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

UMLE6-106_F

.pdf
Скачиваний:
38
Добавлен:
29.03.2016
Размер:
3.14 Mб
Скачать

 

 

 

127

 

 

 

 

§ 49. ПРОЕКЦИИ ТОЧЕК И ПРЯМЫХ. ВЗАИМНОЕ

ПОЛОЖЕНИЕ ПРЯМЫХ

 

На рис. 159а приведен «профиль» (разрез) ярко выраженного рельефа

местности, на котором выбрано три точки А, В и С. На том же рисунке по-

казан фронтальный след плоскости

, принятой за нулевую. Точка А нахо-

дится выше плоскости

на 4 м, точка В – ниже этой плоскости на 2 м и

точка С лежит в плоскости

. На рис. 159б приведены заданные точки в

 

 

A

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

С

0

 

 

 

 

 

 

 

B

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A4

 

 

 

С

B-2

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

1

2

3

4

 

Рис. 159

 

 

 

 

 

 

 

* Часто проекции точек обозначают только цифрами, соответствую-

щими их высотам, без букв.

 

 

 

 

 

 

проекциях с числовыми отметками: А4, В-2

и С0*. На том же рисунке при-

веден масштаб с целью облегчения измерения расстояний на проекции.

Такой профиль является наглядным, если расстояния проецируемых точек

до пл. и между собой – величины одного порядка, но если высоты малы,

а расстояния между точками велики, изображение становится неприемле-

мым.

 

 

 

 

 

 

 

Прямая может быть задана 1) проекциями с числовыми отметками

двух ее точек или 2) одной точкой с числовой отметкой, направлением го-

128

ризонтальной проекции этой прямой и тангенсом угла ее наклона к пл.

**.

На рис. 160а показаны для наглядности две точки А и В в пространстве с их проекциями на пл. и приведены проекции А3 и В5 этих точек с числовыми отметками. Соединив прямыми точки А и В, а также проекции А3 и В5, получим отрезок прямой АВ в пространстве и его проекцию с числовыми отметками – А3В5. Эта проекция вполне определяет отрезок АВ в пространстве.

 

 

B

 

 

A

 

hB

A3

B5

 

 

 

 

 

hA

L

B5

 

н. в.

 

 

 

 

 

 

B'

A3

 

 

 

 

 

0

2

4

6

8

10

L

B5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A3

а)

б)

Рис. 160

* Отметка точки, находящейся ниже пл. , считается отрицательной и проставляется со знаком «минус».

** Если прямая от заданной точки поднимается, тангенс угла считается положи-

тельным.

129

Для нахождения натуральной величины отрезка АВ, заданного его проекцией с числовыми отметками, следует мысленно построить в пространстве прямоугольную трапецию А3АВВ5 (рис. 160а) и повернуть ее вокруг проекции А3В5 до совмещения с плоскостью . Противоположная А3В5 сторона трапеции выразит искомую натуральную величину АВ, а угол

между натуральной величиной АВ и А3В5 – угол наклона заданной прямой к пл. .

Вместо трапеции обычно строят прямоугольный треугольник (рис. 160б), одним катетом которого является заданная проекция отрезка (в данном случае А3В5), а вторым – отрезок, равный разности расстояний концов

этого отрезка до пл. (в данном случае В5В= В5В А3А = 5 – 3 = 2 м). Расстояния точек А и В от обозначают через hА и hВ (рис. 160а) и на-

зывают превышением этих точек над нулевой плоскостью, а длину проек-

ции отрезка (А3В5) – через L и называют заложением. Отношение i =

=

 

 

hA

hB

= tg

называют уклоном

прямой, а величину, обратную ей, l =

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

1

=

 

L

 

интервалом прямой. В рассматриваемом случае hA = 3 м,

 

 

hA

hB

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hВ = 5 м, L = 7 м, тогда i =

 

5

 

3 2

 

 

1

, т.е. прямая имеет уклон 1 : 3,5.

 

7

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,5

Интервал этой прямой l =

3,5

 

= 3,5, а это значит, что если на рассматри-

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ваемом отрезке взять две точки, разность превышений которых равна 1 м, то заложение этого участка будет l = 3,5 м*.

Прямая может быть задана точками, имеющими дробные числовые отметки, а для решения целого ряда задач удобно иметь отметки точек

прямой, выраженные целыми числами.

 

 

 

 

 

Отыскание на проекции задан-

 

 

 

 

 

ного отрезка точек, отметки кото-

 

 

 

 

 

рых равны целым числам и отли-

 

 

 

 

 

чаются на единицу от отметок рас-

 

 

 

6'

6,5'

сматриваемых соседних точек, на-

 

 

5'

 

 

4'

 

 

зывается градуированием

прямой.

A3,2

 

 

 

4

 

 

 

Пусть задан отрезок прямой А3,2В6,5

 

 

 

 

(рис. 161), требуется его програ-

 

 

5

 

 

дуировать. Через точку А3,2 прове-

 

 

 

6

B6,5

дем произвольную прямую и на ней

 

 

 

 

от этой точки отложим в любом

 

Рис. 161

 

 

* Уклон i и интервал l прямой могут изменяться от 0 до ∞: если АВ

, i = ∞, l = 0, если АВ

, i = 0, а l = ∞.

 

 

 

 

130

масштабе отрезок, равный разности между ближайшей целой отметкой и

отметкой точки А, т.е. А3,24′ = 4 – 3,2 = 0,8 м. Далее на той же прямой и в том же масштабе нужно отложить отрезки 4′5′ = 5′6′ = 1 м и последний от-

резок, равный разности между отметкой точки В и предыдущей целой отметкой, т.е. отрезок 6′6,5′ = 6,5 – 6 = 0,5 м. Полученную точку 6,5′ нужно соединить с В6,5 и через точки 4′ и 5′ провести прямые, параллельные прямой 6,5′В6,5. Эти прямые пересекут заданную проекцию А3,2В6,5 в искомых точках 4 и 5.

Две прямые в пространстве, как известно, могут быть взаимно парал-

лельными, пересекающимися и скрещивающимися. В первом случае проек-

ции обеих прямых будут взаимно параллельны, их интервалы равны между собой, а отметки должны возрастать в одном направлении (рис. 162а). Во втором случае проекции обеих прямых пересекаются и отметка точки пересечения должна быть одной и той же, независимо от того, к какой из прямых эта точка отнесена (рис. 162б).

Если хотя бы один из признаков взаимной параллельности или взаимного пересечения прямых не соблюдается, то данные прямые скрещивают-

ся (рис. 162в).

 

 

 

 

 

F3

 

M9

P6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

S8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C8

 

G2

 

 

 

 

 

 

5

 

3

4

 

 

K4

 

7

 

7

 

5

6

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H7

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

A5

5

 

 

5

 

 

5

N6

D4

 

 

 

 

6

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

6

R5

 

 

 

E 6

 

 

 

 

 

B2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L7

 

а) б) в)

Рис. 162

§ 50. ПРОЕКЦИИ ПЛОСКОСТЕЙ. ВЗАИМНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ПЛОСКОСТЕЙ

Плоскость в проекциях с числовыми отметками может быть задана любым известным способом (точками, прямыми или их сочетанием), но

наиболее удобным является задание градуированной линией ската (см. §

10).

 

 

 

 

131

 

Проекцию на

такой линии называют масштабом уклона плоскости.

На рис. 163а изображена в пространстве плоскость

с линией ската 0IV и

горизонталями 0, I, II …, отстоящими друг от друга по высоте на 1 м. На

 

IV

 

 

 

 

III

 

 

 

 

 

II

 

 

 

IV

 

 

 

 

 

 

I

 

 

III

 

4

 

 

 

 

 

3

0

 

II

 

 

2

 

I

 

 

 

1

 

2

3

4

0

0

1

 

i

 

 

 

 

 

0

 

i

 

 

 

 

 

 

 

а)

б)

 

Рис. 163

пл. показана проекция i, линии ската, т.е. масштаб уклона. На рис. 163б масштаб уклона приведен отдельно. Он изображается двумя параллельными прямыми, тонкой и утолщенной, пересеченными отрезками проекций указанных горизонталей. Расстояния между этими проекциями называются интервалами плоскости. Зная, что превышение точек первой горизонтали h = 1 м, а интервал равен l, легко найти угол наклона данной плоскости к

нулевой: tg = 1l . Этот же угол можно найти графически, построив прямо-

угольный треугольник, один катет которого равен 1, а другой – l.

Две плоскости в пространстве, как известно, могут быть взаимно параллельными или пересекающимися.

Параллельные между собой плоскости имеют взаимно параллельные масштабы уклона, с равными интервалами и возрастанием (или убыванием) отметок в одном направлении (рис. 164а). Если масштабы уклона заданных плоскостей не удовлетворяют хотя бы одному признаку взаимной параллельности плоскостей, то такие плоскости пересекаются. На рис. 164б приведены две пересекающиеся плоскости и и построена линия их пересечения. Эта линия в пространстве проходит через точки пересечения горизонталей, принадлежащих обеим плоскостям и расположенных на одной высоте. Например, горизонтали с отметкой 3 обеих плоскостей пе-

132

ресекаются в точке А, а горизонтали с отметкой 6 – в точке В. Прямая АВ и будет линией пересечения заданных плоскостей, а А3В6 – ее проекцией.

 

 

 

 

B6

 

 

6

11

6

 

7

 

5

 

6

 

5

10

 

 

 

5

4

 

9

4

A3

3

8

 

4

 

 

2

7

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

i

2

 

 

 

 

i

 

а)

 

 

б)

 

Рис. 164

ПРИМЕР 73. Построить проекцию линии пересечения двух плоскостей, одна из которых задана масштабом уклона i, а вторая – тремя точками А6, В3 и С4,5 (рис. 165).

3

 

 

B3

 

 

 

4

 

4

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

5

 

C4,5

 

 

M4

 

 

 

5

 

N5

3

 

A6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

5

 

 

 

i

6

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 165

Решение. Проградуируем прямые АВ, ВС и АС* и через точки с одинаковыми отметками (4 и 5) проведем прямые. Это будут проекции горизонталей второй плоскости. Проведем проекции горизонталей с теми же отметками, но принадлежащих первой плоскости. Проекции горизонталей, имеющих отметку 4, пересекаются в точке М4, а имеющих отметку 5 – в точке N5. Прямая М4N5 и будет искомой проекцией линии пересечения заданных плоскостей.

* См. § 49, рис. 161.

133

§51. ВЗАИМНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ПРЯМОЙ И ПЛОСКОСТИ

1.Прямая лежит в плоскости, если она имеет с этой плоскостью по крайней мере две общие точки.

ПРИМЕР 74. В плоскости, заданной масштабом уклона i, провести прямую АВ общего положения (рис. 166).

 

 

 

 

 

B5,8

 

 

B9

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

9

 

A6

 

3

 

 

8

 

 

 

 

 

 

i

 

 

7

A2,3

 

5

 

 

6

3

4

 

 

i

 

 

Рис. 166

Рис.167

Решение. На любых двух горизонталях заданной плоскости (напри-

мер, 6 и 9) выберем две произвольные точки (А6

и В9), соединяющая их

прямая (А6В9) и будет искомой проекцией прямой АВ.

ПРИМЕР 75. Проверить, принадлежит ли прямая А2,3В5,8 плоскости,

заданной масштабом уклона i (рис. 167).

Решение. Проградуируем заданную прямую. Так как проекции точек прямой, имеющих отметки 3, 4, 5…, попали на проекции горизонталей плоскости с теми же отметками, то указанные точки будут общими и для прямой, и для плоскости, следовательно, прямая лежит в плоскости.

ПРИМЕР 76. Через точку А, лежащую в плоскости, заданной масшта-

бом уклона i, провести в этой плоскости прямую с уклоном i =

2

 

(рис.

3

 

 

 

 

 

 

 

 

168).

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Чтобы провести прямую заданного уклона, нужно найти ин-

тервал этой прямой l =

1

 

3

. Из заданной точки А3 радиусом r = l =

3

м (в

 

 

 

 

 

i

2

 

2

 

масштабе чертежа) сделаем засечки на проекциях двух ближайших горизонталей: с отметками 2 и 4. Полученные точки В2 и С4 будут лежать на искомой прямой. Кроме прямой ВС, будет еще одна прямая DE, удовле-

134

C4

i

A3 E4 5

D2 r 4

B2

3

2

 

A2

3

L = 3,6

 

2

 

3

4

4

 

5 B5 i

Рис. 168 Рис.169

творяющая тому же условию*.

ПРИМЕР 77. Дана прямая А2В5, заложение которой L = 3,6 м. Через эту прямую требуется провести одну из двух возможных плоскостей ( ) с

уклоном iпл =

4

(рис. 169).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Найдем интервалы: а) прямой lпр =

L

3,6

= 1,2 м и

 

 

 

hB hA

5 2

б) плоскости lпл =

1

 

3

 

= 0,75 м. Проградуируем прямую. Через каждую

iпл

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ее отметку должны проходить горизонтали искомой плоскости с теми же отметками. Расстояния между горизонталями lпл = 0,75 м. Чтобы найти направление этих горизонталей, из любой точки заданной прямой с целой отметкой (например, 3) опишем окружность радиуса lпл = 0,75 м и проведем к ней одну (любую) касательную из точки с отметкой на единицу меньшей (2) или большей (4). Проекции всех горизонталей, проходящих через точки 2, 3, 4 …, будут параллельны этой касательной**. Масштаб уклона i может быть построен в любом месте чертежа перпендикулярно направлению найденных проекций горизонталей.

* Если интервал прямой больше интервала плоскости, задача имеет два решения, если эти интервалы равны – одно решение, если же интервал прямой меньше интервала плоскости, задача не имеет решения, т.к. в этом случае прямая не лежит в плоскости, а пересекается с ней в заданной точке.

135

** Так как из любой точки, лежащей вне окружности (при lпл < lпр), можно провести к этой окружности две касательные, то задача в данном случае имеет два решения, при lпл = lпр – одно и при lпл > lпр – не имеет решения.

2.Если прямая параллельна плоскости, то, как известно, в этой плоскости имеется бесчисленное множество прямых, параллельных данной прямой. Чтобы через заданную точку, не лежащую в данной плоскости, провести прямую, параллельную данной плоскости, нужно вначале провести любую прямую в этой плоскости, а затем параллельно ей – искомую прямую*.

3.В случае, если прямая пересекается с плоскостью, нужно уметь находить проекцию точки их пересечения. Эта задача, как и в других видах проекций, решается в три приема: 1) через заданную прямую проводят вспомогательную плоскость, 2) строят прямую пересечения заданной и вспомогательной плоскостей и 3) находят точку, в которой заданная прямая пересекает построенную линию пересечения заданной и вспомогательной плоскостей. В проекциях с числовыми отметками в отличие от других видов проекций в качестве вспомогательной целесообразно применять плоскость, не проецирующую, а общего положения**. Эту вспомо-

гательную плоскость удобно задавать двумя горизонталями, проходящими через точки заданной прямой, имеющие целые отметки.

ПРИМЕР 78. Плоскость задана масштабом уклона i, прямая – ее проекцией А7В10. Найти проекцию точки К их встречи (рис. 170).

 

Решение. Через прямую АВ

 

 

 

 

проведем

вспомогательную плос-

 

 

B10

 

кость, которую зададим горизонта-

 

 

 

 

лями, проходящими через точки А7 и

 

 

 

 

В10. Эти

горизонтали параллельны

 

 

N10

 

между собой, но направление их мо-

 

 

 

 

 

 

 

жет быть взято произвольным. Най-

 

 

K

 

дем точки М7 и N10 – пересечения

 

 

 

i

проекций горизонталей с одинако-

M7

 

 

10

выми отметками заданной и вспомо-

 

8,6

9

гательной плоскостей и М7N10 – про-

 

 

 

 

 

 

екцию линии пересечения этих плос-

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

костей. Искомая точка К = А7В10

 

A7

7

 

M7N10. Отметку точки К находят по

 

 

 

 

 

интерполяции (в данном случае К8,6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 170

 

 

 

 

 

 

 

 

* См. § 51, п. 1, пример 74, рис. 166 и § 49, рис. 162а.

 

 

 

136

** Горизонтально проецирующая плоскость проецируется на в прямую, совпадающую с проекцией заданной прямой, вследствие чего нахождение искомой точки затрудняется: приходится указанную горизонтально проецирующую плоскость совмещать с и строить на ней дополнительную проекцию.

4. Известно, что прямая, перпендикулярная плоскости, перпендикулярна любой прямой этой плоскости, а следовательно, и линии ската.

Теорема. Если прямая перпендикулярна плоскости общего положения, то проекция прямой параллельна масштабу уклона данной плоскости, интервалы прямой и плоскости обратны по величине, а их числовые отметки возрастают в обратных направлениях.

m

C

'

A

F

B

 

 

 

 

 

 

m1

 

 

 

D

E

K

 

 

Рис. 171

 

 

Если прямая m

и С = m

(рис. 171), то проекция m1, прямой m

на совпадает с масштабом уклона плоскости или будет ему параллель-

на. Проведем через С линию ската CD. Опустим из С перпендикуляр СЕ на

и отложим на нем от точки С отрезок СF = 1 (единице в масштабе чер-

тежа). Через F проведем плоскость

 

и найдем точки А =

CD и

В =

m. Тогда интервал плоскости lпл = АF, а интервал прямой – lпр =

= BF. Так как АВС – прямоугольный и СF АВ, то

AF

 

CF

, откуда lпл =

 

 

 

 

 

CF

 

BF

=

1

, т.е. интервалы прямой и плоскости взаимно обратны по величине.

lпр

 

 

 

 

 

 

Из чертежа видно, что если на линии ската DC и прямой m от их точек пересечения с (точки D и К соответственно) нанести числовые отметки, то

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]