UMLE6-106_F
.pdf11
лучается комплексный чертеж, или эпюр. На рис. 8б показан эпюр точки А.
При указанном совмещении проекции А1 и А2 окажутся на одном перпендикуляре к оси x, причем расстояние А1Аx от горизонтальной проекции точки до оси x равно расстоянию точки А от плоскости 2, и расстояние А2Аx от фронтальной проекции точки А до оси x равно расстоянию точки А от горизонтальной плоскости 1. Прямые линии, соединяющие обе проекции одной точки на эпюре, называют линиями связи. Линии связи перпендикулярны оси проекций.
Построение изображений с помощью ортогональных проекций на две взаимно перпендикулярные плоскости с последующим совмещением этих плоскостей в одну часто называют мето-
дом Монжа*.
Если плоскости проекций 1 и 2 переместить в пространстве параллельно их прежнему положению, то на эпюре ось проекций также переместится параллельно самой себе и изменятся длины линий связи, но относительное расположение проекций различных точек на каждой плоскости проекций останется прежним. Это дает основание при построении эпюра проводить оси проекций в любом месте чертежа, лишь бы они были параллельны соответствующим направлениям. Иногда оси проекций на эпюре совсем не показывают. Такой чертеж называют безосным.
§ 4. ПРОЕКЦИИ ТОЧЕК, ЛЕЖАЩИХ В РАЗНЫХ ЧЕТВЕРТЯХ ПРОСТРАНСТВА
Расположение проекций точки относительно оси х на эпюре зависит от того, в какой четверти находится точка. На рис. 8б показаны проекции точки А, находящейся в I четверти: ее горизонтальная проекция – под осью, фронтальная проекция – над осью. На рис. 9б показаны проекции точек, находящихся в остальных четвертях. Точка В – во II четверти, обе ее проекции – над осью. Точка С – в III четверти, ее горизонтальная проекция – над осью, а фронтальная – под осью. Точка D – в IV четверти, обе ее проекции под осью.
Точки E и F лежат в плоскостях проекций. Горизонтальная проекция E1 точки E совпадает с самой точкой, лежащей в плос-
12
кости 1, а фронтальная проекция Е2 этой точки располагается на оси. Горизонтальная проекция F1 точки F, лежащей в плоскости 2, располагается на оси, а фронтальная F2 совпадает с самой
точкой.
* Гаспар Монж (1746–1818) – французский геометр, основатель начертательной геометрии.
|
|
|
|
F=F2 |
|
B2 |
|
F=F2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
B B |
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G=G1 =G2 |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
E |
F |
|
E2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
G=G1 =G2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
x |
||
|
|
C |
|
D |
E=E1 |
|
F1 |
||
|
|
|
|
|
|||||
|
B1 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
II |
|
|
|
|
|
|
D1 |
|
|
I |
C |
|
|
|
|
C2 |
|
||
|
C2 |
|
|
|
E=E |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
D2 |
1 |
x |
|
|
1 |
D |
|
|
|
|
|
III IV |
|
|
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) б)
Рис. 9
Для более ясного представления о положении точки в пространстве иногда используют три взаимно перпендикулярные плоскости проекций:
1, 2, 3 (рис. 10а), пересекающиеся по трем взаимно перпендикулярным осям: х, у, z. Плоскость 3 называют профильной плоскостью проекций. Расстояния точки А до плоскостей проекций называют ее координатами: хА
– расстояние до плоскости 3 (абсцисса), уА – расстояние до плоскости 2 (ордината) и zА – расстояние до плоскости 1 (аппликата). На эти три плоскости проекций строят три соответствующие проекции точки А: А1, А2, и
А3.
13
2
A2
Ax x
|
|
z |
|
|
z |
|
|
Az |
|
A2 |
Az |
|
A3 |
|
|
|
|
|
|
|
yA |
|
A3 |
|
|
|
|
|
xA |
|
|
|
|
|
A |
3 |
Ax |
|
O |
Ay' |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
zA |
O |
|
x |
|
|
y' |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
A1 |
|
Ay |
|
|
|
|
|
|
A1 |
Ay |
|
k |
|
|
|
|
45° |
|||
1 |
|
|
y |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
б) |
|
|
Рис. 10
Чтобы получить эпюр, плоскость |
1 поворачивают вокруг оси х до |
совмещения с плоскостью 2, плоскость |
3 – также до совмещения с этой |
плоскостью, но путем вращения вокруг оси z. На эпюре, когда все плоскости проекций будут совмещены в одну плоскость, проекции А1 и А2 окажутся на одной линии связи, перпендикулярной к оси х, а проекции А2 и А3
– на одной линии связи, перпендикулярной к
оси z. |
Для построения третьей проекции А3 |
A |
|
n |
|
|
A |
|||
используется либо дуга АуАу’, либо так назы- |
2 |
|
|
|
3 |
|||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
ваемая постоянная прямая k чертежа, обра- |
|
|
|
|
|
|
||||
зующая с осью у и с линиями связи А1Ау |
и |
|
|
|
|
|
|
|||
А3Ау’ углы в 45 (рис. 10б). |
|
|
|
|
|
|
m |
|||
Чтобы построить третью проекцию А3 |
на |
|
|
|
|
|
||||
|
|
45° |
k |
|
||||||
безосном чертеже (рис. 11), нужно правее ли- |
|
|
|
|||||||
нии связи А1А2 под углом 45 к ней провести |
A |
|
l |
|
|
Ak |
||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|||||||
постоянную прямую k, а через точку А1 |
– |
|
|
|
|
|||||
1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
прямую l |
А1А2 |
до пересечения в точке Аk с |
|
|
|
|
|
|
||
прямой k |
(Аk = k |
l). Через Аk следует про- |
|
|
Рис. 11 |
|||||
вести |
прямую m А1А2, а через А2 – прямую |
n |
А1А2 и |
найти точку |
||||||
А3 = m |
n. |
|
|
|
|
|
|
|
|
§ 5. ПРЯМАЯ
Согласно свойствам параллельного проецирования (§ 2, п. 1), проекция прямой на плоскость есть прямая. Через прямую а (рис. 12а) проведем две плоскости: одну – перпендикулярно плоскости 1 и другую – перпендикулярно плоскости 2. Первую из них называют горизонтально проеци-
14
|
|
|
B2 |
|
B |
|
|
B2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
a |
2 |
a |
|
A2 |
a2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
A2 |
|
A |
Bx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Ax |
|
|
|
B |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
a1 |
1 |
|
|
|
|
|
A1 |
|
A |
|
|
||
x |
|
|
|
a1 |
|
|||
|
|
1 |
|
|
1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B1 |
|
|
|
а) |
|
|
|
б) |
|
|
|
|
|
|
Рис. 12 |
|
|
|
рующей плоскостью. Линия пересечения этой плоскости с |
1 является го- |
ризонтальной проекцией а1 заданной прямой. Вторую плоскость называют фронтально проецирующей. Ее линия пересечения с 2 является фронтальной проекцией а2 той же прямой а.
Горизонтально проецирующую плоскость определяют проецирующие прямые АА1 и ВВ1 двух любых точек А и В прямой а, фронтально проецирующую – проецирующие прямые АА2 и ВВ2 тех же точек.
На рис. 12б показан эпюр прямой а или ее отрезка АВ. Прямая, не па-
раллельная и не перпендикулярная ни одной плоскости проекций, называется прямой общего положения.
Рассмотрим некоторые частные положения прямой.
h2
h2
2
h
x
h1
x 1
h1
Рис. 13
|
15 |
1. Прямая h |
1 (рис. 13), ее фронтальная проекция h2 х, угол между |
горизонтальной проекцией h1 на эпюре и осью х определяет угол наклона прямой к 2.
f2 |
|
f |
|
|
f2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
f1 |
|
|
|
x |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f1 |
|
|
|
|
Рис. 14 |
|
2. Прямая f 2 |
(рис. 14), ее горизонтальная проекция f1 х, угол меж- |
||||
ду фронтальной проекцией f2 |
на эпюре и осью х определяет угол наклона |
||||
прямой к 1. |
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
B2 |
|
|
|
|
|
|
B2 |
|
B3 |
3 |
|
|
B |
|
|
|
||
|
|
|
|
A2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A2 |
|
|
A3 |
|
|
|
|
A |
x |
|
|
B1 |
|
|
|||
A1 |
|
y |
|
||
|
|
|
|
||
x |
1 |
|
|
|
B1 |
|
|
|
|
|
A1 |
|
|
|
|
Рис. 15 |
|
3. Прямая АВ |
3 (рис. 15), ее проекции А1В1 |
и А2В2 лежат на одной |
|||
линии связи, углы |
и |
наклона прямой к 1 и 2 |
проецируются в нату- |
||
ральную величину на |
3. |
|
|
|
16
|
|
|
i2 |
i |
2 |
|
i |
2 |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
i1 |
x |
|
1 |
i1 |
|
|
|
|
|
Рис. 16 |
4. Прямая i |
1 (рис. 16), ее горизонтальная проекция – точка i1, а |
|
фронтальная – прямая i2 |
х. |
|
5. Прямая g |
2 (рис. 17), ее фронтальная проекция – точка g2, а го- |
|
ризонтальная – прямая g1 |
х. |
|
6. Прямая р |
3 (рис. 18), ее проекции на 1 и 2 – прямые р1 и р2, |
параллельные оси х, а проекция на 3 – точка р3.
|
g2 |
g |
2 |
2 |
g |
|
x
g1
x |
1 |
g1 |
|
|
Рис. 17
17
|
|
|
|
z |
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
p |
p |
p |
|
2 |
p2 |
|
2 |
3 |
|
|
|
3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
x |
y' |
|
|
|
p |
|
y |
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
x |
|
|
|
|
1 |
k |
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
Рис. 18 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Прямая, параллельная 1, называется |
|
|
|
D2 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
горизонталью. Прямая, |
параллельная |
2, |
|
|
C1 m |
|
|
|
|
|||
называется |
фронталью. |
Прямая, |
парал- |
|
A2 |
|
|
B |
||||
|
|
|
||||||||||
лельная |
3, |
называется |
профильной. |
Эти |
|
|
2 |
|
|
2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
три прямые называют также линиями уровня. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Все |
прямые, перпендикулярные |
плос- |
|
|
|
|
|
|
|
|||
x |
|
|
|
|
|
|||||||
костям проекций, называют проецирующими |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
прямыми. Некоторые из указанных прямых |
|
|
m1 |
|
|
|
|
|||||
могут быть одновременно прямыми различ- |
|
|
C2 |
D1 |
|
B1 |
||||||
ных видов, например, прямая i (рис. 16) яв- |
|
A1 |
|
|
||||||||
ляется фронталью, профильной и горизон- |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
тально проецирующей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Если на прямой лежит точка, то проек- |
|
|
Рис. 19 |
|
|
|
ции этой точки находятся на одноименных проекциях данной прямой (см.
§ 2, п. 2).
На рис. 19 даны проекции отрезка прямой m и точек А, В, С, D. Из этих точек только одна (D) принадлежит прямой m. Проекции точки С совпадают с разноименными проекциями прямой (С1 m2, а С2 m1), а потому точка С не лежит на прямой m. Точка С находится в III четверти, а отрезок m – в I. Совпадение С1 с m2 и С2 с m1 является случайным.
§ 6. ДВЕ ПРЯМЫЕ
Две прямые в пространстве могут быть параллельными, пересекаю-
щимися и скрещивающимися.
|
|
18 |
|
a2 |
b2 |
|
d2 K2 |
c2 |
|
||
|
|
|
|
x |
|
x |
|
|
b |
c1 |
|
|
1 |
|
|
|
a1 |
|
|
|
|
d1 |
K1 |
|
|
|
|
Рис. 20 |
|
Рис. 21 |
|
Если две прямые (рис. 20) |
параллельны (а b), то их одноименные |
проекции параллельны (а1 b1 и а2 b2)*.
Если две прямые пересекаются, то их одноименные проекции тоже пересекаются и точки пересечения этих проекций лежат на одной линии связи*. На рис. 21 прямые с и d пересекаются, так как и горизонтальные проекции с1, d1 и фронтальные – с2, d2 этих прямых пересекаются и точки К1, К2 их пересечения лежат на одной линии связи.
Если для двух прямых не выполняется ни условие параллельности, ни условие пересечения, то они скрещиваются, например, прямые m и n, е и l
(рис. 22).
ПРИМЕР 1. Провести произвольную горизонталь h, пересекающую две скрещивающиеся прямые а и b (рис. 23).
Решение. Построение осуществляется в следующем порядке: проводим фронтальную проекцию горизонтали h2 х в произвольном месте чертежа так, чтобы она пересекла а2 и b2. Точки 12 = h2 b2 и 22 = h2 а2 –
См. § 2, п. 3 и 4.
19
n2 |
m2 |
e |
l2 |
|
|
2 |
|
x |
x |
e1 |
|
m1 |
|
n1 |
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
а) |
|
б) |
Рис. 22
фронтальные проекции точек пересечения искомой горизонтали с заданными прямыми. Через 12 и 22 проводим линии связи до пересечения с b1 и а1 в точках 11 и 21. Прямая 1121, соединяющая эти точки, будет горизонтальной проекцией h1 искомой горизонтали.
b2 12 |
h2 |
|
C2 |
|
|
|
|
|
22 |
|
A2 |
D2 |
B |
a |
|
|
|
|||
|
|
|
|
2 |
||
2 |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
x |
A1 |
D1 |
|
|
|
|
|
|||
a1 |
|
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
b |
h1 |
|
|
|
|
B1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
C1 |
|
|
|
Рис. 23 |
|
|
|
|
|
Рис. 24 |
ПРИМЕР 2. Найти проекции перпендикуляра, опущенного из точки С на горизонталь АВ (рис. 24).
Решение. Горизонтальная проекция С1D1 искомого перпендикуляра составит прямой угол с горизонтальной проекцией А1В1 заданной прямой (§ 2, п. 6). Фронтальную проекцию D2 точки D найдем на А2В2 и соединим ее с С2. Искомыми проекциями перпендикуляра будут С1D1 и C2D2.
20
§ 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ОТРЕЗКА ПРЯМОЙ И УГЛОВ ЕГО НАКЛОНА К ПЛОСКОСТЯМ ПРОЕКЦИЙ
В пространстве дан отрезок АВ общего положения (рис. 25а). В плоскости АВВ1А1, проецирующей отрезок АВ на 1, проведем через точку В прямую ВС А1В1 до пересечения с АА1 в точке С. Полученный треугольник АВС – прямоугольный. Один его катет ВС = А1В1, другой АС = А2С2 = = А2Аx – С2Ах = А2Ах – В2Вх, а гипотенуза АВ – заданный отрезок прямой. Аналогично этому можно через точку А провести прямую, параллельную фронтальной проекции А2В2 отрезка АВ. Тогда один из катетов прямоугольного треугольника будет равен фронтальной проекции отрезка, а второй – равен разности расстояний концов горизонтальной проекции А1В1 до оси проекций.
|
|
2 |
|
A2 |
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
A2 |
|
|
|
C2 |
B2 |
|
B |
|
|
|
|
Ax |
||
C |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
x |
C Bx |
|
|
M |
|
|
|
A1 |
||
Ax |
|
B1 |
|
|
A1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
1 |
|
|
A0 |
|
|
|
|
н. в. AB |
B0 |
|
|
|
B2 |
Bx |
|
н. |
в. AB |
B1 |
|
|
а) б)
Рис. 25
Следовательно, натуральная величина (н. в.) отрезка прямой равна гипотенузе прямоугольного треугольника, один катет которого есть одна из проекций этого отрезка, а другой катет равен разности расстояний концов второй его проекции до оси проекций. На рис. 25б показано по-
строение таких треугольников на горизонтальной и фронтальной проекциях отрезка АВ. Угол наклона отрезка АВ к 1 (рис. 25а) на рис. 25б равен
=А1В1А0, т.е. углу между натуральной величиной отрезка и его гори-
зонтальной проекцией. Аналогично = В0А2В2 = (АВ, 2).