………………………………………………… 97 3.1 Содержание и объем работы…………………………………………… 98 3.2 Чтение сборочного чертежа……………………………………………. 97
    З.3 Пример чтения чертежа……………………………………………….. .99 3.4 Чертежи деталей………………………………………………………. 103 3.5 Выбор и нанесение размеров…………………………………………. 111 3.6 Заполнение основной надписи…………………………………………118 3.7 Определение размеров детали по ее изображению с использованием графика масштабов…………………………………………………….
    4 Соединения………………………………………………………………… 119 4.1 Резьбы…………………………………………………………………. 120 4.1 Резьбовые соединения………………………………………………… 123 4.2 Расчет винтового соединения……………………………………....... 123

    6
    Введение
    В число дисциплин, составляющих основу инженерного образования, входит "Инженерная графика".
    Инженерная графика- это условное название учебной дисциплины, включающей в себя основы начертательной геометрии и основы специально- го вида технического черчения.
    Начертательная геометрия – наука, изучающая закономерности изоб- ражения пространственных форм на плоскости и решения пространственных задач протекционно-графическими методами.
    Исторически методы изображения возникли еще в первобытном мире.
    В начале развития появился рисунок, потом буква – письменность. Вехи раз- вития графики: наскальный рисунок, творение великих художников эпохи возражения.
    Однако формирование научной теории изображения началось в 17 ве- ке, когда возникло учение об оптике. В 1636 году геометр Жирар Дизарг дал стройную теорию изображений в перспективе.
    В дальнейшем развитии чертежа огромную роль сыграли французский математик и инженер Гаспар Монж (1746-1818).Заслуга Г. Монжа в том, что он обобщил имеющиеся данные о построении плоского чертежа и создал са- мостоятельную научную дисциплину под названием "Начертательная гео- метрия" (1798 год). Г. Монж говорил: начертательная геометрия преследует следующую цель: на чертеже, имеющем два измерения с точностью изобра- зить тела трех измерений. С этой точки зрения эта геометрия должна быть необходима как для инженера, составляющего проект, так и для того, кто по этим проектам доложен работать.
    Метрическая (измерительная) геометрия, созданная, как известно, тру- дами Евклида, Архимеда и других математиков древности, выросла из по- требностей землемерия и мореплавания.
    Всестороннее и глубокое научно-теоретическое обоснование начерта- тельная геометрия получила только после рождения геометрии на псев- досфере. Создал его великий русский геометр Лобачевский (1793-1856г.).
    В России начертательную геометрию стали изучать с 1810 года в ин- ституте корпуса инженеров путей сообщения в Петербурге.
    Начертательная геометрия является разделом геометрии, изучающим пространственные формы по их проекциям на плоскости. Ее основными эле- ментами являются:
    1.
    Создание метода изображения
    2.
    Разработка способов решения позиционных и метрических задач при помощи их изображения.
    Начертательная геометрия является связующим звеном между матема- тикой, техническим черчением и другими предметами. Дает возможность по- строения геометрических форм на плоскости и по плоскому изображению представить форму изделия.

    7
    Студенты при изучении курса начертательной геометрии наряду с освоением теоретических положений приобретают навыки точного графиче- ского решения пространственных задач метрического и позиционного харак- тера. Умение найти более короткий путь решения графической задачи фор- мирует общую инженерную культуру молодого специалиста.
    Изучение начертательной геометрии позволяет:
    1.
    Научиться составлять чертежи, т.е. изучать способы графического изображения существующих и создаваемых предметов.
    2.
    Научиться читать чертежи, т.е. приобрести навыки мысленного представления по чертежу формы и размеров предмета в натуре.
    3.
    Приобрести навыки в решении пространственных задач на проекци- онном чертеже.
    4.
    Развить пространственное и логическое мышление.
    Инженерная графика является тем фундаментом, на котором в даль- нейшем будут основываться все технические проекты науки и техники, и ко- торая дает возможность студенту, а затем инженеру выполнять конструктор- скую работу и изучать техническую литературу, насыщенную чертежами.
    Прочесть или составить чертежи можно лишь в том случае, если из- вестны приемы и правила его составления. Одна категория правил имеет в основе строго определенные приемы изображения, имеющие силу методов, другая категория – это многочисленные, часто не связанные между собой условности, принятые при составлении чертежей и обусловленные ГОСТами.
    ГОСТы – это государственные общесоюзные стандарты, комплекс ко- торых составляет Единую систему конструкторских документов, принятых в
    России. Основное назначение стандартов ЕСКД заключается в установлении на всех предприятиях России единых правил выполнения, оформления и об- ращения конструкторской документации.
    Теоретической основой черчения является начертательная геометрия.
    Основной целью начертательной геометрии является умение изображать все- возможные сочетания геометрических форм на плоскости, а так же умение производить исследования и их измерения, допуская преобразование изоб- ражений. Изображения, построенные по правилам начертательной геомет- рии, позволяют мысленно представить форму предметов и их взаимное рас- положение в пространстве, определить их размеры, исследовать геометриче- ские свойства, присущие изображаемому предмету. Изучение начертатель- ной геометрии способствует развитию пространственного воображения, не- обходимое инженеру для глубокого понимания технического чертежа, для возможности создания новых технических объектов. Без такого понимания чертежа немыслимо никакое творчество. В любой области техники, в много- гранной инженерной деятельности человека чертежи являются единствен- ными и незаменимыми средствами выражения технических идей.
    Начертательная геометрия является одной из дисциплин, составляю- щих основу инженерного образования.
    Т.о., предмет "Инженерная графика" складывается из двух частей:

    8 1.
    Рассмотрения основ проецирования геометрических образов по кур- су начертательной геометрии и
    2.
    Изучения законов и правил выполнения чертежей по курсу техниче- ского черчения.
    1.
    ОСНОВЫ НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ
    1.1 Символика

    совпадают касательные
     подобны
     принадлежат, являются эле- ментом

    перпендикулярны


    скрещивание

    конгруэнтны

    пересечение множеств
    
    параллельны

    угол

    отображаются
     прямой угол
    / отрицание знака

    включает, содержит
    A, B, C, D... - точки

    ,

    ,

    ,

    ,

    ,

    .... - плоскости
    a , a

    , a
    
    - проекции точек


    ,


    ,


    - следы плоскостей
    В основе начертательной геометрии лежит метод проекций.
    Правила построения изображений, излагаемые в начертательной гео- метрии, основаны на методе проекций. Всякое правильное изображение предметов на плоскости (например, лист бумаги, кран монитора) является проекцией его на эту плоскость.
    Правильным мы называем изображение, построенное в соответствии с законами геометрической оптики, действующими в реальном мире. Т.о., про- екцией являются: технический рисунок, фотография, технический чертеж, тень, падающая от предмета, изображение на сетчатке глаза и т.д. Существу- ют изображения, выполненные с отклонением от этих законов. Таковыми, например, являются рисунки первобытных людей, детские рисунки, картины художников различных нереалистических направлений и т.д. Такие изобра- жения не являются проекциями и к ним не могут быть применены методы геометрического исследования.
    Латинская основа слова "проекция" означает "бросание вперед".

    9
    Начертательная геометрия рассматривает несколько видов проециро- вания. Основными являются центральное и параллельное проецирование.
    1.2
    Центральное проецирование
    Для получения центральных проекций необходимо задаться плоско- стью проекций H и центром проекций S.
    Рис. 1.1 Рис. 1.2
    Центр проекций действует как точечный источник света, испуская про- ецирующие лучи. Точки пересечения проецирующих лучей с плоскостью проекций H называются проекциями (рис. 1.1). Проекций не получается, ко- гда центр проецирования лежит в данной плоскости или проецирующие лучи параллельны плоскости проекций.
    Свойства центрального проецирования:
    1.
    Каждая точка пространства проецируется на данную плоскость проек- ций в единственную проекцию.
    2.
    В то же время каждая точка на плоскости проекций может быть проек- цией множества точек, если они находятся на одном проецирующем луче
    (рис 1).
    3.
    Прямая, не проходящая через центр проецирования, проецируется пря- мой (проецирующая прямая – точкой).
    4.
    Плоская (двумерная) фигура, не принадлежащая проецирующей плос- кости, проецируется двумерной фигурой (фигуры, принадлежащие проеци- рующей плоскости, проецируются вместе с ней в виде прямой).
    5.
    Трехмерная фигура отображается двумерной.
    Глаз, фотоаппарат являются примерами этой системы изображения. Одна центральная проекция точки не дает возможность судить о положении самой
    Точки в пространстве, и поэтому в техническом черчении это проецирование

    10 почти не применяется. Для определения положения точки при данном спо- собе необходимо иметь две ее центральные проекции, полученные из двух различных центров (рис. 1.2). Центральные проекции применяют для изоб- ражения предметов в перспективе. Изображения в центральных проекциях наглядны, но для технического черчения неудобны.
    Рис. 1.3 Рис.1.4
    1.3 Параллельное проецирование
    Параллельное проецирование – частный случай центрального проеци- рования, когда центр проецирования перемещен в несобственную точку, т.е. в бесконечность. При таком положении центра проекций все проецирующие прямые будут параллельны между собой (рис. 1.3). В связи с параллельно- стью проецирующих прямых рассматриваемый способ называется парал- лельным, а полученные с его помощью проекции – параллельными проекци- ями. Аппарат параллельного проецирования полностью определяется поло- жением плоскости проецирования (H) и направлением проецирования.
    Свойства параллельного проецирования:
    1. При параллельном проецировании сохраняются все свойства цен- трального проецирования, а также возникают новые:
    2. Для определения положения точки в пространстве необходимо иметь две ее параллельные проекции, полученные при двух различных направлениях проецирования (рис.1.4).
    3. Параллельные проекции взаимно параллельных прямых параллель- ны, а отношение длин отрезков таких прямых равно отношению длин их проекций.
    4. Если длина отрезка прямой делится точкой в каком-либо отношении, то и длина проекции отрезка делится проекцией этой точки в том же отношении (рис 1.15).
    5. Плоская фигура, параллельная плоскости проекций , проецируется при параллельном проецировании на эту плоскость в такую же фигуру.
    Параллельное проецирование, как и центральное, при одном центре проецирования, также не обеспечивает обратимости чертежа.
    Применяя приемы параллельного проецирования точки и линии, можно строить параллельные проекции поверхности и тела.

    11
    Параллельные проекции применяют для построения наглядных изоб- ражений различных технических устройств и их деталей.
    Параллельное проецирование делится на косоугольное (проецирующие лучи расположены под любым углом к плоскости проекций) и прямоуголь- ное или ортогональное (проецирующие лучи перпендикулярны к плоскости проекций).
    В данном курсе рассматривается преимущественно прямоугольное проецирование.
    1.4 Прямоугольное (ортогональное проецирование) про-
    ецирование
    Частный случай параллельного проецирования, при котором направле- ние проецирования перпендикулярно плоскости проекций, называется пря-
    моугольным или ортогональным проецированием. Прямоугольной (ортого- нальной) проекцией точки называют основание перпендикуляра, проведенно-
    го из точки на плоскость проекций. Прямоугольная проекция точек А и В показана на рисунке 1.5.
    Наряду со свойствами параллельных (косоугольных) проекций ортого- нальное проецирование имеет следующее свойство:
    - ортогональные проекции взаимно перпендикулярных прямых, одна из которых параллельна плоскости проекций, а другая не перпендикулярна ей, взаимно перпендикулярны.
    Для определения положения точки в пространстве по ее параллельным проекциям необходимо иметь две параллельные плоскости , полученные при двух направлениях проецирования.
    Рис. 1.5 Рис. 1.6
    Т.к. через точку можно провести только одну прямую, перпендикуляр- ную плоскости, то, очевидно, при ортогональном проецировании для полу- чения двух проекций одной точки необходимо иметь две не параллельные плоскости проекций (рис. 1.6).

    12
    Ортогональное проецирование обладает рядом преимуществ перед центральным и параллельным проецированием. К ним в первую очередь сле- дует отнести:
    1.
    Простоту графических построений для определения ортогональных проекций точек.
    2.
    Возможность при определенных условиях сохранить на проекциях форму и размеры проецируемой фигуры.
    Отмеченные преимущества обеспечили широкое применение ортого- нального проецирования в технике, в частности, для составления машино- строительных чертежей.
    В машиностроении, для того чтобы иметь возможность по чертежу су- дить о форме и размерах изображаемых предметов, при составлении черте- жей, как правило, пользуются не двумя, а несколькими плоскостями проек- ций.
    Положение точки в пространстве, а, следовательно, и любой геометри- ческой фигуры может быть определено, если будет задана какая-либо коор- динатная система отнесения.
    Плоскости проекции делят пространство на восемь частей – октантов.
    Их условно нумеруют римскими цифрами (рис. 1.7).
    Рис. 1.7 Рис. 1.8
    Наиболее удобной для фиксирования положения геометрической фи- гуры в пространстве и выявления ее формы по ортогональным проекциям является, декартова система координат, состоящая из трех взаимно перпен- дикулярных плоскостей проекций. В связи с тем, что начертательная геомет- рия призвана передавать результаты своих теоретических исследований для

    13 практического использования, ортогональное проецирование целесообразно рассматривать также в системе трех плоскостей проекций.
    Для удобства проецирования в качестве трех плоскостей проекций выбирают три взаимно перпендикулярные плоскости (рис.1.8). Одну из них принято располагать горизонтально – ее называют горизонтальной плоско-
    стью проекций, другую – вертикально, параллельно плоскости чертежа, ее называют фронтальной плоскостью проекций и третью, перпендикулярную двум имеющимся –ее называют профильной плоскостью проекций. Эти плос- кости проекций пересекаются по линиям, называемыми осями проекций.
    У нас принята правая система расположения плоскостей проекций. При этом положительными направлениями осей считают: для оси X (пересечение горизонтальной и фронтальной плоскостей проекций) – влево от начала ко- ординат, для оси Y (пересечение горизонтальной и профильной плоскостей проекций) – в сторону наблюдателя от фронтальной плоскости проекций, для оси Z (пересечение фронтальной и профильной плоскостей проекций) – вверх от горизонтальной плоскости проекций, противоположные направле- ние осей считают отрицательными.
    Проекцией точки является основание перпендикуляра, опущенного из
    точки на соответствующую плоскость проекций. Горизонтальной проекци-
    ей точки называют прямоугольную проекцию точки на горизонтальной плоскости проекций, фронтальной проекцией – соответственно на фронталь- ной плоскости проекций и профильной – на профильной плоскости проекций.
    Пользоваться этим пространственным макетом для изображения орто- гональных проекций геометрических фигур неудобно ввиду его громоздко- сти, а также из-за того, что на отдельных (горизонтальной и профильной) происходит искажение формы и размеров проецируемой фигуры. Поэтому вместо изображения на чертеже пространственного макета пользуются ком- плексным чертежом (эпюр Монжа) составленным из трех связанных между собой ортогональных проекций геометрической фигуры.
    Преобразование пространственного макета в эпюр осуществляется пу- тем совмещения горизонтальной и профильной плоскостей проекций с фрон- тальной плоскостью проекции (рис. 1.9).
    Так как плоскости не имеют границ, в совмещенном положении
    (на эпюре) границы плоскостей не показывают, нет необходимости оставлять надписи, указывающие положение плоскостей проекций (рис. 1.10).
    Перейдя к эпюру утратилась пространственная наглядность. Эпюр дает больше – точность и удобоизмереимость изображений, при простоте постро- ений. Однако, чтобы представить пространственную картину требуется рабо- та воображения.
      1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
    написать администратору сайта