Модуль 1. Инженерная графика. Главной задачей дисциплины Инженерная графика является приобретение слушателями
 Скачать 5.52 Mb.
|
|
Инженерная графика Главной задачей дисциплины «Инженерная графика» является приобретение слушателями: ● практических навыков построения на чертеже проекций точек, линий и поверхностей, умения определять их взаимную принадлежность и взаимное положение на основе правил начертательной геометрии; ● знаний правил прямоугольного проецирования с использованием метода двух изображений; ● умений графического решения задач геометрического характера, чтения и выполнения конструкторской документации (графической и текстовой); ● знаний и умений создания конструкторской документации с применением стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). 1 1. ОСНОВЫ НАЧЕРТАТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ И ПРОЕКЦИОННОЕ ЧЕРЧЕНИЕ 1.1. Проекции точек, прямых, плоскостей Проецирование - это мысленный процесс построения изображений пространственных предметов на плоскости. Любой пространственный объект (геометрическую фигуру) можно представить, как множество точек. Выделяют три основные геометрические фигуры: точка, прямая (линия) и плоскость. Изображение предмета, полученное проецированием, называют - проекцией. Плоскость, на которую проецируют предмет, называется плоскостью проекций, а лучи, с помощью которых получают проекцию, - проецирующими лучами. На практике чаще пользуются методом параллельного проецирования, при котором проецирующие лучи параллельны между собой. Полученные с его помощью изображения (проекции) фигуры на плоскости называют параллельными проекциями. Возьмем в пространстве какую-либо фигуру, например, линию АD (рисунок 1). Рисунок 1 - Параллельное проецирование Спроецируем ее на плоскость проекций П. Направление проецирования укажем стрелкой S. Чтобы спроецировать точку А на плоскость П надо провести через эту точку 2 параллельно направлению S прямую линию до пересечения с плоскостью проекций П. Полученная точка Ап называется параллельной проекцией точки А. Аналогично находим проекции других точек линии АD. Основные свойства параллельного проецирования: 1) Проекцией точки является точка. А⇒Ап (рисунок 2, а). 2) Проекцией прямой является прямая (свойство прямолинейности). Действительно, при параллельном проецировании все проецирующие лучи будут лежать в одной плоскости Е. Эта плоскость пересекает плоскость проекций по прямой линии Iп (рисунок 2, б). Очевидно, если прямая будет перпендикулярна плоскости проекций (проецирующей прямой), то ее проекция «выродится» в точку. Рисунок 2 3) Если в пространстве точка принадлежит линии (лежит на ней), то проекция этой точки принадлежит проекции линии (свойство принадлежности), (рисунок 2,б, точка М). 4) Проекции взаимно параллельных прямых также взаимно параллельны, т.к. плоскости, образуемые проецирующими лучами параллельны (рисунок 2,б, 2,в). Если I | | m ⇒ Iп | | mп. 5) Если отрезок прямой делится точкой в некотором отношении, то проекция отрезка делится проекцией этой точки в том же отношении (рисунок 2,г). 6) Параллельный перенос плоскости проекций или фигуры (без поворота) не меняет вида и размеров проекции фигуры (рисунок 3). 3 Рисунок 3 Частный случай параллельного проецирования, при котором направление проецирования S перпендикулярно плоскости проекций П, еще больше упрощает построение чертежа и наиболее часто применяется в конструкторской практике. Этот способ называют прямоугольным проецированием или ортогональным проецированием. Метод ортогональных проекций был впервые изложен французским геометром Гаспаром Монжем, поэтому иногда его называют методом Монжа. 1.2. Комплексный чертеж Наибольшее применение в технической практике получил чертеж, составленный из двух или более связанных между собой ортогональных проекций изображаемого объекта-оригинала. Такой чертеж называется комплексным чертежом. Принцип образования такого чертежа состоит в том, что объект (оригинал) проецируется на две (или несколько) взаимно перпендикулярные плоскости проекций, которые затем совмещают с плоскостью чертежа (рисунок 4). Одна из плоскостей проекций Г располагается горизонтально ниже глаз наблюдателя и называется горизонтальной плоскостью проекций. Плоскость Ф располагается вертикально перед наблюдателем, ее называют фронтальной плоскостью проекций. Прямую пересечения плоскостей проекций называют осью проекций. 4 Рисунок 4 В технической практике при образовании комплексного чертежа можно отказаться от фиксации плоскостей проекций. Основанием этому может служить то свойство параллельного проецирования, что проекция фигуры не меняется при параллельном переносе плоскости проекций. На рисунке 5 показано образование комплексного чертежа точки А при нефиксированных плоскостях проекций. В этом случае плоскости Г и Ф совмещают с плоскостью чертежа так, чтобы проекции проецирующей плоскости ААгАф на них лежали бы на одной прямой (линии связи). Рисунок 5 Реконструирование оригинала по его комплексному чертежу, образованному при нефиксированных плоскостях проекций, как правило производят по проекции на Ф плоскости и измеренным на чертеже глубинам точек оригинала. Измерение координат точек производят обычно от некоторых расположенных определенным образом 5 относительно оригинала плоскостей. Такие плоскости, относительно которых производят какие-либо измерения, будем называть базовыми плоскостями. Базовые плоскости являются проецирующими, т.е. проецируются на плоскости проекций Г и Ф в прямую линию. Будем называть эти линии базами отсчета. Базы отсчета располагают обычно так: совмещают их с дальней, нижней и правой точками оригинала. Если же оригинал имеет оси симметрии, то базы отсчета совмещают с ними. Допускается базы отсчета обозначать стилизованными стрелками в виде треугольника, указывающего направление положительного измерения (рисунок 5). Часто помимо двух основных проекций необходимо вводить еще одну проекцию на третью плоскость. В качестве такой плоскости проекций применяется плоскость, перпендикулярная к обеим основным плоскостям Г и Ф, называемая профильной плоскостью проекций П. Три плоскости проекций Г,Ф и П образуют систему трех взаимно перпендикулярных плоскостей (рисунок 6). Рисунок 6 Для построения профильной проекции точки А по заданным фронтальной и горизонтальной проекциям, нужно провести через фронтальную проекцию точки горизонтальную линию связи, на которой отложить от базы отсчета глубин глубину точки А, предварительно измеренную на горизонтальной проекции от той же базы отсчета глубин. Чтобы сделать чертеж наглядным, удобным для восприятия, прибегают к определению видимости линий на чертеже. При этом проекции невидимых линий в вычерчивают штрихами, в два-три раза меньшей толщины, чем толщина сплошных 6 основных линий, которыми изображаются проекции видимых линий. При ортогональном проецировании направление лучей зрения совпадает с проецирующими прямыми. Если две точки лежат на одном и том же луче зрения, то одна из них закрывается другой. При этом точка, расположенная ближе к наблюдателю будет видимой, а точка, расположенная дальше от наблюдателя – невидимой. При рассматривании чертежа горизонтально конкурирующих точек А и В (рисунок 7), ясно, что точка А будет видимой, а точка В – невидимой. Рассматривая фронтально конкурирующие точки С и D, очевидно, что видимой будет точка D, а точка С – невидимой. Отсюда получаем следующий критерий видимости на комплексном чертеже: из двух горизонтально конкурирующих точек на горизонтальной проекции видна та точка, которая расположена выше, а из двух фронтально конкурирующих точек на фронтальной проекции видна та точка, которая расположена ближе к наблюдателю. По аналогии с этим: из двух профильно конкурирующих точек на профильной проекции видна та точка, которая расположена левее. Рисунок 7 7 2. ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОСТРОЕНИЯ 2.1. Основные правила оформления чертежей по ЕСКД Сложность современного производства, длительность этапов разработки изделий и участие в разработке и производстве большого количества специалистов требует установления единых, обязательных для всех правил оформления чертежей. Такие правила устанавливаются стандартами Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), которая содержит указания по оформлению чертежей и других технических документов. Обозначение стандартов ЕСКД строится на классификационном принципе, т. е. сначала записывают общие признаки, относящиеся ко всем обозначаемым документам, а затем - частные признаки (значения), например: Основное назначение стандартов ЕСКД состоит в установлении единых оптимальных правил, требований и норм выполнения, оформления и обращения конструкторской документации, которые обеспечивают: - взаимообмен конструкторской документацией без ее переоформления; - необходимую комплектность конструкторской документации; - наличие в конструкторской документации требований, обеспечивающих безопасность использования изделий для жизни и здоровья потребителей, окружающей среды, а также предотвращение причинения вреда имуществу; 8 - расширение унификации и стандартизации при проектировании изделий и разработке конструкторской документации; - проведение сертификации изделий; - сокращение сроков и снижение трудоемкости подготовки производства; - правильную эксплуатацию изделий; - оперативную подготовку документации для быстрой переналадки действующего производства и др. Таблица 1 - Состав и классификация стандартов Единой системы конструкторской документации Номер группы Наименование классификационной группы стандартов Номер группы Наименование классификационной группы стандартов 0 Общие положения 5 Правила изменения и обращения конструкторской документации 1 Основные положения 6 Правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации 2 Классификация и обозначение изделий и конструкторских документов 7 Правила выполнения схем 3 Общие правила выполнения чертежей 8 Правила выполнения документов при макетном методе проектирования 4 Правила выполнения чертежей различных изделий 9 Прочие стандарты 9 2.2. Форматы Все чертежи выполняют на листах чертежной бумаги строго определенного размера (формата). ГОСТ 2.301 устанавливает форматы листов чертежей и других документов, выполненных в электронной и (или) бумажной форме, предусмотренных стандартами на конструкторскую документацию всех отраслей промышленности и строительства. Формат с размерами сторон 1189х841 мм, площадь которого равна 1 м, и другие форматы, полученные путем последовательного деления его на две равные части параллельно меньшей стороне соответствующего формата, принимаются за основные. Обозначения основных форматов: А0, А1, А2, А3, А4, А5. Таблица 2 - Обозначения и размеры сторон основных форматов Обозначение формата Размеры сторон формата, мм А0 841х1189 А1 594х 841 А2 420х594 А3 297х420 А4 210х297 Форматы могут располагаться как горизонтально, так и вертикально, кроме формата А4, который допускается располагать только вертикально (рисунок 8). Допускается применение дополнительных форматов, образуемых увеличением сторон основных форматов на величину, кратную их размерам. При этом коэффициент увеличения должен быть целым числом. 10 Рисунок 8 - Форматы: а) А4 вертикально, б) А0-А3 вертикально, в) А0-А3 вертикально 11 2.3. Масштабы Масштабом называется отношение линейных размеров изображения предмета на чертеже к действительным размерам этого предмета. ГОСТ 2.302 вводит следующие термины с соответствующими определениями: масштаб: Отношение линейного размера отрезка на чертеже к соответствующему линейному размеру того же отрезка в натуре; масштаб натуральной величины: Масштаб с отношением 1:1. масштаб увеличения: Масштаб с отношением большим, чем 1:1 (2:1 и т.д.). масштаб уменьшения: Масштаб с отношением меньшим, чем 1:1 (1:2 и т.д.). Таблица 3 - Масштабы изображений на чертежах Масштабы уменьшения 1:2; 1:2,5; 1:4; 1:5; 1:10; 1:15; 1:20; 1:25; 1:40 1:50; 1:75; 1:100; 1:200; 1:400; 1:500; 1:800; 1:1000 Натуральная величина 1:1 Масштабы увеличения 2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1; 10:1; 20:1; 40:1; 50:1; 100:1 При проектировании генеральных планов крупных объектов допускается применять масштабы 1:2000; 1:5000; 1:10000; 1:20000; 1:25000; 1:50000. В необходимых случаях допускается применять масштабы увеличения (100 n):1, где n - целое число. Масштаб, указанный в предназначенной для этого графе основной надписи чертежа, должен обозначаться по типу 1:1; 1:2; 2:1 и т.д. 2.4. Линии Для изображения предметов на чертежах ГОСТ 2.303 устанавливает начертание, толщину и основные назначения линий на чертеже (Таблица 4). 12 Таблица 4 - Типы линий: назначение, начертание Наименование Начертание Толщина линии по отношению к толщине основной линии Основное назначение Сплошная толстая основная S Линии видимого контура линии перехода видимые, линии контура сечения Сплошная тонкая От S/3 до S/2 Линии контура наложенного сечения, линии размерные и выносные, линии штриховки, линии-выноски, полки линий-выносок Сплошная волнистая От S/3 до S/2 Линии обрыва, линии разграничения вида и разреза Штриховая От S/3 до S/2 Линии невидимого контура, линии перехода невидимые Штрихпунктирная тонкая От S/3 до S/2 Линии осевые и центровые, линии сечений, являющиеся осями симметрии для наложенных или вынесенных сечений Штрихпунктирная утолщенная От S/2 до 2/3*S Линии, обозначающие поверхности, подлежащие термообработке или покрытию Разомкнутая .От S до 1,5*S Линии сечений Сплошная тонкая с изломами От S/3 до S/2 Длинные линии обрыва Тонкая штрихпунктирная с двумя точками От S/3 до S/2 Линии сгиба на развертках, линии для изображения частей изделий в крайних или промежуточных положениях, линии для изображения развертки, совмещенной с видом 13 2.5. Основная надпись Чертеж оформляется рамкой, которая проводится сплошной основной линией на расстоянии 5 мм от правой, нижней и верхней сторон внешней рамки чертежа. С левой стороны оставляется поле шириной 20 мм, служащее для подшивки и брошюровки чертежей (Рисунок 9). Рисунок 9 - Примеры оформления чертежа ГОСТ 2.104 устанавливает формы, размеры, номенклатуру реквизитов и порядок заполнения основной надписи и дополнительных граф к ней в конструкторских документах, предусмотренных стандартами Единой системы конструкторской документации. Основная надпись по форме 1 используется в чертежах приборо- и машиностроения. Основная надпись по форме 2 используется в спецификации и других текстовых документах — первый лист, по форме 3 — последующие листы (рисунок 10). Основная надпись, дополнительные графы к ней и рамки выполняют сплошными основными и сплошными тонкими линиями. 14 Форма 1 Форма 2 Форма 3 Рисунок 10 - Примеры основных надписей Основную надпись располагают в правом нижнем углу конструкторских документов. На листах формата А4 по ГОСТ 2.301 основную надпись располагают вдоль короткой стороны листа. 15 2.6. Шрифты ГОСТ 2.304 определяет начертание, размеры и правила выполнения надписей на чертежах и других конструкторских документах. Наклон букв и цифр к основанию строки должен быть около 75°. Размер шрифта (h) — величина, равная высоте прописных букв в мм. Высота прописных букв h измеряется перпендикулярно основанию строки. Высота строчных букв с определяется из отношения их высоты (без отростков k) к размеру шрифта h, например, с=7/10*h. Ширина буквы (q) — наибольшая ширина буквы определяется по отношению к размеру шрифта h, например, q=6/10 h, или по отношению к толщине линии шрифта d, например, q=6d. Толщина линии шрифта (d) — толщина, определяемая в зависимости от типа и высоты шрифта. Вспомогательная сетка — сетка, образованная вспомогательными линиями, в которые вписываются буквы. Шаг вспомогательных линий сетки определяется в зависимости от толщины линий шрифта d (Рисунок 11). При оформлении чертежей и других конструкторских документов рекомендуется применять шрифт типа Б с наклоном 75° (d=1/10h) с параметрами, приведенными в Таблице 5. Устанавливаются следующие размеры шрифта: (1.8); 2,5; 3,5; 5; 7; 10; 14; 20; 28; 40. 16 Рисунок 11 - Шрифт типа Б с наклоном 17 Таблица 5 - Шрифт типа Б 2.6. Изображения на чертеже Изображение предмета является графическим его представлением, выполненным установленным способом проецирования, как правило, в определенном масштабе при соблюдении основных правил упрощения и условностей. Изображение служит для определения геометрических свойств предмета, т. е. его размеров, формы и расположения составных частей (элементов конструкции). ГОСТ 2.305 «Изображения — виды, разрезы, сечения» устанавливает правила выполнения изображений. Они должны выполняться по способу прямоугольного (ортогонального) проецирования на чертежах, применяемых во всех отраслях 18 промышленности и строительства. За основные плоскости проекций принимают шесть граней куба, которые совмещают с плоскостью (рисунок 12). Рисунок 12 Изображение на фронтальной плоскости проекций принимается на чертеже в качестве главного. Предмет располагают относительно фронтальной плоскости проекций так, чтобы изображение на ней давало наиболее полное представление о форме и размерах предмета. Для уменьшения количества изображений допускается на видах показывать необходимые невидимые части поверхности предмета с помощью штриховых линий (рисунок 13). Рисунок 13 Изображения на чертеже в зависимости от их содержания разделяют на виды, разрезы, сечения. 19 2.7. Виды |