- •Ижевский государственный технический университет
- •1. Введение
- •1.1. Цели и сущность предмета
- •1.1.1. Что изучает начертательная геометрия?
- •1.1.2. Какие геометрические образы рассматриваются в начертательной геометрии?
- •1.2. Метод проекций
- •1.2.1. В чем сущность центрального проецирования?
- •1.2.2. В чем сущность параллельного проецирования? Каковы свойства параллельных проекций?
- •2. Комплексный чертеж. Задание геометрических образов на комплексном чертеже
- •2.1. Комплексный чертеж
- •2.1.1. Как образуется комплексный чертеж?
- •2.1.2. Определяют ли две проекции точки ее положение в пространстве?
- •2.1.3. Что представляет собой система трех плоскостей проекций?
- •2.1.4. Как получить комплексный чертеж пространственной системы трех плоскостей проекций?
- •2.1.5. Как построить ортогональные проекции точки в системе трех плоскостей проекций?
- •2.1.6. Каково правило построения на к.Ч. Профильной проекции точки по двум заданным ее проекциям?
- •2.1.7. Каковы особенности ортогональных проекций точек, принадлежащих плоскости или оси проекций?
- •2.1.8. Как определяется положение точки в координатной системе плоскостей проекций?
- •2.1.9. Как построить на к.Ч. Проекции точки по ее координатам?
- •2.2. Линии. Проецирование прямой линии
- •2.2.8. Чем характеризуется положение прямой в пространстве?
- •2.2.9. Какие прямые относятся к прямымобщегоположения? Каковы отличительные особенности их ортогональных проекций?
- •2.2.10. Какие прямые относятся к прямымчастногоположения? Каковы отличительные особенности их ортогональных проекций?
- •2.3. Взаимное положение прямых
- •2.3.1. Каков признак пересечения двух прямых на комплексном чертеже?
- •2.3.2. Каков признакскрещиваниядвух прямых на комплексном чертеже?
- •2.3.3. Каков признакпараллельностидвух прямых на комплексном чертеже?
- •2.4. Плоскость. Задание плоскости на чертеже
- •2.4.1. Какие элементы определяют положение плоскости в пространстве и на комплексном чертеже?
- •2.4.2. Чем характеризуется положение плоскости в пространстве?
- •2.4.3. Какие плоскости называют плоскостями общего положения? Каковы отличительные особенности их ортогональных проекций?
- •2.4.4. Какие плоскости относятся к плоскостям частного положения? Каковы отличительные особенности их ортогональных проекций?
- •2.5. Прямая и точка в плоскости
- •2.5.1. Каковы условия принадлежности прямой и точки плоскости?
- •2.5.2. Как построить ортогональные проекции прямой и точки, принадлежащих плоскости общего положения?
- •2.5.3. Как построить ортогональные проекции прямых и точек, принадлежащих плоскостямчастногоположения?
- •3. Поверхности
- •3.1. Общие сведения
- •3.1.1. Что такое поверхность? Как она образуется?
- •3.1.2. Что называют определителем поверхности?
- •3.1.3. Как задается поверхность на комплексном чертеже?
- •3.1.4. По каким признакам можно классифицировать поверхности на отдельные группы?
- •3.2. Торсовые поверхности
- •3.2.1. Какие поверхности относятся к торсовым поверхностям?
- •3.2.2. Как образуется поверхность с ребром возврата (торс)? Как задается на комплексном чертеже поверхность с ребром возврата и точка, принадлежащая ей?
- •3.2.3. Как образуется коническая поверхность? Как задать на комплексном чертеже коническую поверхность и точку, принадлежащую ей?
- •3.2.4. Как образуется цилиндрическая поверхность? Как задать на к.Ч. Цилиндрическую поверхность и точку, принадлежащую ей?
- •3.3. Поверхности вращения
- •3.3.1. Что называется поверхностью вращения? Каков ее определитель?
- •3.3.2. Какие поверхности образуются при вращении прямой вокруг оси?
- •3.3.3. Какие поверхности образуются при вращении кривых 2-го порядка вокруг оси?
- •3.3.4. Как задаются поверхности вращения на комплексном чертеже?
- •3.4. Принадлежность точки, линии поверхности
- •3.4.1. Каковы условия принадлежности точки, линии поверхности?
- •3.4.2. Какие простые линии содержат поверхности вращения? Как построить ортогональные проекции линий и точек принадлежащих поверхностям вращения?
- •3.4.3. Как определить недостающую проекцию точки, принадлежащей заданной поверхности, если одна проекция точки известна?
- •3.4.4. Как определить принадлежит ли точка заданной поверхности?
- •4. Позиционные задачи
- •4.1. Понятия и определения
- •4.2. Пересечение геометрических фигур
- •4.2.1. Какие задачи рассматриваются в группе задач 1 гпз?
- •4.2.2. Какие задачи рассматриваются в группе задач 2 гпз?
- •4.2.3. Какие геометрические фигуры называют проецирующими?
- •4.2.4. Какова последовательность решения задач на пересечение геометрических фигур?
- •4.2.5. Как строятся ортогнальные проекции общего элемента двух пересекающихся геометрических фигур в частных случаях?
- •4.3. Пересечение поверхностей проецирующей плоскостью
- •4.3.1. Как построить линию пересечения гранных поверхностей плоскостью?
- •4.3.2. Какие линии получаются при пересечении цилиндрической поверхности вращения плоскостью?
- •4.3.3. Какие линии получаются при пересечении конической поверхности вращения плоскостью?
- •4.3.4. Какие линии получаются при пересечении сферы плоскостью?
- •4.4. Построение проекций геометрических тел с вырезами и отверстиями
- •4.5. Пересечение поверхностей (общий случай)
- •4.5.1. Каков алгоритм решения задачи на определение общих точек двух пересекающихся поверхностей?
- •4.5.2. Каков план решения задачи на построение линии пересечения поверхностей для общего случая?
- •4.5.3. Как построить линию пересечения двух плоскостей общего положения?
- •4.5.4. Какие поверхности вращения называют соосными? Как пересекаются соосные поверхности вращения?
- •4.5.5. Как построить линию пересечения поверхностей вращения в общем случае?
- •4.5.6. В чем сущность способа вспомогательных секущих плоскостей?
- •4.5.7. В чем сущность способа вспомогательных сфер?
- •4.5.8. Как определить радиусы максимальной (Rmax) и минимальной (Rmin) вспомогательных секущих сфер?
- •4.5.9. Особые случаи пресечения поверхностей второго порядка. Как строится линия пересечения поверхностей вращения в особых случаях?
- •4.6. Пересечение прямой с поверхностью (общий случай)
- •4.6.1. Каков алгоритм решения задачи для определения точек пересечения линии с поверхностью ?
- •5. Преобразование чертежа
- •5.1. Цель и задачи преобразования чертежа
- •5.1.1. Что понимают под преобразованием чертежа?
- •5.1.2. Какова цель преобразования чертежа?
- •5.1.3. Каковы четыре исходные задачи преобразования чертежа?
- •5.1.4. Какими способами могут быть решены исходные задачи преобразования чертежа?
- •5.2. Способ замены плоскостей проекций
- •5.2.1. В чем сущность способа замены плоскостей проекций?
- •5.2.2. Как построить ортогональные проекции точки в новой системе при замене одной из плоскостей проекций?
- •1. Проекция точки на новую плоскость располагается на одной линии связи с остающейся неизменной проекцией этой точки; линия связи перпендикулярна к новой оси проекций;
- •2. Расстояние от новой оси проекций до новой проекции точки равно такому же расстоянию в заменяемой плоскости проекций.
- •5.2.3. Как построить ортогональные проекции точки в новой системе при замене двух плоскостей проекций?
- •5.3. Решение четырех исходных задач преобразования чертежа способом замены плоскостей проекций
- •5.3.1. Как выполняется первая исходная задача преобразования чертежа?
- •5.3.2. Как выполняется вторая исходная задача преобразования чертежа?
- •5.3.3. Как выполняется третья исходная задача преобразования чертеж?
- •5.3.4. Как выполняется четвертая исходная задача преобразования чертежа?
- •6. Метрические задачи
- •6.1. Общие положения
- •6.1.1. Какие задачи относятся к метрическим?
- •6.2. Определение расстояний
- •6.2.1. Чем измеряется расстояние от точки до другой точки?
- •6.2.2. Чем измеряется расстояние от точки до прямой? При каком положении прямой это расстояние проецируется на к.Ч. Без искажения?
- •6.2.3. Чем измеряется расстояние от точки до плоскости? При каком положении плоскости это расстояние проецируется на к.Ч. Без искажения?
- •6.2.4. Чем измеряется расстояние между параллельными прямыми? При каком положении прямых расстояние между ними на к.Ч. Проецируется без искажения?
- •6.2.5. Как определить расстояние между скрещивающимися прямыми?
- •6.2.6. Чем измеряется расстояние между параллельными плоскостями? При каком положении плоскостей расстояние между ними на к.Ч. Проецируется без искажения?
- •6.3. Определение углов
- •6.4. Определение величины части геометрического образа
- •6.4.1. Как определить д.В. Сечения геометрического тела плоскостью?
- •6.4.2. Как определить д.В. Сечения предмета плоскостью?
- •7. Комплексные задачи
- •Список литературы
- •2.2. Линии. Проецирование прямой линии 9
- •2.3. Взаимное положение прямых 12
- •4.6. Пересечение прямой с поверхностью (общий случай) 44
- •6.3. Определение углов 56
- •6.4. Определение величины части геометрического образа 56
- •7. Комплексные задачи 58
- •92 93
4.2.3. Какие геометрические фигуры называют проецирующими?
Прямая и плоскость называются проецирующими, если они располагаются перпендикулярно к плоскости проекций. При ортогональном проецировании проецирующими () могут быть не только прямая и плоскость, но и цилиндрическая Ф (рис. 58) и призматическаяповерхности, если образующие цилиндрической или ребра призматической поверхности перпендикулярны к плоскости проекций.
Проецирующейназывают геометрическую фигуру, которая отображается на плоскость проекций в геометрическую фигуру на единицу меньшего порядка, чем она сама: прямая в точку, плоскость – в прямую линию, поверхность – в кривую линию.
Проекцию геометрической фигуры на той плоскости, относительно которой она занимает проецирующее положение, будем называть основнойпроекцией. Для изображенных на рис. 58 проецирующих геометрических фигур a,,, Ф – a,,, Ф– ихосновныепроекции.
4.2.4. Какова последовательность решения задач на пересечение геометрических фигур?
При решении задач на пересечение необходимо придерживаться следующей последовательности:
1. провести анализзаданных геометрических фигур с целью:
а) выявления среди них проецирующих;
б) определения вида общего элемента.
2. построить ортогональные проекции общего элемента.
При анализе заданных пересекающихся геометрических фигур могут возникнуть три случая:
1. обе геометрические фигуры проецирующие;
2. одна из геометрических фигур проецирующая;
3. обе геометрические фигуры не проецирующие.
Первый и второй случаи объединим общим названием – частные случаи.
4.2.5. Как строятся ортогнальные проекции общего элемента двух пересекающихся геометрических фигур в частных случаях?
В частных случаях общий элемент находят по условиям принадлежности его обеим пересекающимся фигурам с использованием собирательногосвойства основной проекции проецирующих геометрических фигур (см.п.2.5.3.). Согласно этому,
ортогональные проекции общего элемента пересекающихся фигур, из которых обе (1 случай) или одна (2 случай) проецирующие, совпадают с их основными проекциями.
Отсюда следует, что нахождение проекций о.э. выполняется без дополнительных построений (1 случай) или сводится к нахождению недостающей его проекции, исходя из принадлежности фигуре общего положения (2 случай).
ПРИМЕР 1. Определить точку К пересечения прямой lс плоскостью(АВС) (рис. 59)
РЕШЕНИЕ: Анализируя заданные геометрические фигуры (рис. 59а), отмечаем:
– плоскость 2– фронтально-проецирующая плоскость;
– основнаяпроекция плоскости;
– прямая l 1– горизонтально-проецирующая прямая;
l–основнаяпроекция прямойl.
Следовательно, решаем 1 ГПЗ (частный случай 1). Отсюда:
а) обе проекции Ки Кискомой точки К непосредственно заданы на чертеже (рис. 59а): они совпадают сосновнымипроекциямиlипрямойlи плоскости;
б) обозначаем К l; Ки Кl, отсюда К= l .
ПРИМЕР 2. Построить линию пересечения заданных поверхностей (рис. 60).
РЕШЕНИЕ.
Анализируя заданные геометрические фигуры (рис. 60а), отмечаем:
– Ф – прямой круговой цилиндр – Ф 1;
Ф–основнаяпроекция цилиндрической поверхности Ф;
– – прямой круговой цилиндр – 2;
– основнаяпроекция цилиндрической поверхности.
Следовательно, решаем 2 ГПЗ (частный случай 1). Отсюда:
а) о б е проекции общего элемента – линии m(m, m) – непосредственно заданы на чертеже (рис. 60а): они совпадают сосновнымипроекциями Фипересекающихся цилиндров Ф и.
б) обозначим на чертеже – m Ф, m .
На рис. 60а точки 1(1,1), 2(2,2), 3(3,3), 4(4, 4) определяют кривую пересечения.
ПРИМЕР 3. Определить точку пересечения K прямой lс плоскостью() (рис. 61).
РЕШЕНИЕ.
Анализируя заданные геометрические фигуры, отмечаем:
– l– прямая общего положения;
– () – горизонтально-проецирующая плоскость;
– основнаяпроекция плоскости.
Следовательно, решаем 1 ГПЗ (частный случай 2). Отсюда:
а) одна проекция общего элемента – точки пересечения К – непосредственно задана на чертеже (рис. 61а): она совпадает с основнойпроекциейпроецирующей плоскости:
К, но Кl, отсюда К= l.
б) фронтальную проекцию Кточки К находим по принадлежности ее прямойl– Кl.
ПРИМЕР 4. Построить линию пересечения плоскостей (ab) и() (рис. 62).
РЕШЕНИЕ.
Анализируя заданные геометрические фигуры, отмечаем:
– (a b) – плоскость общего положения;
– () – горизонтально-проецирующая плоскость;
– её основнаяпроекция.
Следовательно, решаем 2 ГПЗ (частный случай 2). Отсюда:
а) одна проекция линии пересечения lсовпадает с основной проекциейпроецирующей плоскости–l;
б) фронтальную проекцию lлинииlнаходим, как недостающую проекцию прямойl, лежащей в плоскостии определяемой точками 1 и 2 (рис. 62а).