Практическая работа №4. Построение чертежа группы геометрических тел и точек на их поверхностях.

Изучите теоретический материал

4.1. Многообразие геометрических форм в природе.

На уроках математики вы уже познакомились с некоторыми геометрическими фигурами. Под фигурой понимают любую совокупность (множество) точек. Всякую сложную фигуру можно разделить на более простые.Если все точки фигуры лежат в одной плоскости, фигуру называют плоской: треугольник, квадрат и др. Совокупность точек, расположенных в пространстве, образует пространственную фигуру: куб, цилиндр и др. Фигуры в пространстве называют телами.Предметы, которые нас окружают, детали машин имеют, как правило, сложную реальную геометрическую форму. Однако, присмотревшись к ним внимательно, можно заметить, что некоторые из них состоят из одного или нескольких простых геометрических тел или их видоизмененных частей. Такими геометрическими телами, образующими форму предметов, являются призмы (рис. 22, а), пирамиды (рис. 22, б), цилиндры (рис. 23, а), конусы (рис. 23, б), шары и др. Рис. 22

Рис. 23

Форма каждого геометрического тела имеет свои характерные признаки. По ним мы отличаем призму от цилиндра, пирамиду от конуса и т. п. Эти признаки используются и при построении чертежей геометрических тел или состоящих из них предметов и деталей. Однако, прежде чем выполнять такие чертежи, выясним, какие правила положены в основу способов их построения.

Многогранники. Многогранником называют тело, поверхность которого состоит из плоских многоугольников. Таковы куб, призма, параллелепипед, пирамида и др.

Отдельные тела могут быть получены путем вращения прямой или кривой линии (образующей) вокруг какой-либо неподвижной линии (оси).

Это - тела вращения. Примерами их являются цилиндр, конус, сфера и др.

Поскольку форма большинства предметов представляет собой сочетание различных геометрических тел или их частей, для построения чертежей этих предметов необходимо знать, как изображается каждое геометрическое тело. Поэтому рассмотрим сначала построение чертежей и аксонометрических проекций простых тел. Это тем более необходимо, так как в сложной форме любого предмета всегда можно выделить простые геометрические тела, которые помогают представить форму предмета по его чертежу.

Изображение многогранников. Рассмотрим построение прямоугольных проекций призмы. Для примера возьмем треугольную (рис. 76) и шестиугольную (рис. 77) призмы. Их основания, параллельные горизонтальной плоскости проекций, изображаются на ней в натуральную величину, а на фронтальной и профильной плоскостях - отрезками прямых. Боковые грани изображаются без искажения на тех плоскостях проекций, которым они параллельны, и в виде отрезков прямых - на тех, которым перпендикулярны. Грани, наклонные к плоскостям, изображаются на них искаженными.

Рис. 76

Рис. 77

Размеры призм определяются их высотами и размерами фигур основания. Штрихпунктирными линиями на чертеже изображаются оси симметрии.

Рассмотрим, как изображают на чертеже правильную четырехугольную пирамиду (рис. 78). Основание пирамиды проецируется на горизонтальную плоскость проекций в натуральную величину. На нем диагоналями изображаются проекции боковых ребер, идущих от вершин основания к вершине пирамиды.

Рис. 78

Фронтальная и профильная проекции пирамиды - равнобедренные треугольники.

Размеры пирамиды определяются длиной b двух сторон ее основания и высотой h.

Изображение тел вращения. Если круги, лежащие в основаниях цилиндра и конуса, расположены параллельно горизонтальной плоскости проекций, их проекции на эту плоскость будут также кругами (рис. 79 и 80).

Рис. 79

Рис. 80

Фронтальная и профильная проекции цилиндра в данном случае - прямоугольники, а конуса — равнобедренные треугольники.

На всех проекциях следует наносить оси симметрии, с проведения которых и начинают выполнение чертежей цилиндра и конуса.

Фронтальная и профильная проекции цилиндра одинаковы. То же можно сказать о проекциях конуса. Поэтому в данном случае профильные проекции на чертеже лишние. Кроме того, благодаря знаку диаметра Ø можно представить форму цилиндра и конуса даже по одной проекции (рис. 81, a и б). Отсюда следует, что в подобных случаях нет необходимости в трех проекциях. Размеры цилиндра и конуса определяются их высотой h и диаметром основания d.

Рис. 81

Все проекции шара - круги, диаметр которых равен диаметру шара. На каждой проекции проводят центровые линии.

Благодаря знаку Ø шар можно изображать в одной проекции (рис. 81, в). Но если по чертежу трудно отличить сферу от других поверхностей, то на чертеже добавляют слово «сфера», например: «Сфера Ø40».

4.2. Построение проекций точек на поверхностях тел и предметов

Пусть на линии, являющейся проекцией ребра треугольной пирамиды (рис. 91), задана фронтальная проекция А" точки А. Поскольку точка А принадлежит ребру пирамиды, то проекции точки должны лежать на проекциях этого ребра. Следовательно, нужно сначала на чертеже найти проекции данного ребра, а затем при помощи линий связи отыскать на них проекции точки.

Рис. 91

При этом пользуются следующим правилом: если точка лежит на прямой (рис. 92, а), то на чертеже ее проекции лежат на одноименных проекциях этой прямой (рис. 92, б), т. е. горизонтальная проекция А' точки А лежит на горизонтальной проекции l' прямой l и т. д. Обе проекции точки соединяет одна линия связи.

Рис. 92

Горизонтальная проекция А' точки А должна лежать на горизонтальной проекции ребра, поэтому проводим из точки А" вертикальную линию связи. В месте ее пересечения с проекцией ребра находится точка А' - горизонтальная проекция точки А. Профильная проекция А'" точки А лежит на профильной проекции ребра.

Так находят проекции любых точек, лежащих на ребрах предметов.

Однако иногда приходится строить проекции точек, лежащих не на ребрах, а на гранях. Чтобы по одной проекции точки, лежащей на грани предмета, найти остальные, нужно прежде всего найти проекции этой грани. Затем при помощи линий связи надо отыскать проекции точки, которые должны лежать на проекциях грани.

Пусть на чертеже предмета (рис. 93, а) заданы горизонтальная проекция А' точки А и фронтальная проекция B" точки Б. Заданные точки лежат на видимых гранях предмета.

Рис. 93

По вертикальной линии связи найдем сначала фронтальную проекцию А" точки А, а затем, пользуясь постоянной прямой чертежа (см. п. 8.3), на профильной проекции грани найдем профильную проекцию А'" точки A.

Линию связи сначала проводят к той проекции, на которой грань изображается в виде отрезка прямой.

Построение проекций точки B, заданной фронтальной проекцией B", показано линиями связи со стрелками (рис. 93, б).

Постоянную прямую чертежа можно использовать также в решении задач на построение отсутствующих проекций предметов, когда, например, по двум имеющимся на чертеже проекциям предмета нужно построить третью (рис. 94). В этом случае расположение постоянной прямой чертежа определяет место строящейся проекции.

Рис. 94

Более подробно с правилами построения третьих проекций вы познакомитесь позже.

Как построить проекции точки, если она принадлежит ребру многогранника? грани многогранника?

Задание 13. На рисунках 95, 96, 97 даны чертежи в системе прямоугольных проекций и наглядные изображения этих предметов. На чертежах заданы проекции точек, лежащих на вершинах, ребрах и гранях предметов. Все точки видимые. Перечертите или перенесите на кальку заданные изображения, а также:

обозначьте буквами остальные проекции вершин A, Б и С (рис. 95), найдите эти вершины на наглядном изображении и обозначьте их буквами;

Рис. 95

постройте недостающие проекции точек A, Б и С, заданных на ребрах предмета (рис. 96); выделите цветом проекции ребер (для каждого ребра - свой цвет), на которых лежат заданные точки; нанесите точки на наглядное изображение и выделите ребра теми же цветами, что и на чертеже;

Рис. 96

постройте недостающие проекции точек, заданных на гранях поверхности (рис. 97); выделите цветом проекции граней, на которых лежат точки (для каждой грани - свой цвет); выделите эти грани предмета на наглядном изображении теми же цветами, что и на чертеже, и нанесите проекции точек.

Рис. 97