rp

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

__________________________________________________________________

УТВЕРЖДАЮ Директор ИДО

______________ С. И. Качин

«____»_____________ 2008 г.

НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА

ЧАСТЬ 1

Рабочая программа, методические указания и контрольные задания для студентов технических специальностей Института дистанционного образования

Издание третье, исправленное

Томск 2008

Начертательная геометрия. Инженерная графика. Часть 1: рабочая программа, метод. указания и контр. задания / Сост. Г. Ф. Винокурова, Б. Л. Степанов. – 3-е изд., испр. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. – 48 с.

УДК 515

Начертательная геометрия. Инженерная графика. Часть 1: рабочая программа, метод. указания и контр. задания для студентов технических спец. ИДО / Сост. Г. Ф. Винокурова, Б. Л. Степанов. – 3-е изд., испр. – Томск: Изд.

ТПУ, 2008. – 48 с.

Рабочая программа, методические указания и контрольные задания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры начертательной геометрии и графики 6 марта 2008 г., протокол № 10.

Зав. кафедрой, доцент, к. т. н. ____________________ С. П. Буркова

Аннотация

Рабочая программа, методические указания и контрольные задания по дисциплине «Начертательная геометрия. Инженерная графика» (часть 1) предназначены для студентов Института дистанционного образования технических специальностей. Данная дисциплина изучается два семестра, первая часть дисциплины изучается в течение одного семестра.

Приведено содержание основных тем дисциплины, указаны темы практических занятий. Приведены варианты заданий для контрольных работ. Даны методические указания по выполнению контрольных работ.

2

Начертательная геометрия. Инженерная графика. Часть 1: рабочая программа, метод. указания и контр. задания / Сост. Г. Ф. Винокурова, Б. Л. Степанов. – 3-е изд., испр. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. – 48 с.

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Начертательная геометрия. Инженерная графика» является одной из дисциплин, составляющих основу инженерного образования. Необходимость ее изучения обусловлена тем, что ни один инженерный проект не может быть выполнен без соответствующего графического оформления. Дисциплина состоит из двух разделов – начертательной геометрии и черчения.

Задачей изучения начертательной геометрии является изучение способов построения изображений пространственных форм на плоскости и получения навыков в решении задач, связанных с пространственными формами и отношением между ними.

Предметом черчения является выполнение и чтение чертежей изделий,

атакже графических моделей объектов технических изделий.

2.СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Введение. Центральные и параллельные проекции

Краткий исторический очерк. Метод проецирования. Центральное и параллельное проецирование, их свойства. Пространственная модель координатных плоскостей проекций. Комплексный чертеж. Обратимость чертежа.

2.2. Точка, прямая, плоскость

Проецирование точки на две и три плоскости проекций. Прямая. Задание и изображение на чертеже. Положение относительно плоскостей проекций. Взаимное положение двух прямых.

Задание плоскости на чертеже. Положение относительно плоскостей проекций. Точка и прямая в плоскости. Взаимное положение прямой и плоскости. Взаимное положение двух плоскостей. Способ замены плоскостей проекций.

2.3. Поверхности

Определение, задание и изображение на чертеже. Классификация. Понятие об определителе и очерке поверхности. Точки и линии на поверхности. Гранные поверхности. Поверхности вращения. Винтовые поверхности. Взаимное пересечение поверхностей.

2.4. Аксонометрические проекции

Прямоугольная и косоугольная аксонометрические проекции. Стандартные аксонометрические проекции.

2.5. Изображения

Изображения – виды, разрезы, сечения. Выносные элементы. Условности и упрощения.

2.6. Нанесение размеров на чертежах

Основные правила нанесения размеров на чертежах.

2.7. Соединения

Резьбы. Изображения и обозначения резьбы на чертежах. Резьбовые изделия и соединения. Соединения разъемные и неразъемные.

3

Начертательная геометрия. Инженерная графика. Часть 1: рабочая программа, метод. указания и контр. задания / Сост. Г. Ф. Винокурова, Б. Л. Степанов. – 3-е изд., испр. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. – 48 с.

3.СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ

1.Преобразование чертежа плоскости. Взаимное пересечение плоских фигур (2 часа).

2.Поверхности. Пересечение поверхностей плоскостью (многогранники

итела вращения с вырезом). Взаимное пересечение поверхностей (6 часов).

3.Изображения. Нанесение размеров на чертежах (4 часа).

4.Соединения (2 часа).

4.КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ

4.1. Общие методические указания

Для закрепления теоретических знаний при изучении курса и приобретения навыков в решении графических задач студенты выполняют контрольные работы. В первой части дисциплины выполняются две контрольные работы. Каждая выполненная контрольная работа высылается в университет на рецензию. Высылать работу по частям нельзя. Правильно выполненная контрольная работа вместе с рецензией возвращается студенту и хранится у него до экзамена (дифференцированного зачета). Контрольная работа, в которой есть ошибки, вместе с рецензией также возвращается студенту для исправления; замечания рецензента на листах работ стирать нельзя. Исправленную работу необходимо направить на повторную рецензию полностью, в том числе и ранее принятые листы (входящие в данную работу), с предыдущей на нее рецензией.

В соответствии с учебным планом со студентами ИДО в период лабо- раторно-экзаменационной сессии проводятся учебные занятия (лекции и практические занятия). Для студентов, проживающих в Томске, преподаватель кафедры начертательной геометрии и графики раз в неделю проводит консультации. Остальные студенты могут получить консультацию по письменному запросу.

4.2. Методические указания по выполнению контрольных работ

Задания на контрольные работы индивидуальны. Студент выполняет тот вариант задания, номер которого соответствует последней цифре номера студенческого билета. Например, если номер студенческого билета З-4370/31, то необходимо выполнять 1-й вариант, а если номер студенческого билета З-4370/40, то 10-й вариант.

Чертежи контрольных работ выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ Единой Системы Конструкторской Документации (ЕСКД). Задания вычерчиваются на листах чертежной бумаги формата А3 (297х420мм). Длинная сторона листа располагается горизонтально. С трех сторон на расстоянии 5 мм от линии обреза листа проводится рамка поля чертежа. С левой стороны чертежа на расстоянии 20 мм от линии обреза проводится четвертая линия рамки. В правом нижнем углу формата вплотную к рамке выполняется основная надпись по форме 1 ГОСТ 2.104-68 (рис. 1). Для обозначения чертежа, повернутого на 180°, вверху вдоль длинной стороны вычерчивается дополнительная графа размером 70х14 мм.

4

Начертательная геометрия. Инженерная графика. Часть 1: рабочая программа, метод. указания и контр. задания / Сост. Г. Ф. Винокурова, Б. Л. Степанов. – 3-е изд., испр. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. – 48 с.

Вграфах основной надписи необходимо указать:

вграфе 1 – наименование изделия (задания) (размер шрифта – 7);

вграфе 2 – обозначение чертежа (размер шрифта – 7):

КГГ1. ХХХХХХ. 001

а б в г а – код кафедры начертательной геометрии и графики – КГГ; б – номер задания;

в – классификационную характеристику изделия (для чертежа детали или сборочной единицы) или ХХХХХХ (для других чертежей);

г – номер варианта или последнюю цифру номера студенческого

билета;

вграфе 3 – материал детали (размер шрифта – 5);

вграфе 4 – «У» (учебный чертеж) (размер шрифта – 5);

вграфе 6 – масштаб чертежа (на эскизе не указывается) (размер шрифта – 5);

Рис. 1. Основная надпись (форма 1)

вграфе 7 – порядковый номер листа (на заданиях, состоящих из одного листа, графу не заполняют);

вграфе 8 – общее количество листов задания (графу заполняют только на первом листе);

вграфе 9 – ТПУ, ИДО, номер группы (размер шрифта – 3,5);

вграфе 10 – фамилию студента;

вграфе 11 – фамилию преподавателя;

вграфе 12 – подпись студента;

вграфе 13 – дату выполнения чертежа.

Все остальные графы не заполняются.

Чертежи заданий вычерчиваются в заданном масштабе и размещаются с учетом равномерного заполнения формата чертежа. Чертежи выполняются

5

Начертательная геометрия. Инженерная графика. Часть 1: рабочая программа, метод. указания и контр. задания / Сост. Г. Ф. Винокурова, Б. Л. Степанов. – 3-е изд., испр. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. – 48 с.

с помощью чертежных инструментов. На тщательность выполнения необходимо обратить серьезное внимание. Небрежно выполненные построения не только снижают качество чертежа, но и приводят к неправильным результатам. Надписи на поле чертежа, как и отдельные обозначения в виде букв и цифр, выполняются шрифтом 5 в соответствии с ГОСТ 2.304-81 «Шрифты чертежные».

При выполнении чертежей в тонких линиях рекомендуется применять карандаши твердости 2Т (2Н). При окончательной обводке, когда характер и толщина линий должны соответствовать ГОСТ 2.303-68 «Линии», используются карандаши 2Т (2Н) (для тонких и штрихпунктирных линий) и Т (Н) или F (для основных и штриховых линий). Толщину основной линии рекомендуется брать 0,8…1,0 мм.

Каждый чертеж сопровождается пояснительной запиской, в которой на листе писчей бумаги формата А4 кратко излагаются план решения задачи, последовательность графических построений. Этот лист бумаги приклеивается с левойсторонычертежноголистанаполосемеждукраемлистаирамкой.

Для удобства пересылки контрольных работ на рецензию чертежи можно складывать до формата А4.

4.3. Контрольная работа № 1

4.3.1. Введение

Контрольная работа охватывает темы 1–3 и состоит из трех заданий.

4.3.2. Задание 1 (лист 1)

1.Определить натуральную величину одного из треугольников (ABC или DEK) способом замены плоскостей проекций (табл. 1).

2.Построить линию пересечения двух треугольников – АВС и DЕК, заданных координатами своих вершин (табл. 1) и определить их взаимную видимость.

Прежде, чем вы приступите к выполнению работ, необходимо изучить соответствующий теоретический материал по учебнику. Для лучшего его усвоения параллельно с чтением текста в рабочей тетради выполняйте необходимые построения. Выполненные построения мысленно представьте в пространстве. В некоторых случаях полезно изготовлять пространственные модели из бумаги, пластилина или проволоки. После окончания изучения темы рекомендуется ответить на приведенные в учебнике вопросы для самопроверки. Это дает возможность проверить, все ли разделы темы хорошо усвоены.

6

Начертательная геометрия. Инженерная графика. Часть 1: рабочая программа, метод. указания и контр. задания / Сост. Г. Ф. Винокурова, Б. Л. Степанов. – 3-е изд., испр. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. – 48 с.

Рис. 2

7

Начертательная геометрия. Инженерная графика. Часть 1: рабочая программа, метод. указания и контр. задания / Сост. Г. Ф. Винокурова, Б. Л. Степанов. – 3-е изд., испр. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. – 48 с.

Таблица 1 Координаты вершин треугольников (размеры в мм)

Обе задачи выполняются на одном листе формата А3. Пример расположения и выполнения задания приведен на рис. 2.

4.3.3. Методические указания к задаче 1

Для определения натуральной величины одного из треугольников, например АВС, требуется сделать две замены плоскостей проекций, т.к. треугольник лежит в плоскости общего положения.

Вначале заменяем плоскость V на V1, располагая ее перпендикулярно плоскости Н и плоскости треугольника АВС. Для этого новую плоскость V1 устанавливаем перпендикулярно горизонтали треугольника – А1.

Строим фронтальную проекцию горизонтали – a'1' параллельно оси х, затем строим ее горизонтальную проекцию – a1. Новую ось х1 проводим перпендикулярно a1. Проведя из точек a, b, c, перпендикуляры к оси х1, и откладывая на них (от точек пересечения перпендикуляров с осью х1) z координаты точек, получаем новую фронтальную проекцию треугольника. Так как плоскость треугольника перпендикулярна плоскости V1, то полученные проекции точек будут лежать на одной линии.

При второй замене плоскость H1 располагаем перпендикулярно плоскости V1 и параллельно плоскости треугольника. На эту плоскость треугольник спроецируется в натуральную величину. Ось х2 проводим параллельно линии c1'a1' b1' и строим новые горизонтальные проекции точек. Для этого из точек a1', b1', c1' проводим перпендикуляры к оси х2 и от точек пересечения их с осью откладываем y координаты точек (т.е. расстояния от горизонтальных проекций точек до оси х1). Полученные проекции точек a1,b1,c1 соединяем прямыми линиями. Построенная проекция треугольника равна его натуральной величине.

8

Начертательная геометрия. Инженерная графика. Часть 1: рабочая программа, метод. указания и контр. задания / Сост. Г. Ф. Винокурова, Б. Л. Степанов. – 3-е изд., испр. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. – 48 с.

Все вспомогательные построения должны быть обязательно показаны на чертеже в виде тонких линий и обозначены буквами латинского алфавита или цифрами.

4.3.4. Методические указания к задаче 2

Для построения линии пересечения двух треугольников АВС и DEK необходимо найти две общие точки, принадлежащие тому и другому треугольнику. Эту задачу можно решить, например, определив точки пересечения сторон одного треугольника с плоскостью второго.

Вначале определяем точку пересечения прямой АС (сторона треугольника АВС) с плоскостью треугольника DEK, а затем – точку пересечения прямой ЕК(сторонатреугольникаDEK) сплоскостьютреугольникаАВС(рис. 2).

Чтобы определить точку пересечения прямой АС с плоскостью треугольника DEK, через прямую АС проводим фронтально-проецирующую плоскость Р (РV). Строим линию пересечения плоскости Р с плоскостью треугольника DEK (отмечая точки пересечения сторон DE и DK треугольника с плоскостью Р – точки 1, 2). Плоскость Р пересекает плоскость треугольника по прямой 12 (12, 1'2'). Определяем точку пересечения прямой АС с линией 12 – точку N. На пересечении горизонтальных проекций прямых (ac и 12) получаем горизонтальную проекцию точки N(n). По горизонтальной проекции точки (n) находим ее фронтальную проекцию – n' (на фронтальной проекции прямой АС (а'с'). Аналогично находим точку М (m, m'), проводя дополнительную фронтально-проецирующую плоскость T (TV).

Считая треугольники непрозрачными, определяем их взаимную видимость способом «конкурирующих точек». Конкурирующие точки – точки, принадлежащие разным прямым, но лежащие на общем проецирующим луче. Для определения видимости на фронтальной плоскости проекций рассмотрим две фронтально-конкурирующие точки 5 и 6. На фронтальной плоскости их проекции совпадают, хотя и принадлежат разным прямым. Точка 5 принадлежит ВС, точка 6 – DK. ВС и DK – скрещивающиеся прямые. Истинное положение этих точек относительно фронтальной плоскости можно выяснить, определив их y координаты. Точка, имеющая большую координату y (точка 6), расположена дальше от плоскости V, т.е. ближе к нам, и, следовательно, будет видима. Прямая DK, которой принадлежит точка 6, также будет видима, а прямая BС – невидима.

Для определения видимости на горизонтальной плоскости необходимо рассмотреть горизонтально - конкурирующие точки 7 и 8.

4.3.5. Задание 2 (лист 2)

1.Построить три изображения многогранника с вырезом.

2.Построить три изображения криволинейной поверхности с вырезом. Задание выполняется на листе формата А3. Пример выполнения зада-

ния приведен на рис. 6, варианты заданий – на стр. 14–18.

9

Начертательная геометрия. Инженерная графика. Часть 1: рабочая программа, метод. указания и контр. задания / Сост. Г. Ф. Винокурова, Б. Л. Степанов. – 3-е изд., испр. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. – 48 с.

4.3.6. Методические указания к выполнению задания 2

Обе задачи выполняются на одном листе формата А3. В тонких линиях в масштабе I:I строим три изображения геометрического тела. Анализируем условие задачи и составляем план решения. В соответствии с принятым планом решаем задачу, отмечая необходимые точки, после чего окончательно обводим чертеж и заполняем основную надпись.

Рассмотрим один из вариантов решения задания.

Задача. По данной фронтальной проекции построить три проекции шара с приз-

матическим вырезом.

Анализ условия задачи показывает, что

вырез сделан четырьмя плоскостями частного

положения. Следовательно, решение задачи

можно разделить на следующие части – по-

строить линию пересечения шара: фронталь- но-проецирующей плоскостью Q (QV); про-

фильной плоскостью S (SV); горизонтальными

плоскостями R (RV) и T (TV).

Любая плоскость пересекает шар (сферу) по окружности. Если секущая плоскость параллельна плоскости проекций, то окружность проецируется на эту плоскость в натуральную величину. Если же секущая плоскость не параллельна ни к одной из плоскостей проекций, проекциями окружности являются эллипсы. Большая ось эллипса равна диаметру окружности сечения. Величина малой оси зависит от угла наклона секущей плоскости к плоскости проекций.

Окружности, образованные в пересечении шара плоскостями, перпендикулярными к его вертикальной оси, называются «параллели». Наибольшая параллель, проходящая через центр шара, называется экватором.

Окружности, образованные в пересечении шара плоскостями, проходящими через вертикальную ось вращения, называются «меридианы». Фронтальный и профильный меридианы, параллельные соответственно плоскостям V и W, называются главными.

Рассмотрим первую часть задачи:

построить линию пересечения шара (сферы) фронтальнопроецирующей плоскостью Q (рис. 4).

Плоскость Q рассекает шар по окружности, фронтальная проекция которой совпадает с отрезком a'b' фронтального следа QV. На горизонтальную и профильную плоскости проекций окружность проецируется в эллипсы. Положение малой оси эллипсов на плоскостях Н и W (ab и a"b") определим, найдя точки А и В, как точки пересечения плоскости Q с фронтальным меридианом.

10