Теорема 2.6. Признак параллельности плоскостей. 2 страница

Построение:

1. Провести главные линии плоскости, С1 - горизонталь, С2 - фронталь.

2. Через произвольную точку Е (расположенную вне треугольника АВС) провести прямую EF перпендикулярно главным линиям плоскости (c₂f₂ перпендикулярна c₂2₂ и c₁f₁ перепендикулярна с₁1₁).

3. Через точку N провести произвольно прямую ЕМ, пересекающуюся с EF, получим плоскость Р заданную двумя пересекающимися прямыми(ЕМ Х EF).

Таким образом плоскость Р(МЕ Х EF) перепендикулярна плоскости Q(треугольник АВС).

Следует заметить, что у взаимно перпендикулярных плоскостей общего положения их одноименные следы никогда не перпендикулярны. Но если одна из заданных плоскостей (или обе) является плоскостью общего положения, то взаимная перпендикулярность на эпюре одной пары их следов свидетельствует о перпендикулярности плоскостей в пространстве.

29. Сущность преобразования проекций. Характеристика способов преобразования ортогональных проекций.

Если прямая параллельна одной из плоскостей проекций т.е. является прямой уровня, то без преобразования ортогональных проекций можно только найти проекции перпендикуляра. Пусть прямая f фронталь, т.е. f \\ П₂ значит перпендикуляр можно проводить из проекций А₂ к фронтальной проекции прямой m₂, на эту плоскость угол будет проецироваться без искажения (рис. 4.2). Однако полученные проекции отрезка АК не отражают истинной величины отрезка потому, что АК - отрезок прямой общего положения.

а) модель		б) эпюр
Рисунок 4.2. Расстояние от точки до фронтальной прямой

Общий случай подобной задачи, когда требуется найти расстояние от точки до прямой общего положения, то даже построение проекции искомого отрезка без преобразования проекций не представляется возможным.

Сопоставление приведенных чертежей показывает, что трудности решения одной и той же задачи существенно зависят от положения геометрических объектов относительно плоскостей проекций.

В связи с этим, естественно, возникает вопрос, каким путем можно получить удобные проекции для решения поставленной задачи по заданным неудобным ортогональным проекциям.

Переход от общего положения геометрической фигуры к частному можно осуществлять за счет изменения взаимного положения проецируемой фигуры и плоскостей проекций.

При ортогональном проецировании это достигается двумя путями:

1. Перемещение в пространстве проецируемой фигуры так, чтобы она заняла частное положение относительно плоскостей проекций, которые при этом не меняют своего положения в пространстве - метод плоскопараллельного перемещения.

2. Перемещением плоскостей проекций в новое положение по отношению, к которому проецируемая фигура (которая не меняет положения в пространстве) окажется в частном положении - метод замены плоскостей проекций.

30. Способ замены плоскостей проекций. Основные задачи преобразования.

Сущность этого способа заключается в том, что заменяют одну из плоскостей на новую плоскость, расположенную под любым углом к ней, но перпендикулярную к незаменяемой плоскости проекции. Новая плоскость должна быть выбрана так, чтобы по отношению к ней геометрическая фигура занимала положение, обеспечивающее получение проекций, в наибольшей степени удовлетворяющих требованиям условий решаемой задачи. Для решения одних задач достаточно заменить одну плоскость, но если это решение не обеспечивает требуемого расположения геометрической фигуры, можно провести замену двух плоскостей.

Применение этого способа характеризуется тем, что пространственное положение заданных элементов остается неизменным, а изменяется система плоскостей проекций, на которых строятся новые изображения геометрических образов. Дополнительные плоскости проекций вводятся таким образом, чтобы на них интересующие нас элементы изображались в удобном для конкретной задачи положений.

Рассмотрим решение четырех исходных задач способом замены плоскостей проекций.

1. Преобразовать чертеж прямой общего положения так, чтобы относительно новой плоскости проекций прямая общего положения заняла положение прямой уровня.

Новую проекцию прямой, отвечающей поставленной задаче, можно построить на новой плоскости проекций П₄, расположив ее параллельно самой прямой и перпендикулярно одной из основных плоскостей проекций, т. е. от системы плоскостей П₁_|_П₂ перейти к системе П₄ _|_ П₁ или П₄ _|_ П₂. На чертеже новая ось проекций должна быть параллельна одной из основных проекций прямой. На рис. 108 построено изображение прямой l (А, В) общего положения в системе плоскостей П₁ _|_ П₄, причем П₄ || l. Новые линии связи A₁A₄ и В₁В₄ проведены перпендикулярно новой оси – П₁/П₄ параллельной горизонтальной проекции l₁.

Рис. 108

Рис. 109

Рис. 110

Рис. 111

Новая проекция прямой дает истинную величину А₄В₄ отрезка АВ (см. § 11) и позволяет определить наклон прямой к горизонтальной плоскости проекций (а = L₁П₁). Угол наклона прямой к фронтальной плоскости проекций (b = L₁П₂) можно определить, построив изображение прямой на другой дополнительной плоскости П4_|_П₂(рис. 109)

31. Способ вращения вокруг проецирующих прямых и прямых уровня.

Этот способ является частным случаем способа плоскопараллельного перемещения, когда точка фигуры описывает дугу окружности, плоскость которой также параллельна плоскости проекций.

Графический алгоритм построения точек в способе вращения вокруг проецирующей прямой отличается лишь тем, что здесь траектория движения точки имеет вид окружности, а не произвольной прямой, как в плоскопараллельном проецировании.

Способ вращения вокруг проецирующей прямой более удобен при решении некоторых задач. Найдем с применением этого метода длину отрезка AB. Отрезок AB спроецируется на П₂ в натуральную величину, если он будет ей параллелен. Для этого повернем его вокруг оси, проходящей через точку B до состояния параллельности П₂, при этом точка A опишет дугу в горизонтальной плоскости.

32. Способ плоскопараллельного перемещения.

Способ плоскопараллельного перемещения основан на том, что при параллельном переносе геометрического тела относительно плоскости проекций проекция его на эту плоскость не меняет своей формы и размеров, хотя и меняет положение. При этом если точка перемещается в плоскости, параллельной П₁, то ее фронтальная проекция изображается в виде прямой, параллельной оси П₂/П₁. Если же точка перемещается в плоскости, параллельной П₂, то ее горизонтальная проекция изображается в виде прямой, параллельной той же оси.

На рис. 107 показан комплексный чертеж прямой АВ. Прямая не параллельна ни одной из плоскостей проекций. Требуется с помощью плоскопараллельного перемещения задать ей такое положение, чтобы она была параллельна одной из плоскостей проекций, например П₂. Через произвольную точку А₁, проводим прямую l₁ параллельную оси П₂/П₁, и от этой точки на прямой откладываем отрезок, равный

Рис. 107

А₁В₁. Из точки А₁ проводим вертикальную линию связи, а из точки AT, — горизонтальную линию, на пересечении которых и будет новое положение фронтальной проекции А₂'. Аналогично проведем вертикальную линию связи из точки В₁ до пересечения с горизонтальной линией, проведенной из точки B₂. Новое положение фронтальной проекции точки В получим на пересечении этих линий в точке В₂'.

После преобразования чертежа горизонтальная проекция прямой АВ стала параллельна плоскости П₂, а значит, спроецировалась она на эту плоскость в натуральную величину.

Применяя метод плоскопараллельного перемещения, можно решать многие задачи, связанные с определением натуральной величины отрезков, углов, плоских фигур, а также заданием им нужного положения. Однако он связан с изменением положения геометрической фигуры в пространстве. В практике же встречаются задачи, при решении которых при преобразовании комплексного чертежа удобнее оставить положение проецирующего тела неизменным, а изменить положение плоскостей проекций.

33. Условная классификация поверхностей.

В зависимости от формы образующей и закона ее перемещения в пространстве поверхности можно разделить на отдельные группы:

Линейчатые поверхности - поверхности, которые могут быть образованы с помощью прямой линии.

Нелинейчатые поверхности - поверхности, которые могут быть образованы только с помощью кривой линии.

Развертывающиеся поверхности - поверхности, которые после разреза их по образующей могут быть совмещены с плоскостью без наличия разрывов и складок.

Неразвертывающиеся поверхности - поверхности, которые не могут быть совмещены с плоскостью без наличия разрывов и складок.

Поверхности с постоянной образующей - поверхности, образующая которых не изменяет своей формы в процессе образования поверхности.

Поверхности с переменной образующей - поверхности, образующая которых изменяется в процессе образования поверхности.

34. Гранные поверхности. Образование.

К гранным относятся поверхности, образованные перемещением прямолинейной образующей l по ломаной направляющей m. При этом если одна точка S образующей неподвижна, создается пирамидальная поверхность (рис. 97), если образующая при перемещении параллельна заданному направлению S, то создается призматическая поверхность (рис. 98).

Элементами гранных поверхностей являются: вершина S (у призматической поверхности она находится в бесконечности), грань (часть плоскости, ограниченная одним участком направляющей m и крайни-

Рис. 97

Рис. 98

Рис. 99

ми относительно него положениями образующей l) и ребро (линия пересечения смежных граней).

Определитель пирамидальной поверхности включает в себя вершину S, через которую проходят образующие и направляющие: l' ~ S;

l ^ т.

Определитель призматической поверхности, кроме направляющей т, содержит направление S, которому параллельны все образующие l поверхности: l||S; l^ т.

Замкнутые гранные поверхности, образованные некоторым числом (не менее четырех) граней, называются многогранниками. Из числа многогранников выделяют группу правильных многогранников, у которых все грани правильные и конгруэнтные многоугольники, а многогранные углы при вершинах выпуклые и содержат одинаковое число граней. Например: гексаэдр — куб (рис. 99, а), тетраэдр — правильный четырехугольник (рис. 99, 6) октаэдр — многогранник (рис. 99, в). Форму различных многогранников имеют кристаллы.

Пирамида — многогранник, в основании которого лежит произвольный многоугольник, а боковые грани — треугольники с общей вершиной S.

На комплексном чертеже пирамида задается проекциями ее вершин и ребер с учетом их видимости. Видимость ребра определяется с помощью конкурирующих точек (рис. 100).

Призма — многогранник, у которого основание — два одинаковых и взаимно параллельных многоугольника, а боковые грани — параллелограммы. Если ребра призмы перпендикулярны плоскости основания, такую призму называют прямой. Если у призмы ребра перпендикулярны какой-либо плоскости проекций, то боковую поверхность ее называют проецирующей. На рис. 101 дан комплексный чертеж прямой четырехугольной призмы с горизонтально проецирующей поверхностью.

Рис. 100

Рис. 101

При работе с комплексным чертежом многогранника приходится строить на его поверхности линии, а так как линия есть совокупность точек, то необходимо уметь строить точки на поверхности.

Любую точку на гранной поверхности можно построить с помощью образующей, проходящей через эту точку. На рис. 100 в грани ACS построена точка М с помощью образующей S-5.

35. Точка и прямая на поверхности многогранника…………

36. Пересечение многогранника проецирующей плоскостью.

1. Общие понятия

Если пересечь поверхность многогранника плоскостью, то в сечении получается многоугольник. Первая задача заключается в построении проекций многоугольника, получившегося в сечении, затем следует определить натуральный вид этого многоугольника. Также необходимо построить развертку поверхности данного многогранника, причем нужно указать на его поверхности след секущей плоскости.

Построение проекций фигуры сечения можно выполнить двояко.

1. Можно найти точки встречи ребер многогранника с секущей плоскостью, после чего соединить проекции найденных точек. В результате этого получатся проекции искомого многоугольника. В этом случае целью задачи является определение точек встречи нескольких прямых с данной плоскостью.

2. Построение можно выполнить по-другому: последовательно найти линии пересечения каждой из граней многогранника с секущей плоскостью, тогда придется несколько раз строить линию пересечения двух плоскостей.

Чтобы определить истинные размеры многоугольника, который получается в секущей плоскости, обычно поступают следующим образом: совмещают эту плоскость с плоскостью проекций.

Плоская фигура, которая получается, если все грани вычертить в настоящую величину на плоскости чертежа в том порядке, в каком они следуют на самом многограннике, называется разверткой (иливыкройкой) поверхности данного многогранника. Для ясности можно сказать, что поверхность многогранника как бы разрезается вдоль некоторых его ребер так, чтобы потом эту поверхность можно было совместить с плоскостью чертежа. В том случае если поверхность многогранника пересечена некоторой плоскостью, тогда для построения развертки на каждой грани следует изобразить след секущей плоскости.

Построение развертки боковой поверхности многогранника осуществляется в два основных этапа:

1) определением истинных размеров всех элементов каждой ее грани. Именно благодаря им можно построить изображение этой поверхности в натуральную величину;

2) последовательное построение каждой грани в натуральную величину исходя из найденных раньше элементов.

В случае если данная грань многогранника представляет собой треугольник, тогда, чтобы построить ее в натуральную величину, нужно просто знать размеры всех ее сторон. Если грань многогранника представляет собой четырехугольник, то, кроме четырех его сторон, следует знать еще какой-либо ее элемент (или один из углов, или диагональ и т. п.). В некоторых случаях вспомогательными линиями могут быть следы секущей плоскости.

37. Пересечение многогранника плоскостью общего положения.

Пример конструирования устойчивой подставки в виде усеченной пирамиды показан на рис. 6.4. Наклонная площадка ABCD образована срезом верхней части пирамиды фронтально- проецирующей плоскостью S (S₂). Фронтальные проекции a₂, b₂, c₂, d₂ точек находятся на фронтальном следе S₂ плоскости, а фронтальная проекция площадки ABCD совпадает со следом S₂. Профильная a₃b₃c₃d₃ и горизонтальная a₁b₁c₁d₁проекции площадки построены по проекциям указанных точек на проекциях соответствующих ребер.

Построение натуральной величины сечения пирамиды плоскостью.

Во многих случаях требуется построить натуральную величину или истинный вид сечения тела плоскостью. На рис. 6.4 для этой цели в верху слева применен способ перемены плоскостей проекций. В качестве дополнительной плоскости принята плоскость Т, параллельная плоскости S и перпендикулярная плоскости П₂. Натуральный вид площадки - фигуры сечения a_tb_tc_td_t. Другой вариант построения натурального вида наклонной площадки ABCD показан на рис.6.4 справа внизу - A₀B₀C₀D₀.Для построения использованы новые координатные оси x₁ и y₁, лежащие в плоскости S. Ось x₁ параллельная плоскости П₂, ось y₁ перпендикулярная плоскости П₂. Координаты на оси x₁ точек A₀, B₀, C₀, D₀ равны координатам по оси x₁ фронтальных проекций a₂, b₂, c₂, d₂ этих точек. Координаты x₁ точек c₀, c₂ по оси x₁ равны нулю. Координаты y_B, y_D по оси y₁ точек B₀, D₀равны координатам по этой оси (параллельной оси y) горизонтальных проекций b₁, d₁. Координаты по оси y₁ точек A, C равны нулю. По указанным координатам на осях x₁, y₁ строят натуральную величину A₀B₀C₀D₀ наклонной площадки ABCD.

38. Пересечение прямой с многогранником. Общий алгоритм решения задачи.

В общем случае алгоритм определения точек пересечения (точек входа и выхода) прямой с поверхностью многогранника аналогичен алгоритму определения точки пересечения прямой с плоскостью (см. 4.4) и состоит в следующем:
1) через данную прямую проводим вспомогательную плоскость;

2) строим сечение заданной поверхности с вспомогательной плоскостью;

3) определяем искомые точки как точки пересечения данной прямой с ломаной линией, ограничивающей контур сечения.

Пример. Определить точки пересечения прямой l с поверхностью наклонной призмы.
Решение.
1) Заключаем прямую l в горизонтально-проецирующую плоскость Q (Q').

2) Определяем сечение (1-2-3) призмы с плоскостью Q.
Для этого сначала определяем точки 1,2,3 на горизонтальной проекции как точки пересечения ребер с вырожденной проекцией Q', а затем по линиям связи определяем фронтальные проекции 1",2",3".

3). Определяем точки K1 и K2 пересечения проекции l '' со стороной треугольника 1'',2'',3''. Горизонтальные проекции K'1 и K'2 искомых точек лежат на горизонтальной проекции l ' прямой l.

39. Пересечение многогранников. Способ ребер. Способ граней.

Многогранник есть геометрическое тело, ограниченное плоскими многоугольниками (гранями), пересекающимися по прямым линиям (рёбрам). Фигура сечения многогранника есть плоский многоугольник, сторонами которого являются прямые пересечения заданной плоскости с плоскостями граней, а вершинами -— точки пересечения рёбер многогранника с заданной плоскостью.

Построение фигуры сечения многогранника плоскостью может выполняться двумя способами:

- путем определения линии пересечения заданной плоскости с каждой из плоскостей (граней), ограничивающих геометрическое тело многогранника (эти линии — стороны фигуры сечения);

- путем нахождения точек пересечения всех ребер с заданной плоскостью (эти точки — вершины фигуры сечения).

Первый способ называется способом граней, второй — способом ребер. Выбор способа построения фигуры сечения зависит от положения секущей плоскости, рёбер и граней многогранника относительно плоскостей проекций.

Способ граней

Суть способа сводится к последовательному определению линий пересечения двух плоскостей, одна из которых является заданной, а другая - какой-либо гранью многогранника (см. разд. 6). Для построения же самой фигуры сечения определяют точки пресечения найденных прямых, которые являются вершинами многоугольника сечения.

Способ ребер

Этот способ заключается в определении точек встречи прямых (ребер) с заданной плоскостью (см. разд. 7). Установив последовательно для всех ребер точки встречи их с секущей плоскостью, соединяют эти точки отрезками прямых и получают многоугольник сечения.

Развертки многогранников

В инженерном деле многогранники чаще всего реализуются как оболочка заданных форм и размеров. Для их изготовления необходимо уметь выполнить развертку (выкройку) такой оболочки.

Развёртка многогранника представляет собой плоскую фигуру, полученную последовательным совмещением всех граней многогранника с плоскостью чертежа таким образом, чтобы грани примыкали друг к другу по линиям сгиба (рёбрам).

Для построения развёртки многогранника необходимо иметь натуральные величины всех его граней, поэтому задача построения развертки многогранника решается в два этапа:

определяют натуральную величину каждой грани (см. разд. 9);

потом путем вращения вокруг соответствующей линии (ребра) (см. разд. 9) совмещают грани с плоскостью чертежа.

40. Поверхности вращения. Образование.

Поверхностью вращения общего вида называют поверхность, которая образуется произвольной кривой (плоской или пространственной) при ее вращении вокруг неподвижной оси.

При задании поверхности на ортогональном чертеже ось вращения обычно располагают перпендикулярно одной из плоскостей проекций. На рисунке ось i П1. В этом случае все параллели поверхности, горло и экватор проецируются на П1 в истинную величину, а на П2 в отрезки прямых, перпендикулярные i2 – проекции оси i. Задание поверхности осью i и образующим полумеридианом lненаглядно. Поэтому на чертеже строят проекции главного меридиана q1 и q2, проводят проекции горла, экватора и двух параллелей, образованных вращением верхней точки Аи нижней – Е.

Поверхности вращения обладают некоторыми важными свойствами, использующими в процессе конструирования деталей различных машин и механизмов. Например, свойством сдвигаемости, состоящим в том, что поверхность вращения может, вращаясь вокруг оси, сдвигаться без деформации вдоль самой себя.

Меридиан поверхности вращения является кратчайшей (или геодезической) линией поверхности. Параллели и меридианы, пересекаясь под прямыми углами, образуют ортогональную сеть на поверхности вращения, аналогично прямоугольной декартовой сети на плоскости.

41. Точка на поверхности вращения. Определение видимости.

Точка принадлежит поверхности, если она расположена на линии, принадлежащей поверхности. На поверхностях вращения в качестве линий удобно использовать окружности (параллели).

Если на конической поверхности (рис.3.17) дана проекция M ₂, то проводят фронтальную проекцию l ₂ 2 ₂ параллели. Радиус параллели равен расстоянию от оси конуса до очерка поверхности (l ₂ 2 ₂/2). Этим радиусом проводят окружность с центром на проекции оси вращения - горизонтальную проекцию параллели. На ней находят проекцию M ₁. В случае задания горизонтальной проекции N ₁ следует провести окружность радиусом S ₁ N ₁ - горизонтальную проекцию параллели, по точке 3 ₂ построить 4 ₂ и провести 3 ₂ 4 ₂ - фронтальную проекцию параллели. На ней по линии связи найти фронтальную проекцию N ₂ точки N.

На рис.3.18 показано построение на сферической поверхности по заданной фронтальной проекции M ₂ точки M ее горизонтальной проекции M ₁. Проекция M ₁ построена с помощью параллели, проходящей через проекцию M ₂. Ее радиус - O ₁ 1 ₁.

На рис.3.19-а показано построение проекций точки K, принадлежащей поверхности тора. Стрелками указано построение горизонтальной проекции K ₁ по заданной фронтальной проекции K ₂. Если задана горизонтальная проекция, то построение выполняют в обратном порядке.

42. Пересечение поверхности вращения проецирующей плоскостью.

В зависимости от положения плоскости по отношению к плоскостям проекций, сложность решения позиционной задачи, по определению линии пересечения ее с поверхностью существенно меняется. Наиболее простым представляется случай, когда плоскость проецирующая.

Пересечение поверхности проецирующей плоскостью.

Рассмотрим решение задачи по определению линии пересечения сферы фронтально проецирующей плоскостью α (рис.114).

а) модель	б) эпюр
Рисунок 114. Пересечение сферы фронтально проецирующей плоскостью

Окружность, по которой плоскость α пересекает сферу, проецируется на плоскости П₁ и П₃ в виде эллипса, а на плоскость П₂ в прямую линию ограниченную очерком сферы.

Охарактеризуем выбранные для построения точки:

· 1, 8 - две вершины эллипса, определяющие положение малой оси на горизонтальной и профильной проекциях, их фронтальные проекции определяют пересечение следа плоскости α с очерком сферы. Эти точки являются соответственно высшей и низшей точками сечения.

· 2, 3 - фронтальные проекции этих точек лежит на вертикальной оси сферы, а профильные проекции будут лежать на очерке сферы и определять зону видимости при построении эллипса на П₃.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 137; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!