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

fel10E060

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
16.05.2015
Размер:
3.1 Mб
Скачать

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

О.А.ОГАНЕСОВ, В.А.КАЙЛЬ, И.М.РЯБИКОВА, Н.Н.КУЗЕНЕВА

КУРС ЛЕКЦИЙ ПО НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ

для студентов строительных специальностей

Часть 2

Учебное пособие

Утверждено в качестве учебного пособия

редсоветом МАДИ

МОСКВА 2010

УДК514.18 ББК22.151.3 К937

Курс лекций по начертательной геометрии: учебное пособие для студентов строительных специальностей / О.А. Оганесов [и др.]; часть2,2-еизд.,перераб.идоп. -М.:МАДИ,2010.-99с.

Рецензенты: канд. техн. наук, проф. О.В. Георгиевский (МГСУ), доц. Е.А.Степура (МГСУ).

Вашему вниманию предлагается второе, переработанное и дополненное издание учебного пособия, в котором представлен курс лекций по начертательной геометрии, полностью соответствующий министерской программе для студентов всех строительных специальностей Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета.

Первая часть пособия посвящена разделу “Комплексный чертеж в ортогональных проекциях”. Во второй части представлены два специальных строительных раздела “Проекции с числовыми отметками” и “Перспективные проекции”. Лекционный курс изложен предельно просто, в ясной и доступной форме и рассчитан на студентов, усвоивших курс математики, в первую очередь, элементарной геометрии в объеме средней школы.

В пособие включено приложение, содержащее материалы, которые будут полезны студентам при выполнении расчетнографической работы “Границы земляных работ”.

Под редакцией канд. техн. наук, доц. О.А.Оганесова

УДК514.18 ББК22.151.3

© МАДИ,2010

3

Л Е К Ц И Я 11

ПРОЕКЦИИ С ЧИСЛОВЫМИ ОТМЕТКАМИ. ЗАДАНИЕ ТОЧЕК И ЛИНИЙ

11.1. Метод проекций с числовыми отметками

Для изображения участков земной поверхности с инженерными сооружениями на них и других предметов, горизонтальные размеры (длина и ширина) которых существенно больше вертикальных (высот), используют специальный метод изображения - метод проекций с числовыми отметками. Суть этого метода в том, что геометрический образ (ГО) ортогонально проецируют на одну горизонтальную плоскость проекций (ПП) Ï - плоскость нулевого уровня, а фронтальную ПП, определяющую высоты точек ГО, заменяют числовыми отметками - числами, указывающими расстояние, обычно в метрах, от этих точек до плоскости Ï и делающими чертеж обратимым. Такие чертежи называют планами.

Чертежи в проекциях с числовыми отметками выполняют в масштабе уменьшения и дополняют линейным масштабом с определенной ценой одного деления, соответствующей 1 м или нескольким метрам.

11.2. Задание точек в чертежах с числовыми отметками

На рис. 11.1 дано наглядное изображение точек A, B, C и D, на котором кроме самих точек показаны плоскость проекций Ï с ортогональными проекциями указанных точек и расстояния H от этих точек до ПП Ï . Совместив плоскость Ï с плоскостью чертежа и показав на нём линейный масштаб изображения, получают чертеж с числовыми отметками точек A, B, C и D (рис. 11.2). На этом чертеже около проекции точки пишут её буквенное обозначение со штрихом, а справа от него - числовую отметку точки в виде подстрочного индекса (точки A, B и C) или в круглых скобках (точка D).

A C0

D

 

D (2)

 

 

 

C C

B-3,0

D

A4,5

B

A

 

 

 

-1 0 1 2 3ì

Рис. 11.1

B

Рис. 11.2

 

4

Считают, что точка, расположенная над плоскостью Ï, имеет положительную числовую отметку, а под Ï - отрицательную. На чертеже перед положительной отметкой знак “+”, как правило, не ставят (точки A и D), а перед отрицательной пишут знак “-” (точка B). Около проекции точки, лежащей в ПП Ï и имеющей нулевую отметку (точка C), пишут число 0 (ноль).

Если это не мешает чтению чертежа, то допускается около проекции точки не писать её буквенное обозначение, сразу указывая отметку точки (точки -7 на рис. 11.5 и 5 на рис. 11.6).

11.3. Задание прямой линии

Прямая общего положения в общем случае задается проекциями двух точек с числовыми отметками. На рис. 11.3 показано наглядное изображение прямой (A,B), содержащее: плоскость проекций Ï ; точки A и B с числовыми отметками 2,8 ì и 6,4 ì соответственно, определяющие прямую (A,B); ортогональные проекции

A2,8 и B6,4 точек A и B; проекцию (A2,8 ,B6,4) прямой. На рис. 11.4 приведен чертеж прямой (A,B) в проекциях с числовыми отметками -

её проекция (A2,8, B6,4) и линейный масштаб чертежа.

B

 

 

A2,8

 

A

 

 

B6,4

 

 

 

 

 

-1 0

1 2 3ì

A2,8

 

Рис. 11.4

 

 

B6,4

 

 

 

Введем некоторые понятия

 

Рис. 11.3

и определения.

 

 

Заложение

L отрезка пря-

 

 

мой - длина горизонтальной проекции отрезка в единицах масшта-

ба. Превышение H

отрезка - разность числовых отметок концов

отрезка. На рис. 11.4

заложение L= A2,8 ,B 6,4

= 5,4 ì (с учетом

масштаба), а превышение

H =3,6 ì. Угол

наклона прямой к

плоскости проекций -

угол

между прямой (отрезком) и её (его)

проекцией на плоскость Ï(рис. 11.3). Уклон i прямой - тангенс угла

Рис. 11.5
Рис. 11.6

5

наклона прямой к плоскости Ï . Уклон прямой равен отношению превышения H отрезка прямой к его заложению L: i =H/L. Уклон прямой (A,B) на рис. 11.4 i=3,6/5,4=1:1,5 (уклон задают отношением типа i=1:8; десятичной дробью i=0,125; в градусах; процентах и тысячных - промиллях). Интервал l прямой - заложение отрезка прямой, имеющего превышение, равное единице длины: H=1ì. Поэтому i=1/l - уклон i прямой обратно пропорционален её интервалу l.

Направление уменьшения (убывания) отметок прямой называют направлением её спуска или уклона. При необходимости его указывают стрелкой. Прямая (A,B) на рис. 11.4 имеет уклон (нисходит) от точки B к точке A.

Прямая общего положения может быть задана своей проекцией, проекцией одной из точек с числовой отметкой, направлением спуска и либо углом a на-

a

5

 

клона прямой к плоскости Ï

 

 

 

(рис. 11.5), либо уклоном i

-7

 

b

(рис. 11.6). Прямая в проек-

 

циях с числовыми отметками

 

 

 

-1 0 1 2 3ì

-1 0 1

2 3ì может обозначаться строч-

 

 

 

ной буквой латинского алфа-

вита со штрихом.

ПРИМЕР 11.1. На рис. 11.7 проекцией a с точками A4,0 и B7,2 задана прямая a. Найти длину отрезка A,B, его заложение, уклон и интервал прямой.

a

 

B7,2

 

Длина отрезка A,B равна

 

 

длине гипотенузы прямоуголь-

A4,0

 

 

 

 

A,B

H

ного треугольника, один катет

 

 

которого - проекция

отрезка

 

 

 

 

 

 

 

 

[A4,0,B7,2], а второй - превыше-

-1 0 1

2

 

 

ние H=3,2ì , откладываемое

 

 

в единицах масштаба.

 

 

Рис. 11.7

 

 

Заложение L отрезка [A,B]

 

 

 

определяют по чертежу заме-

 

 

 

 

 

ром длины его проекции с учетом масштаба: L= A4,0 ,B7,2

=6,4 ì .

Угол наклона прямой a

к плоскости Ï - угол a на рис. 11.7.

Уклон i

прямой равен

tg a:

i =

H/L =

3,2/6,4 = 1:2. Интервал l

= 1/i =

=1/(1:2) = 2 ì.

6

Знание интервала позволяет градуировать прямую - определять проекции её точек с отметками, выраженными целыми числами, отличающимися на 1 м. Градуирование прямой основано на способе пропорционального деления отрезков. Проградуируем несколько прямых, заданных двумя точками (отрезком):

. Отметки обеих точек - дробные числа одного знака

Градуирование прямой (A,B),

заданной проекцией (A5,7 ,B1,5 ),

осуществляется в такой последовательности (рис. 11.8):

 

1. Строим профиль прямой. Заключаем прямую (A,B) в вер-

тикальную плоскость Ï

Ï . Вращением вокруг проекции (A5,7 ,B1,5 )

совместим плоскость Ï

и пря-

B1,5

 

мую с ПП

Ï . Полученное на

 

 

плоскости Ï

изображение (A,B)

2

 

прямой (A,B) вертикальной

3

A5,7

4

плоскости называют профилем B

 

5

прямой. Изображения

точек

2

 

вертикальной плоскости Ï, сов-

 

 

 

мещенные с плоскостью черте-

3

 

 

жа, будем называть профиль-

 

 

 

 

 

ными проекциями точек.

A,B

4

 

Для получения профиля

 

 

 

 

(A,B) проведем из проекций A5,7

 

 

5

и B1,5 линии проекционной свя-

-1 0 1

2 3ì

 

зи, перпендикулярные к проек-

A

ции прямой (A5,7,B1,5 ), отложим

Рис. 11.8

на них от точек A5,7 и B1,5 вы-

 

соты 5,7ì и 1,5 ì с учетом линейного масштаба и найдем точки A и B

соответственно, через которые проходит профиль (A,B). Положительное направление отсчета высот может быть принято в любую сторону от проекции прямой, противоположное ему будет отрицательным (рис. 11.11).

2. На профиле прямой ищем точки с высотами, выраженными целыми числами. С этой целью на линии связи (A5,7,A) от точки A5,7 последовательно откладываем отрезки, равные 1 ì, получая на линии связи шкалу высот профиля с делениями, соответствующими ,

, 3 ì, и 5 ì. Через эти деления параллельно (A5,7,B1,5) проводим прямые, получая в точках пересечения их с профилем (A,B) точки 2,

3, 4 и 5 с высотами 2 ì, 3 ì, и 5 ì.

7

3. На горизонтальной проекции прямой строим проекции её точек с числовыми отметками, являющимися целыми числами.

Из точек 2, 3, 4 и 5 профиля проводим линии связи перпендикулярно к проекции (A5,7,B1,5) и находим на ней проекции точек с отметками 2, 3, 4 и 5 ì соответственно. Градуирование завершено.

На рис. 11.8 расстояния между найденными проекциями точек

равны интервалу прямой:

2,3 = 3,4 = 4,5 = l,

длина профиля

A,B

отрезка совпадает с длиной A,B

самого отрезка [A,B], а угол a

равен углу наклона прямой (A,B) к плоскости проекций Ï .

 

 

B

 

 

Часто

при

построении

 

профиля

прямой

целесообразно

 

 

 

 

отметку её проекции считать не

 

 

нулевой, а равной какому-то

A,B

 

значению. Пусть надо проградуи-

 

 

ровать прямую, заданную точками

 

B13,6

A

с отметкой 10,4 (A10,4 ) и

B

с

13

отметкой 13,6 (B13,6)

(рис. 11.9).

 

 

 

Примем

отметку проекции

12

 

 

 

(A10,4,B13,6) прямой условно равной

A

 

11

 

10. Тогда для получения профиля

A10,4

 

(A,B) достаточно на линиях связи,

0 1 2 3

проведенных из точек A10,4 и B13,6,

 

 

отложить от этих точек значения

Рис. 11.9

 

0,4

ì и

3,6 ì соответственно

и

 

провести

прямую

через найден-

 

 

ные точки A и B профиля. Дальнейший ход градуирования показан на рис. 11.9 стрелками (см. также рис. 11.8).

Градуировать можно аналитически, рассчитывая величину интервала l по формуле l=L/H. Так, на рис. 11.9 заложение отрезка [A,B] L=6,4ì (определено замером длины проекции [A10,4,B13,6] от-

резка в плане с учетом масштаба),

H=13,6-10,4=3,2ì и l=6,4/3,2=2ì.

Перед началом градуирования подсчитывают длину L отрезка от

точки A10,4 до точки с отметкой 11:

L = lx H = 2x(11-10,4) = 1,2 ì .

Отложив от точки A10,4 отрезок L , находят точку с отметкой 11 и осуществляют градуирование, последовательно откладывая от этой точки на прямой (A10,4,B13,6) интервал l=2 ì.

8

. Отметка одной точки - целое число, а второй - дробное того же знака

На рис 11.10 проградуирована прямая (A,B), заданная проекцией (A2,B6,5), с использованием интервала l прямой. Для его определения построен профиль (A,B) прямой, на нем найдена

точка 3 профиля с высотой 3 ì ,

а затем на проекции (A2 ,B6,5 )

-

проекция точки с отметкой 3. Расстояние l= A2,3

- интервал прямой,

 

 

 

 

 

B6,5

 

который последователь-

 

 

 

 

 

 

но

откладывался

по

 

 

 

 

D?

 

 

 

 

 

 

6

 

проекции (A 2,B 6,5 )

от

A2

 

 

 

5

 

 

 

4

 

 

точки

3 для получения

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проекций точек с отмет-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ками , , и т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

При необходимос-

A

 

 

 

 

 

 

ти отметка HD некой точ-

 

 

3

 

 

 

 

ки D прямой (A,B) может

 

 

 

 

D

 

 

быть

приближенно

 

 

A,B

 

 

 

найдена (рис. 11.10) на

 

 

 

 

 

 

-1 0

 

1 2 3ì

 

B

шкале высот профиля

 

 

по

положению точки

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на

профиле прямой:

 

 

 

 

Рис. 11.10

 

 

D

(A,B), HD 4,3 ì.

 

. Отметки точек имеют противоположные знаки

A

A,B

 

1 0

1

A3,5 -1 0

Рис. 11.11

B-2,6

1 2 3ì

Строим профиль (A,B) прямой (A,B) и находим проекцию точки с нулевой отметкой: 0= =(A,B) (A3,5 ,B -2,6 ) (рис. 11.11).

BДалее ищем проекцию точки с отметкой или -1ì, определяем интервал l прямой (l= 0,1 или l=0,-1 ) и откладываем его по проекции (A3,5,B-2,6) от точки 0, выполняя градуирование.

 

9

 

 

. Отметки точек являются целыми числами

 

В этом случае градуирование

A1

 

прямой сводится к делению проек-

 

ции задающего её отрезка на рав-

2

 

ные части, число

которых равно

 

3

 

превышению H

этого отрезка.

 

4

 

Чтобы найти проекции точек с

5

B6

-1 0 1 2 3ì

отметками 2, 3,

4 и 5 метров,

Рис. 11.12

 

проекцию [A1 ,B6 ]

отрезка [A,B] на

 

рис. 11.12 надо разделить на 5 равных частей (H=5 ì). Для этого из точки B6 проведем луч, на нем последовательно отложим 5 отрезков одинаковой длины, концевую точку пятого отрезка соединим прямой с точкой A1 . Прямые, проведенные параллельно этой прямой из концов отложенных отрезков, делят согласно теореме Фалеса

проекцию [A1 ,B6] на равные части, градуируя её.

 

 

 

 

à)

 

 

 

á)

 

 

 

На рис. 11.13,а

пря-

 

 

 

 

 

мая

a

задана проекцией

 

 

 

 

 

 

 

2

A1

 

 

A1,4

1

a

a , проекцией A1 принад-

 

0

-1

 

 

лежащей ей точки A, укло-

 

 

 

 

 

ном

i=1:1,5 и его направ-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

лением. Для градуирова-

 

 

 

 

 

 

 

ния

прямой находят

её

-1 0 1

2 3ì

-1

0 1

2ì

интервал

l=1/i=1,5ì

 

и

 

 

 

 

 

 

 

последовательно отклады-

 

 

 

 

 

 

 

вают его с учетом масшта-

 

 

 

Рис.11.13

 

 

ба чертежа от точки A1

по

 

 

 

 

 

 

 

проекции

прямой.

Если

точка A имеет дробную отметку,

например 1,4 ì

(рис. 11.13,б),

то

сначала определяют расстояние

L от проекции

A1,4 до проекции

точки с отметкой 1: L

= H

l=(1,4-1)

l=0,4 1,5=0,6ì . После этого

градуирование выполняют от точки 1, как на рис. 11.13,а.

 

 

 

Из

рассмотренных примеров

видно,

что

градуирование

прямых в общем случае основано на пропорциональном делении отрезков по теореме Фалеса. Если известны интервал прямой и проекция её точки, отметка которой целое число, то градуирование сводится к откладыванию интервала по проекции прямой.

10

Горизонтальная прямая h (прямая уровня) параллельна плоскости Ï , и все её точки имеют одинаковые отметки (рис. 11.14). На чертежах в проекциях с числовыми отметками она задается своей проекцией с числовой отметкой и обозначается буквой h со штрихом и отметкой или только отметкой (h2 и 5 на рис. 11.15).

HE=HF=Hh

a

 

 

A1 B5

E

5

b

F

 

 

 

a

 

h

 

 

 

 

 

 

E2

a

 

 

h2

F2

 

 

 

h2

-1 0

1 2

Рис. 11.14

 

Рис. 11.15

Вертикальная прямая (прямая a на рис. 11.14) является проецирующей относительно плоскости Ï и проецируется на неё в точку (a), называемую основной проекцией прямой. Для задания проецирующей прямой на чертеже достаточно задать её основную проекцию (a и b на рис. 11.15). Все точки проецирующей прямой проецируются на плоскость Ï в её основную проекцию: b A1 B5 . Проекции точек A1 и B5 задают отрезок [A,B] b.

11.4. Взаимное положение прямых

Две прямые могут пересекаться, скрещиваться и быть параллельными.

Если проекции прямых пересекаются или могут пересекаться, то прямые пересекаются или скрещиваются. Если две прямые пересекаются, то точка пересечения их проекций является проекцией одной точки - точки пересечения прямых. В точку же пересечения проекций скрещивающихся прямых проецируются две их конкурирующие точки с разными отметками.

Установим взаимное положение прямых (A,B) и (D,E) на рис. 11.16. Предположим, что прямые скрещиваются и точка пересечения их проекций (A1 ,B2) и (D-2,E4) - проекция двух конкурирующих точек M

(A,B) и N

(D,E). Найдем отметки HM

и HN точек M и N соответ-

ственно и сравним их. Если HM=HN, то M

N и прямые пересекаются,

если HM =

HN , то прямые скрещиваются. Для решения задачи

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]