НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ
Методические указания по решению задач
и задания для практических занятий
Нижний Новгород
Составитель А.М. Волков
Начертательная геометрия. Методические указания по решению задач и задания для практических занятий для студентов технических специальностей всех форм обучения.
Изложена методика решения ряда позиционных и метрических задач с вариантами заданий.
ВВЕДЕНИЕ
Данные методические указания содержат образцы выполнения и исходные данные для заданий по начертательной геометрии и предназначены для студентов всех форм обучения, изучающих начертательную геометрию.
В методических указаниях нашли отражение следующие темы курса начертательной геометрии: метрические и позиционные задачи, а также включены следующие задания: «Определение угла между двумя плоскостями с общей стороной», «Определение расстояния от точки до плоскости», «Пересечение плоскостей общего положения», «Определение натуральной величины плоскости общего положения методом вращения».
Каждая задача представлена тридцатью вариантами индивидуальных заданий, а также образцом выполнения графической работы. Методические указания содержат подробные пояснения к решению задач.
Индивидуальная графическая работа выполняется в карандаше на листах чертёжной бумаги формата А4, имеющих рамку и основную надпись согласно образца выполнения графической работы. Текстовое условие, все обозначения, приводимые на чертеже (буквы греческого и латинского алфавита, цифры), выполняются шрифтом 5 по ГОСТ 2.304-81.ЕСКД. Шрифты чертежные.
Чертежи вычерчиваются в масштабе 1:1 и равномерно размещаются в пределах формата листа.
Все видимые основные линии построений должны быть выполнены сплошными линиями толщиной S =(0,8-1) мм, а линии связи - тонкими толщиной S /3 мм; линии невидимых контуров показывают штриховыми линиями толщиной S /2 мм. Точки на чертеже желательно вычерчивать в виде окружностей Ø1,0-1,5 мм. Все основные вспомогательные построения должны быть сохранены.
Принятые обозначения
Точки обозначаются прописными буквами латинского алфавита: А, В, С…; вспомогательные точки обозначают арабскими цифрами: 1, 2, 3 …
Линии (прямые и кривые) - строчные буквы латинского алфавита : a, b, c...; прямые, имеющие специальные обозначения: горизонталь - h, фронталь - f.
Углы и плоскости в пространстве - строчные буквы греческого алфавита: α, β, γ …
Плоскости проекций:
- горизонтальная плоскость проекций – П1,
- фронтальная плоскость проекций – П2,
- профильная плоскость проекций – П3,
- дополнительные плоскости проекций: П4, П5, П6 …
Проекции точек, прямых и плоскостей: на П1 – А1, а1, β1 …, на П2 – А2, а2, β2 …
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ
Условие задачи №1:
Определить угол, образованный двумя непрозрачными треугольниками ABC и ABD, имеющими общую сторону AB (применить метод дополнительных плоскостей проекций).
Алгоритм решения задачи:
1. Преобразовать чертеж таким образом, чтобы общая сторона АВ приняла положение уровня,(черт. 1) для этого:
- начертим на листе оси координат x, y, z и согласно своему варианту возьмём координаты точек А, В, С, D;
- по координатам построим ∆АВС и ∆АВD c общей стороной АВ, в двух проекциях;
- определим видимость сторон треугольников ∆АВС и ∆АВD способом конкурирующих точек;
- построим дополнительную плоскость проекций П4║АВ;
- построим проекцию ∆АВС и ∆АВD на плоскости П4 ;
- определим видимость сторон треугольников ∆АВС и ∆АВD в системе плоскостей П1П4 способом конкурирующих точек.
Черт. 1
Внимание!
Для определения двугранного угла между плоскостями, имеющими общее ребро, необходимо применить преобразования лишь к прямой, являющейся общим ребром. А именно, если это прямая общего положения, сделать ее сначала прямой уровня, затем проецирующей прямой. В этом случае заданные плоскости также будут проецирующими, а двугранный угол определится в натуральную величину между вырожденными проекциями этих плоскостей.
- видимость фронтальной проекции сторон А2D2 и С2В2 определяем конкуренцией точек 11 и 21 (точка 12 принадлежащая прямой А2 D2 – видима);
- строим ось Х14 ║А1 В1, при этом сторона АВ становится фронталью, поэтому на плоскости П4 выявляется её натуральная величина;
- видимость фронтальной проекции сторон А4D4 и С4В4 определяем конкуренцией точек 31 и 41 (точка 34 принадлежащая прямой С4В4 – видима).
2.Преобразовать общую сторону АВ плоскостей ∆АВС и ∆АВD в положение проецирующей (черт.2), для этого:
- строим ось Х45 ┴ А4В4, при этом сторона АВ становится проецирующей, поэтому на плоскости П5 проецируется в точку, а плоскости ∆АВС и ∆АВD в линии, угол между которыми определится в искомую натуральную величину.
Черт. 2
Условие задачи №2:
Определить расстояние от точки D до плоскости ∆ АВС.
Алгоритм решения задачи:
1. Построить прямую перпендикулярную к плоскости ∆АВС проходящую через точку D (черт. 3), для этого:
- начертим на листе оси координат x, y, z и согласно своему варианту возьмём координаты точек А, В, С, D;
- по координатам построим ΔАВС и точку D в двух проекциях;
- построим на чертеже проекции горизонтали h и фронтали f и через проекции точек D1 и D2 проведём проекции перпендикуляра.
Черт. 3
Внимание!
Условия построения на комплексном чертеже проекций перпендикуляра, проведенного к плоскости из произвольной точки пространства, базируются на теореме о проецировании прямого угла и том обстоятельстве, что одноименные прямые уровня данной плоскости (все горизонтали либо все фронтали) параллельны между собой. Поэтому, построив в заданной плоскости любую горизонталь и любую фронталь проводим проекции перпендикуляра следующим образом: горизонтальная проекция перпендикуляра составит прямой угол с горизонтальной проекцией горизонтали h1, а фронтальная проекция перпендикуляра составит прямой угол с фронтальной проекцией фронтали f2 (в соответствии с теоремой о проецировании прямого угла).
2. Найти точку пересечения (точку встречи) перпендикуляра с плоскостью ΔАВС и определить видимость перпендикуляра относительно плоскости ΔАВС в проекциях (черт. 4), для этого:
Внимание!
Точка пересечения перпендикуляра с плоскостью определяется по правилам нахождения точки пересечения прямой с плоскостью. А именно, искомая точка К определяется с помощью вспомогательной прямой, заведомо принадлежащей плоскости
- проведём через перпендикуляр вспомогательную проецирующую плоскость (горизонтально проецирующую или фронтально проецирующую);
- построим линию пересечения (3-4) данной плоскости ΔАВС и вспомогательной плоскости, (точка встречи К определится при пересечении перпендикуляра и построенной прямой (3-4));
- на чертеже через горизонтальную проекцию перпендикуляра проведём горизонтально проецирующую плоскость β1 и построим линию пересечения (3-4) плоскости Δ АВС с проецирующей плоскостью β1.
Черт. 4
Фронтальная проекция точки встречи К2 лежит на пересечении фронтальной проекции перпендикуляра и фронтальной проекции линии (32 -42). Горизонтальная проекция К1 определяется по линии связи.
Видимость перпендикуляра и плоскости ΔАВС определяется по конкурирующим точкам. Видимость горизонтальной проекции А1С1 стороны ΔАВС и горизонтальной проекции отрезка D1К1 перпендикуляра относительно горизонтальной плоскости проекций определяется конкуренцией точек 42 и 52 ( точка 51 принадлежащая перпендикуляру – видима).
Видимость фронтальной проекции А2В2 стороны ΔАВС и фронтальной проекции отрезка D2K2 определяется конкуренцией точек 61 и 7 1 ( точка 72 принадлежащая перпендикуляру – видима).
3. Определить натуральную величину отрезка от точки D до точки встречи методом прямоугольного треугольника,(черт. 5), для этого:
- на горизонтальной проекции перпендикуляра D1К1 строим прямоугольный треугольник D1К1Do, в котором катет D1Do равен расстоянию Δ, а гипотенуза DoК1 будет равна натуральной величине отрезка DК.
Черт. 5
Условие задачи №3: