Слайд 1Уральский государственный технический университет - УПИ
Кафедра
“Инженерная графика”
НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ
ГЕОМЕТРИЯ
автор
Кириллова Татьяна Ивановна
доцент
Слайд 2 НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ занимается построением изображений и изучением
пространственных объектов по
их изображениям графическими методами
Слайд 3 А1 - горизонтальная проекция точки А;
А2 - фронтальная
проекция точки А;
А3 - профильная проекция точки А.
Расстояние
от точки до плоскости проекций – это
координаты точки – А(XА, YА, ZА)
X
Y
O
П1
П3
П2
XA
Z
А
А1
А2
А3
YA
ZA
Ортогональный чертеж точки
Точка – простейший графический примитив
ось ОX – абсцисс • ось ОZ - аппликат
ось ОY – ординат • О – начало координат
Горизонтальная плоскость проекций - П1
Фронтальная плоскость проекций - П2
Профильная плоскость проекций - П3
Слайд 4ОРТОГОНАЛЬНЫЙ ЧЕРТЕЖ - ЭПЮР
Ортогональный чертеж или эпюр - изображение полученное
путем параллельного прямоугольного проецирования на две или три взаимно перпендикулярные
плоскости проекций, совмещенные с фронтальной плоскостью проекций
Z
Y
Y
X
П3
П1
П2
XA
А2
А3
YA
ZA
X
Y
O
П1
П3
П2
XA
Z
А
А1
А2
А3
YA
ZA
А1
Три координаты точки и две проекции точки определяют ее положение в пространстве
Слайд 5ВИДЫ ПРЯМЫХ ЛИНИЙ
Прямые частного положения
Прямые общего положения
Ортогональный чертеж прямой
линии
Слайд 6 Прямые частного положения:
• ПРОЕЦИРУЮЩИЕ ПРЯМЫЕ – прямые
перпендикулярные плоскостям проекций
• ЛИНИИ УРОВНЯ – прямые
параллельные плоскостям проекций;
Слайд 71. Проецирующие прямые
Z
X
Y
А1 Ξ B1
B2
А2
О
AB ┴ П1
IА2В2I
= I АВ I
Горизонтально-проецирующая
прямая
Фронтально-проецирующая прямая
X
C1
C2ΞD2
D1
О
Z
Y
CD ┴ П2
I C1D1 I =
I CD I
Слайд 82. Прямые уровня
Горизонтальная прямая, горизонталь h
X
Z
Y
А2
А1
В2
В1
AВ II П1
; ZА=ZB
IА1В1I = IАВI
АВ П2=А1В1 OX= y
y
Фронтальная
прямая, фронталь f
X
Z
Y
C2
C1
D2
D1
f
CD II П2 ; УС = YD
IС2D2I = ICDI
CD П1= С2D2 OX=f
Слайд 9 Ортогональный чертеж прямых линий общего положения
не параллельные и не
перпендикулярные плоскостям проекций
Слайд 10ОРТОГОНАЛЬНЫЙ ЧЕРТЕЖ ПЛОСКОСТИ
ПЛОСКОСТЬ – МНОЖЕСТВО ПОЛОЖЕНИЙ ПРЯМОЙ ЛИНИИ ПРОХОДЯЩЕЙ ЧЕРЕЗ
ОДНУ ТОЧКУ ПРОСТРАНСТВА И ПЕРЕСЕКАЮЩИХ ВНЕ ЕЕ ПРЯМУЮ ЛИНИЮ
A
a
Следы
плоскости – линии пересечения данной плоскости с плоскостями проекций
Слайд 11Y
Z
X
aп1
aП3
aП2
ax
ay
az
a
a-плоскость;
aп1 - горизонтальный след плоскости a;
aп2 -
фронтальный след плоскости a;
aп3 - профильный след плоскости a;
ax,
ay, az - точки схода следов.
ОРТОГОНАЛЬНЫЕ ПРОЕКЦИИ ПЛОСКОСТИ ОБЩЕГО ПОЛОЖЕНИЯ
Плоскость общего положения не параллельна и не перпендикулярна ни одной из плоскостей проекций.
Слайд 12ПЛОСКОСТИ УРОВНЯ плоскости параллельные плоскостям проекций –
ПЛОСКОСТИ ПРОЕЦИРУЮЩИЕ плоскости
перпендикулярные плоскостям проекций –
Плоскости частного положения
Слайд 13Горизонтальная плоскость уровня aII П1
Z
X
Y
Y
aП2
aП3
az
Y
Z
X
aП3
aП2
az
a
А1
В1
С1
А2
В2
С2
А1
С1
В1
А2
В2
С2
ΔАВС; IABCI=IA1B1C1I
Слайд 14Z
X
Y
Y
bп1
bП3
by
Y
Z
X
bп1
bП3
by
by
Фронтальная плоскость уровня b I| П2
А1
В1
С1
С2
В2
А2
b
ΔАВС; IABCI=IA2B2C2I
Слайд 152. Проецирующие плоскости
Горизонтально проецирующая плоскость ┴П1
X
Y
Y
П2
П3
Z
X
п1
П2
x
x
Z
п1
П3
Y
y
y
y
y
А1
В1
С1
А2
В2
С2
ΔАВС
Слайд 16Фронтально проецирующая плоскость ┴ П2
Z
X
Y
Y
П2
п1
x
Y
Z
X
П2
z
П3
П1
П3
z
x
А2
В2
С2
А1
В1
С1
f
ΔАВС
Слайд 18ПОВЕРХНОСТИ
ПОВЕРХНОСТЬ
МНОЖЕСТВО ПОЛОЖЕНИЙ ЛИНИИ ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЙСЯ В ПРОСТРАНСТВЕ ПО ОПРЕДЕЛЕННОМУ ЗАКОНУ
ЛИНИЯ ПЕРЕМЕЩАЮЩАЯСЯ
В ПРОСТРАНСТВЕ - ОБРАЗУЮЩАЯ
ЛИНИЯ ПО КОТОРОЙ ПРОИСХОДИТ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ - НАПРАВЛЯЮЩАЯ
Слайд 20ОЧЕРК ПОВЕРХНОСТИ
Очерк поверхности при ортогональном проецировании – это границы проекций
поверхности или
следы проецирующей поверхности, огибающей заданную поверхность, на
плоскостях проекций
Графический способ задания поверхности
Слайд 21П1
Очерк поверхности
Огибающая цилиндрическая поверхность
Поверхность
Слайд 24Гранные поверхности
Призма - образуется при движении прямолинейной образующей по ломаной
направляющей
L – образующая
m – направляющая
Образующие параллельны друг другу
Призма прямая и
правильная если в основании правильный многоугольник, а образующие перпендикулярны основанию
Слайд 25Пирамида – образуется при движении прямолинейной образующей по ломаной направляющей.
Все образую
щие имеют общую точку – вершину пирамиды
L
– образующая
m - направляющая
Пирамида прямая и правильная, если в основании правильный многоугольник, а высота перпендикулярна основанию
m2
L1
Слайд 26ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ВРАЩЕНИЯ
L2
i2
i1
L1
m – криволинейная направляющая
i – ось вращения
L – прямолинейная образующая
m1
m2
X
0
Слайд 27ПОВЕРХНОСТЬ КОНУСА ВРАЩЕНИЯ
i – ось вращения
L – прямолинейная
образующая
S – вершина конической поверхности
L2
L1
i2
i1
S
Слайд 28ПОВЕРХНОСТЬ CФЕРЫ
I – ось вращения
n – криволинейная образующая (окружность)
Очерковые линии
сферы называются
экватор э
главный меридиан
n
n2
n1
i2
i1
э2
э1
Слайд 29ТОРОВАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
ОТКРЫТЫЙ ТОР
i – ось вращения
n – образующая (окружность)
r
< R
i2
n2
n1
r
R
R-r
R+r
R
I1
i1
R
Слайд 30ТОРОВАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
САМОПЕРЕСЕКАЮЩИЙСЯ ТОР (тор - бочка)
i – ось
вращения
n – образующая (окружность)
r > R
R
r
i2
n2
n1
i1
R
Слайд 31СЕЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ПЛОСКОСТЬЮ
- это линия пересечения поверхности и плоскости
или
совокупность
точек одновременно принадлежащих поверхности и плоскости
Слайд 32СЕЧЕНИЕ ГРАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Сечение гранной поверхности – многоугольник, который строится по
точкам пересечения секущей плоскости и ребер многогранника
12 Ξ 22
32 Ξ
42
11
21
41
31
Слайд 33СЕЧЕНИЯ ЦИЛИНДРА ВРАЩЕНИЯ
1. αbi – окружность
2. β^ i – эллипс
3.
γ ll i - прямоугольник
L2
i2
i1
L1
αп2
βп2
γ п1
11
21
12
22
Слайд 34СЕЧЕНИЯ КОНУСА ВРАЩЕНИЯ
1. α bi – окружность
2. β ^ i
– эллипс
3. γ – треугольник
γ проходит через вершину S
L2
L1
i2
i1
S2
αп2
βп2
γп2
Слайд 354. μ – гипербола
μ ll I
5.η – парабола
η
ll L
L2
L1
i2
i1
S
СЕЧЕНИЯ КОНУСА ВРАЩЕНИЯ
μ п1
η п2
Слайд 36СЕЧЕНИЯ СФЕРЫ
Сечение сферы плоскостью – окружность, которая может
проецироваться как:
прямая линия
окружность
эллипс
Слайд 48Линия пересечения поверхностей -
совокупность точек одновременно принадлежащих
двум пересекающимся поверхностям
Характер линии пересечения зависит от вида поверхностей
Линия пересечения
многогранников
ломаная линия
Слайд 49Линия пересечения многогранника и поверхности вращения - сочетание плоских кривых
линий (парабола, гипербола, эллипс и т.д.)
Линия пересечение двух поверхностей второго
порядка - пространственная кривая линия
Слайд 50Алгоритм решения задач
1. Анализ заданных поверхностей
- Определить заданные поверхности
Определить
наличие проецирующей поверхности (цилиндр и призма)
На плоскости
проекций, к которой проецирующая поверхность перпендикулярна, проекция линии пересечения совпадает с очерком проецирующей поверхности
Слайд 512. Определить характерные точки линии пересечения
точки пересечения очерков поверхностей
высшие и
низшие, правые и левые точки поверхностей
наиболее удаленные и приближенные к
плоскостям проекций точки
точки принадлежащие очерковым линиям поверхностей
ВЫБОР СПОСОБА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ:
- вспомогательные секущие плоскости
вспомогательные секущие концентрические сферы
Слайд 52Способ вспомогательных секущих плоскостей
1. Провести вспомогательную секущую плоскость частного положения.
В сечении поверхностей должны получаться простые геометрические
фигуры – окружности, треугольники, прямоугольники.
2. Построить сечения заданных поверхностей вспомогательной секущей плоскостью.
3. Определить точки пересечения построенных сечений. Это искомые точки линии пересечения поверхностей.
Повторение пунктов 1, 2, 3 – n раз
Слайд 534. Соединить линией, полученные точки пересечения.
5. Определить
видимость линии пересечения и очерковых линий заданных поверхностей.
Слайд 54Задача.
Построить линию пересечения заданных поверхностей способом вспомогательных секущих плоскостей
Слайд 56 п1
Rc
41
52
42
51
32
22
31
21
bп1
Rc
11
12
п1
71
61
72
62
01
02
Слайд 58Построить линию пересечения поверхностей
Полусфера диаметром 90 мм
Цилиндр диаметром 50 мм
Слайд 72СПОСОБ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ
СЕКУЩИХ КОНЦЕНТРИЧЕСКИХ СФЕР
Слайд 73ОСНОВНОЙ ПРИНЦИП
СФЕРА С ПОВЕРХНОСТЯМИ ВРАЩЕНИЯ, ОСИ КОТОРЫХ
ПРОХОДЯТ ЧЕРЕЗ ЦЕНТР СФЕРЫ, ПЕРЕСЕКАЕТСЯ ПО ОКРУЖНОСТЯМ, ПЛОСКОСТИ КОТОРЫХ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНЫ
ОСИ ВРАЩЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ
Слайд 75СПОСОБ КОНЦЕНТРИЧЕСКИХ СФЕР
1. ПЕРЕСЕКАЮТСЯ ПОВЕРХНОСТИ ВРАЩЕНИЯ
ОСИ ВРАЩЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
ПЕРЕСЕКАЮТСЯ
ПОВЕРХНОСТИ ИМЕЮТ ОБЩУЮ ПЛОСКОСТЬ
СИММЕТРИИ
Слайд 76Построить линию пересечения поверхностей
А2
Минимальная сфера вписана в большую поверхность R
min
R min
32
12
22
Rmax
Слайд 79ЧАСТНЫЕ СЛУЧАИ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Слайд 80ПОВЕРХНОСТИ ВТОРОГО ПОРЯДКА ОПИСАННЫЕ ИЛИ ВПИСАННЫЕ В ДРУГУЮ ПОВЕРХНОСТЬ
2- го ПОРЯДКА, ПЕРЕСЕКАЮТСЯ ПО ДВУМ КРИВЫМ ВТОРОГО ПОРЯДКА, ПЛОСКОСТИ
КОТОРЫХ ПРОХОДЯТ ЧЕРЕЗ ПРЯМУЮ, СОЕДИНЯЮЩУЮ ТОЧКИ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ЛИНИЙ КАСАНИЯ
Слайд 84Цилиндр диаметром 40мм
Длина 80 мм
Слайд 85Конус диаметром 80мм
Высота 70
мм
40
С2
12
22
32
42
О2
Слайд 87 РАЗВЕРТКА ПОВЕРХНОСТИ – ЭТО ПЛОСКАЯ ФИГУРА, КОТОРАЯ
ПОЛУЧАЕТСЯ СОВМЕЩЕНИЕМ ВСЕЙ БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА С
ПЛОСКОСТЬЮ
Слайд 891. ТОЧНЫЕ – ПОСТРОЕННЫЕ ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИМ СПОСОБОМ
2. ПРИБЛИЖЕННЫЕ – ВЫПОЛНЕННЫЕ СПОСОБОМ
АППРОКСИМАЦИИ РАЗВЕРТКИ РАЗВЕРТЫВАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (ЦИЛИНДРЫ, КОНУСЫ)
3. УСЛОВНЫЕ – РАЗВЕРТКИ НЕРАЗВЕРТЫВАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
(СФЕРА, ТОР)
Слайд 90СПОСОБЫ ПОСТРОЕНИЯ РАЗВЕРТОК ПОВЕРХНОСТЕЙ
АППРОКСИМАЦИЯ – ЗАМЕНА СЛОЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
ПРОСТОЙ, ВПИСАННОЙ ИЛИ ОПИСАННОЙ МНОГОГРАННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
1. СПОСОБ НОРМАЛЬНОГО
СЕЧЕНИЯ
2. СПОСОБ РАСКАТКИ
3. СПОСОБ ТРИАНГУЛЯЦИИ
Слайд 91АППРОКСИМАЦИЯ
В КРУГОВОЕ ОСНОВАНИЕ ВПИСЫВАЮТ ПРАВИЛЬНЫЙ МНОГОУГОЛЬНИК,
ЧЕРЕЗ ВЕРШИНЫ МНОГОУГОЛЬНИКА ПРОВОДЯТ РЕБРА ПРИЗМЫ ИЛИ ПИРАМИДЫ
Слайд 92Способ нормального сечения
Нормальное сечение - это сечение поверхности плоскостью перпендикулярной
оси вращения или высоте поверхности
Слайд 93Развертка конуса
графоаналитический способ
Слайд 94Развертка конуса прямого кругового
Конус:
Диаметр 40 мм
Высота 60
мм
S2
S1
Слайд 9511
21
31
41
51
61
71
12
22
32
42
52
72
62
s2
s1
Слайд 9611
21
31
41
51
61
71
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
s2
s1
s
А2
в2
С2
D2
E2
F2
K2
В1
A
В
С
D
E
F
K
A
12
72
Слайд 97Развертка цилиндра прямого кругового
L= 2pR =pD
D
H
H
Слайд 9811
21
41
51
61
71
31
311
411
211
111
611
711
511
Цилиндр:
Диаметр 40 мм
Высота 50 мм
Слайд 99Способ триангуляции
Конус с недоступной вершиной
Слайд 10011
22
12
21
2
1
42
31
52
32
51
41
61
62
3
4
6
5
8
82
72
81
71
7
Слайд 101Развертка конуса с не доступной вершиной
Слайд 103Задача.
Построить линию пересечения заданных поверхностей способом вспомогательных секущих плоскостей
30
Слайд 105Цилиндр является фронтально проецирующей поверхностью, так как все его образующие
фронтально проецирующие прямые.
Линия пересечения заданных поверхностей на фронтальной плоскости совпадает
с очерком цилиндра
Слайд 106Характерные точки
- точки пересечения очерков точки 1 и 2
Слайд 107Характерные точки
низшие точки очерка цилиндра
9 и
10
92Ξ102
91
101
Слайд 108R5
5
6
Характерные точки
- крайняя левая точка очерка цилиндра
Слайд 110Промежуточные точки - 7 и 8
R7
81
71
72 Ξ 82
п2
Слайд 114Развертка конуса с одной плоскостью симметрии
Слайд 116СЕЧЕНИЕ КОНУСА ВРАЩЕНИЯ
эллипс
22
12
32
11
21
αп2
Rк
311
31
Rк
41
411
42
12
311
31
21
12
22
32
Слайд 11712
11
42
32
22
21
41
411
311
31
121
321
421
221
1
2
31
3
41
4
Слайд 118сечение цилиндра
эллипс
СЕЧЕНИЯ ЦИЛИНДРА ВРАЩЕНИЯ
bп21
12
121
11
1
2
211
221
21
22
21
32
3
31
311
312
31
411
42
41
412
41
4
51
5
521
52
bп2
Слайд 119СЕЧЕНИЕ СФЕРЫ
αп2
12
11
22
21
32
31
311
42
bп2
411
41
gп2
52
51
511
Слайд 120Построить линию пересечения поверхностей