13.1. Способ построения изображений на основе анализа формы предмета. Как вы уже знаете, большинство предметов можно представить как сочетание геометрических тел. Следовательно, для чтения и выполнения чертежей надо знать, как изображаются эти геометрические тела.

Теперь, когда вы знаете, как на чертеже изображаются такие геометрические тела, и узнали, как проецируются вершины, реб-ра и грани, вам будет легче прочитать чертежи предметов.

Рис. 100. Проекции детали

На рисунке 100 изображена часть машины - противовес. Проанализируем его форму. На какие известные вам геометрические тела можно его разделить? Чтобы ответить на этот вопрос, вспомним характерные признаки, присущие изображениям них геометрических тел.

На рисунке 101, а одно из них выделено условно коричне-пым цветом. Какое геометрическое тело имеет такие проекции?

Проекции в виде прямоугольников характерны для параллелепипеда. Три проекции и наглядное изображение параллелепипеда, выделенного на рисунке 101, я коричневым цветом, даны на рисунке 101, б.

На рисунке 101, в серым цветом условно, выделено другое геометрическое тело. Какое геометрическое тело имеет такие проекции?

С такими проекциями вы встречались при рассмотрении изображений треугольной призмы. Три проекции и наглядное изображение призмы, выделенной серым цветом на рисунке 101, в, даны на рисунке 101, г. Таким образом, противовес состоит из прямоугольного параллелепипеда и треугольной призмы.

Но из параллелепипеда удалена часть, находящаяся внутри коричневых штриховых линий и окружности на рисунке 101, д. Какое геометрическое тело имеет такие проекции?

С проекциями в виде круга и двух прямоугольников вы встречались при рассмотрении изображений цилиндра. Следовательно, противовес содержит отверстие, имеющее форму цилиндра, три проекции и наглядное изображение которого даны на рисунке 101, е.

Анализ формы предмета необходим не только при чтении, по и при выполнении чертежей. Так, определив, форму каких геометрических тел имеют части противовеса, изображенного на рисунке 100, можно установить целесообразную последовательность построения его чертежа.

Например,чертеж противовеса строят так:
1) на всех видах чертят параллелепипед, являющийся основанием противовеса;
2) к параллелепипеду добавляют треугольную призму;
3) вычерчивают элемент в виде цилиндра. На видах сверху и слева его показывают штриховыми линиями, так как отверс-I не невидимо.

Рис. 101. Анализ формы детали

30. Начертите по описанию деталь, называемую втулкой. Она состоит из усеченного конуса и правильной четырехугольной призмы. Диаметр одного основания конуса равен 30 мм, другого - 50 мм, высота усеченного конуса - 50 мм. Призма присоединена к большему основанию конуса, который располагается посередине ее основания размером 50 х 50 мм. Высота призмы 10 мм. Вдоль оси втулки просверлено сквозное цилиндрическое отверстие 0 20 мм. Ось втулки перпендикулярна профильной плоскости проекций.

13.2. Последовательность построения видов на чертеже детали.
Рассмотрим пример построения видов детали - опоры (рис. 102).

Рис. 102. Наглядное изображение опоры

Прежде чем приступить к построению изображений, надо четко представить общую исходную геометрическую форму де-гали (будет ли это куб, цилиндр, параллелепипед или др.). Эту форму необходимо иметь в виду при построении видов.

Общая форма предмета, изображенного на рисунке 102, - прямоугольный параллелепипед. В нем сделаны прямоугольные вырезы и вырез в виде треугольном призмы. Изображать деталь начнем с ее общей формы - параллелепипеда (рис. 103. а).
Спроецировав параллелепипед на плоскости V, Н, W, получим прямоугольники на всех трех плоскостях проекций. На фронтальной плоскости проекций отразятся высота и длина детали, т. е. размеры 30 и 34. На горизонтальной плоскости проекций - ширина и длина детали, т. е. размеры 26 и 34. На профильной - ширина и высота, т. е. размеры 26 и 30.

Каждое измерение детали показано без искажения дважды: ш,кота - на фронтальной и профильной плоскостях, длинана фронтальной и горизонтальной плоскостях, ширина - на горизонтальной и профильной плоскостях проекций. Однако днажды наносить один и тот же размер на чертеже нельзя.

Все построения выполним сначала тонкими линиями. Поскольку главный вид и вид сверху симметричны, на них нанесены оси симметрии.

Теперь покажем на проекциях параллелепипеда вырезы (рис. 103, б). Их целесообразнее показать сначала на главном виде. Для этого надо отложить по 12 мм влево и вправо от оси симметрии и провести через полученные точки вертикальные линии. Затем на расстоянии 14 мм от верхней грани детали провести отрезки горизонтальных прямых.

Рис. 103. Последовательность построения видов детали

Построим проекции этих вырезов на других видах. Это можно сделать при помощи линий связи. После этого на видах сверху и слева нужно показать отрезки, ограничивающие проекции вырезов.

В заключение обводят изображения линиями, установленными стандартом, и наносят размеры (рис. 103, в).

1. Назовите последовательность действий, из которых складывается процесс построения видов предмета.
2. Для какой цели используются линии проекционной связи?

13.3. Построение вырезов на геометрических телах. На
рисунке 104 приведены изображения геометрических тел, форма которых усложнена различного рода вырезами.

Детали такой формы широко распространены в технике. Чтобы начертить или прочитать их чертеж, надо представить форму заготовки, из которой получается деталь, и форму выреза. Рассмотрим примеры.

Рис. 104. Геометрические тела, содержащие вырезы

Рис. 105. Анализ формы прокладки

Пример 1. На рисунке 105 дан чертеж прокладки. Какую форму имеет удаленная часть? Какой была форма заготовки?
Проанализировав чертеж прокладки, можно прийти к выводу, что она получилась в результате.удаления из прямоугольного параллелепипеда (заготовки) четвертой части цилиндра.

Рис. 106. Построение проекций детали, имеющей вырез

Пример 2. На рисунке 106, а дан чертеж пробки. Какова форма ее заготовки? В результате чего образовалась форма детали?

Проанализировав чертеж, можно прийти к выводу, что деталь изготовлена из заготовки цилиндрической формы. В ней сделан вырез, форма которого ясна из рисунка 106, б.

А как построить проекцию выреза на виде слева?

Сначала изображают прямоугольник - вид цилиндра слева, .являющегося исходной формой детали. Затем строя г проекцию выреза" Его размеры известны, следовательно, точки а", Ь" и а, Ь, определяющие проекции выреза, можно рассматривать как заданные.

Построение профильных проекций а", Ь" этих точек показано линиями связи со стрелками (рис. 106, в).

Установив форму выреза, легко решить, какие линии на виде слева надо обводить сплошными толстыми основными, какие штриховыми линиями, а какие удалить вовсе.

Рис. 107. Задания для упражнений

31. Рассмотрите изображения на рисунке 107 и определите, какой формы части удалены из заготовок для получения деталей. Выполните технические рисунки этих частей.
32. Постройте недостающие проекции точек, линий и вырезов, заданных учителем на чертежах, выполненных вами ранее.

13.4. Построение третьего вида.
Нам придется иногда выполнять задания, в которых необходимо по двум имеющимся видам построить третий.

Рис. 108. Чертеж бруска с вырезом

На рисунке 108 вы видите изображение бруска с вырезом. Даны два вида: спереди и сверху. Требуется построить вид слева. Для этого необходимо сначала представить форму изображенной детали. Сопоставив на чертеже виды, заключаем, что брусок имеет форму параллелепипеда размером 10 х 35 х 20 мм. В параллелепипеде сделан вырез прямоугольной формы, его размер 12 х 12 х 10 мм.

Вид слева, как известно, помещается на одной высоте с главным видом справа от него. Проводим одну горизонтальную линию на уровне нижнего основания параллелепипеда, а другую - на уровне верхнего основания (рис. 109, а). Эти линии ограничивают высоту вида слева. В любом месте между ними проводим вертикальную линию. Она будет проекцией задней грани бруска на профильную плоскость проекций. От нее вправо отложим отрезок, равный 20 мм, т. е. ограничим ширину бруска, и проведем еще одну вертикальную линию - проекцию передней грани (рис. 109,6).

Покажем теперь на виде слева вырез в детали. Для этого отложим влево от правой вертикальной линии, являющейся проекцией передней грани бруска, отрезок в 12 мм и проведем еще одну вертикальную линию (рис. 109, в). После этого удаляем все вспомогательные линии построения и обводим чертеж (рис. 109, г).

Рис. 109. Построение третьей проекции

Третью проекцию можно строить на основе анализа геометрической формы предмета. Рассмотрим, как это делается. На рисунке 110, а даны две проекции детали. Надо построить третью.

Рис. 10. Построение третьей проекции по двум данным

Судя по данным проекциям, деталь слагается из шестиугольной призмы, параллелепипеда и цилиндра. Мысленно объединив их в единое целое, представим форму детали (рис. 110, в).

Проводим на чертеже под углом 45° вспомогательную прямую и приступаем к построению третьей проекции. Как выглядят третьи проекции шестиугольной призмы, параллелепипеда и цилиндра, вам известно. Вычерчиваем последовательно третью проекцию каждого из этих тел, пользуясь линиями связи и осями симметрии (рис. 110, б).

Заметьте, что во многих случаях на чертеже строить третью проекцию не надо, так как рациональное выполнение изображений предполагает построение только необходимого (минимального) количества видов, достаточного для выявления формы предмета. В данном случае построение третьей проекции предмета является лишь учебной задачей.

1. Вы ознакомились с разными способами построения третьей проекции предмета. Чем они отличаются друг от друга?
2. С какой целью используется постоянная прямая? Как ее проводят?

33. На чертеже детали (рис. 111, а) не дочерчен вид слева - на нем не показаны изображения полукруглого выреза и прямоугольного отверстия. По заданию учителя перечертите или перенесите на кальку чертеж и дополните его недостающими линиями. Какие линии (сплошные основные или штриховые) вы используете для этой цели? Проведите недостающие линии также на рисунках 111, б, в, г

34. Перечертите или перенесите на кальку данные на рисунке 112 проекции и постройте профильные проекции деталей.
35. Перечертите или перенесите на кальку проекции, указанные вам на рисунке 113 или 114 учителем. Постройте отсутствующие проекции на месте вопросительных знаков. Выполните технические рисунки деталей.

Произведя компоновку чертежа и выполнив две заданных проекции детали, приступают к выполнению следующего этапа работы – построению третьей проекции детали.

Двумя заданными проекциями могут быть: фронтальная и горизонтальная, фронтальная и профильная. И в том, и в другом случае построение выполняется аналогично.

На рис. 2 показано построение профильной проекции по заданным фронтальной и горизонтальной проекциям.

Построение выполнено методом прямоугольного (ортогонального) проецирования, т. е. все три изображения (проекции) построены без нарушения проекционной связи, но оси координат и линии проекционной связи на чертеже отсутствуют. Чтобы при построении изображений не нарушалась проекционная связь, необходимо прикладывать рейсшину или треугольник в направлении соответствующей проекционной связи одновременно к двум проекциям, на которых в данный момент проводят построение.

По двум заданным проекциям, в данном случае фронтальной и горизонтальной, строится профильная методом переноса размеров по высоте с фронтальной проекции, а по ширине - с горизонтальной проекции. Для этого сначала определяют место положения профильного габаритного прямоугольника, проводят ось симметрии и выполняют построения в следующем порядке. Размер а с фронтальной проекции (высота детали) и размерг с горизонтальной проекции (ширина детали) используют при построении габаритного прямоугольника. Основание модели представляет собой параллелепипед ширинойг (уже построенной) и высотойв , которую строят на профильной проекции, взяв с фронтальной. Для этого к фронтальной проекции по высотев прикладывают рейсшину, а на профильной проводят тонкую горизонтальную линию в пределах габаритного прямоугольника. Нижнее основание модели на профильной проекции построено.

На основании модели стоит четырехугольная призма с двумя наклонными гранями. Ее верхнее основание расположено на высоте а от нижнего основания детали и уже построено как высота габаритного прямоугольника. Остается построить ширину верхнего и нижнего оснований. По размеру они одинаковые и равны размеруд , который берется на горизонтальной проекции. Для этого на горизонтальной проекции измеряют половину расстоянияд и откладывают его на профильной проекции в обе стороны от оси симметрии. Через построенные точки проводят две вертикальные линии, ограничивающие изображение этой призмы. Призма, стоящая на основании детали, построена.

Деталь имеет две прорези: слева и справа. На фронтальной проекции они изображены линиями невидимого контура, а на горизонтальной - линией видимого контура. Для их построения на горизонтальной проекции от осевой линии измеряют половину расстояния е и, соответственно, откладывают на нижнем основании профильной проекции. От построенных точек вверх проводят параллельные оси симметрии две тонкие линии. Они ограничат расстояние по ширине прорези. Ее высоту (расстояниеб ) строят по фронтальной проекции, для чего к верхней точке расстоянияб прикладывают рейсшину и на этой высоте, на профильной проекции проводят тонкую горизонтальную линию, ограничивающую прорезь сверху.

Точка в пространстве определяется любыми двумя своими проекциями. При необходимости построения третьей проекции по двум заданным необходимо воспользоваться соответствием отрезков линий проекционной связи, полученных при определении расстояний от точки до плоскости проекций (см. рис. 2.27 и рис. 2.28).

Примеры решения задач в I октанте

Дано А 1 ; А 2	Построить А 3
Дано А 2 ; А 3	Построить А 1
Дано А 1 ; А 3	Построить А 2

Рассмотрим алгоритм построения точки А (табл. 2.5)

Таблица 2.5

Алгоритм построения точки А
по заданным координатам А (x = 5, y = 20, z = -9)

В следующих главах мы будем рассматривать образы: прямые и плоскости только в первой четверти. Хотя все рассматриваемые способы можно применить в любой четверти.

Выводы

Таким образом, на основании теории Г. Монжа, можно преобразовать пространственное изображение образа (точки) в плоскостное.

Эта теория основывается на следующих положениях:

1. Все пространство делится на 4 четверти с помощью двух взаимно перпендикулярных плоскостей p 1 и p 2 , либо на 8 октантов при добавлении третьей взаимно-перпендикулярной плоскости p 3 .

2. Изображение пространственного образа на эти плоскости получается с помощью прямоугольного (ортогонального) проецирования.

3. Для преобразования пространственного изображения в плоскостное считают, что плоскость p 2 – неподвижна, а плоскость p 1 вращается вокруг оси x так, что положительная полуплоскость p 1 совмещается с отрицательной полуплоскостью p 2 , отрицательная часть p 1 – с положительной частью p 2 .

4. Плоскость p 3 вращается вокруг оси z (линии пересечения плоскостей) до совмещения с плоскостью p 2 (см. рис. 2.31).

Изображения, получающиеся на плоскостях p 1 , p 2 и p 3 при прямоугольном проецировании образов, называются проекциями.

Плоскости p 1 , p 2 и p 3 вместе с изображенными на них проекциями, образуют плоскостной комплексный чертеж или эпюр.

Линии, соединяющие проекции образа ^ осям x , y , z , называются линиями проекционной связи.

Для более точного определения образов в пространстве может быть применена система трех взаимно перпендикулярных плоскостей p 1 , p 2 , p 3 .

В зависимости от условия задачи можно выбрать для изображения либо систему p 1 , p 2 , либо p 1 , p 2 , p 3 .

Систему плоскостей p 1 , p 2 , p 3 можно соединить с системой декартовых координат, что дает возможность задавать объекты не только графическим или (вербальным) образом, но и аналитическим (с помощью цифр).

Такой способ изображения образов, в частности точки, дает возможность решать такие позиционные задачи, как:

• расположение точки относительно плоскостей проекций (общее положение, принадлежность плоскости, оси);
• положение точки в четвертях (в какой четверти расположена точка);
• положение точек относительно друг друга, (выше, ниже, ближе, дальше относительно плоскостей проекций и зрителя);
• положение проекций точки относительно плоскостей проекций (равноудаление, ближе, дальше).

Метрические задачи:

• равноудаленность проекции от плоскостей проекций;
• отношение удаления проекции от плоскостей проекций (в 2–3 раза, больше, меньше);
• определение расстояния точки от плоскостей проекций (при введении системы координат).

Вопросы для самоанализа

1. Линией пересечения каких плоскостей является ось z ?

2. Линией пересечения каких плоскостей является ось y ?

3. Как располагается линия проекционной связи фронтальной и профильной проекции точки? Покажите.

4. Какими координатами определяется положение проекции точки: горизонтальной, фронтальной, профильной?

5. В какой четверти располагается точка F (10; –40; –20)? От какой плоскости проекций точка F удалена дальше всего?

6. Расстоянием от какой проекции до какой оси определяется удаление точки от плоскости p 1 ? Какой координатой точки является это расстояние?

Построение третьего вида по двум известным видам.

Пусть известны главный вид и вид сверху. Необходимо построить вид слева.

Для построения третьего вида по двум известным применяют два основных способа.

Построение третьего вида с помощью вспомогательной прямой.

Для того чтобы перенести размер ширины детали с вида сверху на вид слева, удобно воспользоваться вспомогательной прямой(рис. 27а, б). Эту прямую удобнее провести справа от вида сверху под углом 45° к горизонтальному направлению.

Чтобы построить третью проекцию А 3 вершины А , проведём через её фронтальную проекцию А 2 горизонтальную прямую 1 . На ней будет нахо­диться искомая проекция А 3 . После этого через горизонтальную проекцию А 1 проведём горизонтальную прямую 2 до пересечения ее со вспомо­гательной прямой в точке А 0 . Через точку А 0 проведём вертикальную пря­мую 3 до пересечения с прямой 1 в искомой точке А 3 .

Аналогично строятся профильные проекции остальных вершин предмета.

После того как проведена вспомогательная прямая под углом 45 О, по­строение третьей проекции также удобно выполнять с помощью рейсшины и треугольника (рис. 27б). Вначале через фронтальную проекцию А 2 проведём горизонтальную прямую. Проводить горизонтальную прямую через проекцию А 1 нет необходимости, достаточно, приложив рейсшину, сделать горизонтальную засечку в точке А 0 на вспомогательной прямой. После этого, немного сдвинув рейсшину вниз, прикладываем угольник одним катетом к рейсшине так, чтобы второй катет прошёл через точку А 0 , и отмечаем положение профильной проекции А 3 .

Построение третьего вида с помощью базовых линий.

Для построения третьего вида необходимо определить, какие линии чертежа целесообразно принять за базовые для отсчёта размеров изобра­жений предмета. В качестве таких линий принимают обычно осевые линии (проекции плоскостей симметрии предмета) и проекции плоскостей оснований предмета. Разберём на примере (рис. 28) построение вида слева по двум данным проекциям предмета.

Рис. 27 Построение третьей проекции по двум данным

Рис. 28. Второй способ построения третьей проекции по двум данным

Сопоставив оба изображения, устанавливаем, что поверхность предме­та включает в себя поверхности: правильной шестиугольной 1 и четы­рёхугольной 2 призм, двух цилиндров 3 и 4 и усечённого конуса 5 . Предмет имеет фронтальную плоскость симметрии Ф , которую удобно принимать за базу отсчёта размеров по ширине отдельных частей предмета при построении его вида слева. Высоты отдельных участков предмета отсчитываются от нижнего основания предмета и контролируются горизонтальными линиями связи.

Форма многих предметов усложняется различными срезами, вырезами, пересечением составляющих поверхностей. Тогда предварительно нужно определить форму линий пересечения, построить их по отдельным точкам, вводя обозначения проекций точек, которые после выполнения построений могут быть удалены с чертежа.

На рис. 29 построен вид слева предмета, поверхность которого обра­зована поверхностью вертикального цилиндра вращения с Т -образным вырезом в его верхней части и цилиндрическим отверстием, занимающим фронтально-проецирующее положение. В качестве базовых плоскостей взя­ты плоскость нижнего основания и фронтальная плоскость симметрии Ф . Изображение Т -образного выреза на виде слева построено с помощью точек А, В, С, Д и Е контура выреза, а линия пересечения цилиндрических по­верхностей – с помощью точек К, L, М и им симметричных. При построении третьего вида учтена симметрия предмета относительно плоскости Ф .

Рис. 29. Построение вида слева

5.2.3. Построение линий перехода. Очень многие детали содержат линии пересечения всевозможных геометрических поверхностей. Эти линии называются линиями перехода. На рис. 30 изображена крышка подшипника, поверхность которой ограничена поверхностями вращения: коническими и цилиндрическими.

Линия пересечения строится с помощью вспомогательных секущих плоскостей (см. раздел 4).

Определяются характерные точки линии пересечения.