- •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
2.1.9. Как построить на к.Ч. Проекции точки по ее координатам?
Положение точки А в координатной системе плоскостей проекций определяется тремя ее координатами, показывающими величины расстояний, на которые точка удалена от плоскостей проекций (рис. 14а). Отрезок АА= 0Аx = Х – абсцисса точки; отрезок АА= 0Аy = Y – ордината точки; отрезок АА= 0Аz = Z – аппликата точки. Каждая из проекций точки А определяется парой координат: А(X,Y), А(X,Z), А(Y, Z).
ПРИМЕР 1. Определить положение точки А(20, 10, 15) в пространстве и построить ее проекции на к.ч. (рис. 19).
РЕШЕНИЕ. Анализируя определитель, отмечаем, что точка А расположена в пространстве 1 октанта, так как все координаты имеют знак “+” и отличны от 0.
1. Для построения горизонтальной проекции Аточки A (рис. 19а) используем координаты X и Y:
а) отмечаем на оси +х точку Аx так, чтобы 0Аx = X = 20 мм;
б) отмечаем на оси +у точку Аy так, чтобы 0Аy = Y= 10 мм.
Точка пересечения перпендикуляров, проведенных из точек Аx и Аy соответственно к осям x и y, определит точку А.
2. Для построения фронтальной проекции Аточки А (рис. 19б) используем координаты Х и Z:
а) отмечаем на оси +z точку Аz так, чтобы 0Аz = Z = 15 мм. Точка пересечения перпендикуляров, проведенных из точек Аx и Аz соответственно к осям x и y, определит точку А.
3. Для построения профильной проекции Аточки А используем координаты Y, Z (рис. 19в):
а) отмечаем на оси +y1точку Аy1так, чтобы 0Аy1=Y=20мм. Точка пересечения перпендикуляров, проведенных из точек Аy1и Az соответственно к осям y1и z, определит точку А.
ПРИМЕР 2. Определить положение точки В (15, 20, 0) и построить ее проекции на к.ч.
РЕШЕНИЕ. Точка В, имеющая в определителе Z = 0, принадлежит горизонтальной плоскости проекций, разделяющей 1 и 4 октанты.
1. Для построения горизонтальной проекции Вточки В (рис. 20) используем координаты Х и Y:
а) отмечаем на оси +х точку Вx так, чтобы 0Вx= Х = 15 мм;
б) отмечаем на оси +y точку Вy так, чтобы 0Вy= Y = 20 мм;
в) находим В.
2. Для построения фронтальной проекции Вточки В используем координаты Х и Z:
а) отмечаем точку Вz 0, так как 0Вz = Z = 0;
б) находим ВВx.
3. Для построения профильной проекции Вточки В используем координатыYи Z:
а) отмечаем на оси +у1точку Вy1так, чтобы ОВy1=Y=22мм;
б) находим ВВy1.
2.2. Линии. Проецирование прямой линии
В начертательной геометрии образование линии рассматривается с кинематической точки зрения.
2.2.1. Что называетсялинией?
Линия– это траектория движущейся в пространстве точки. Линия представляет собой непрерывное множество точек. Различают:кривыеипрямыелинии.
2.2.2. Что называетсякривойлинией?
Кривойназывается линия, образованная движением точки, которая изменяет направление своего движения. Различают:плоскиеипространственныекривые линии.
2.2.3. Какие кривые линии называется плоскими?
Плоскиминазываются кривые линии, все точки которых лежат в одной плоскости. Например: окружность, эллипс, синусоида и т. п.
2.2.4. Какие кривые линии называются пространственными?
Пространственныминазываются линии, все точки которых не лежат в одной плоскости. Например, винтовая линия.
2.2.5. Как задается линия на комплексном чертеже?
На комплексном чертеже линия задается ортогональными проекциями. Для задания проекций линии необходимо определить проекции множества точек, составляющих линию. На практике строят проекции дискретного (прерывного) ряда точек, принадлежащих линии, одноименные проекции которых соединяют плавными кривыми линиями (рис. 21а). Две проекции линии к определяют ее вид и положение в пространстве – к(к, к).
2.2.6. Что называетсяпрямойлинией?
Прямой называется линия, образованная движением точки, не меняющей направления своего движения в пространстве.
2.2.7. Чем определяется положение прямой линии в пространстве и на комплексном чертеже?
Положение прямой линии в пространстве определяется положением двух нетождественных точек. Условная запись определителя прямой – l(А, В). На рис. 21б прямая линияlзадается проекциями двух нетождественных точек А и В:l(А, В) – горизонтальная проекция прямойl;l(А, В) – фронтальная проекция прямойl.
Прямая линия на к.ч. может быть задана проекциями прямой без указания точек, ее определяющих (рис. 21в). При этом можно ограничиться обозначением ее проекций только одной буквой,
отнеся ее к прямой в целом – а(а, а). Две проекции прямой определяют ее положение в пространстве.
Это утверждение позволяет задавать в дальнейшем геометрические образы на двухпроекционном чертеже. К построению третьей проекции прибегают в случае необходимости и выполняют ее по правилам, изложенным в п. 2.1.6. При этом положение оси z выбирается произвольно из условий удобства выполнения изображений.