ИКГ конспект лекций 11. 1. Основы инженерной графики Основные понятия инженерной графики
 Скачать 3.56 Mb.
|
|
1 1. Основы инженерной графики 1. Основные понятия инженерной графики. Инженерная и компьютерная графика в техническом творчестве. Графическое представление информации об объектах и процессах. Выполнение чертежно-графических работ с помощью текстовых и графических редакторов. Задачи геометрического моделирования. Решение чертежно- графических задач средствами двумерной графики. Метод проецирования. Точка, прямая, плоскость. Поверхности. Развертки поверхностей. Проекционное черчение. Аксонометрические проекции. Геометрические построения. Изображения объектов. Виды. Разрезы. Сечения. Построение третьей проекции детали по двум данным. Графическое представление информации об объектах и процессах. Вам хорошо известны слова орфография, фотография, график, графическое изображение и многие другие, основой которых является греческое слово grapho, что означает «пишу, черчу, рисую». К графическим изображениям относятся чертежи, эскизы, схемы, карты, диаграммы, графики, номограммы, знаки и т. д. Их можно назвать графическими моделями предметов, явлений, процессов, а также связей между ними Графические модели по сравнению с предметными удобны в использовании и просты в изготовлении. Они экономичны, так как для графического моделирования достаточно иметь чертежные инструменты, карандаши, бумагу и другие материалы, которые значительно дешевле станков, специальных инструментов, приспособлений, необходимых для изготовления предметных моделей. При создании графических моделей затрачивается намного меньше времени, чем при изготовлении предметных моделей. В графические модели легко вносятся изменения, Эти модели можно выполнить на ЭВМ, что позволяет рассмотреть множество различных вариантов. Графические изображения используются в различных сферах жизни и деятельности людей. Общаясь с собеседниками, они дополняют свой рассказ изображениями на листе бумаги, т.е. пользуются графическими средствами общения. Ряд производственных задач также решается графическим методом Таблицы, диаграммы, графики, рекламные материалы, промышленная графика и др. широко применяются в организации производства и реализа- ции выпушенной продукции. Таким образом, информация может быть представлена в графической форме. Ее можно хранить, преобразовать, тиражировать, передавать. Еще на заре человечества люди ощущали потребность в обмене информацией. Они передавали ее через имитацию действий («делай как я»), словами, жестами, мимикой. Можно было сообщать ту или иную информацию другому человеку в отсутствии непосредственного контакта с 2 ним криком, звуками, подражаниями голосам птиц и зверей, а также различными предметами. Можно было указать дорогу определенным образом расставленными камнями, сломанной веткой. Изображения, содержащие ту или иную информацию, можно было начертить или нарисовать пальцем, палкой на песке и на земле, вырезать острым камнем, орудиями труда (ножами, топорами, стрелами) на дереве, каменных глыбах, глиняных плитах, скалах. Изобразить белой или красной глиной, черным илом, красками на стенах пещер, бересте, папирусах, коже. На изображениях отрабатывались навыки охоты, с ними совершались различные магические действия, ими любовались, их боялись, перед ними преклонялись. Таким образом, эти изображения носили в себе как эстетическую, так и практически полезную (утилитарную) информацию. Схема 1.1 3 Решение чертежно-графических задач средствами двумерной графики. Метод проецирования. Точка, прямая, плоскость. Для получения чертежей используют параллельные прямоугольные – ортогональные проекции на взаимно перпендикулярные плоскости проекций (рис. 1.2 а). Этот метод проецирования предложил в XVIII веке французский математик Гаспар Монж, и в силу своей рациональности данный способ применяется до сих пор практически без изменения. Рис.1.1 Плоскости проекций называются горизонтальная П 1 , фронтальная П 2 , профильная П 3 , а расположенные на них проекции точки - горизонтальная A 1 , фронтальная А 2 профильная А 3 Линии пересечения плоскостей проекций обозначим П 2 /П 1 , П 2 /П 3 , П 1 /П 3 . Они могут служить осями координат X, Y, Z. Расстояния от точки А до плоскости проекций представляют собой в некотором масштабе координаты точки А - х А , у А , z A . Развернув плоскости проекций (рис. 1.1), получим комплексный (содержащий комплекс проекций) чертеж в ортогональных проекциях. Линии, соответствующие координатам у А и z A и координатам х А и у А , образуют линии связи A 1 A 2 и А 2 А 3 перпендикулярные осям П 2 /П 1 (Х) и П 2 /П 3 (Z). Построение третьей проекции по двум заданным. На чертежах обычно не показывают оси проекций. Ведь неважно, на каком расстоянии от проецируемого предмета находится плоскость проекций (Рис. 1.2). В то же время расположение проекций на листе бумаги определенного формата, установленного ГОСТ 2.301-68, должно быть оптимальным с учетом, например, нанесения размеров и другой информации. Таким образом, фронтальная и горизонтальная, а также фронтальная и профильная проекции могут отстоять друг от друга на любом расстоянии при безусловном сохранении проекционной связи между соответствующими элементами (Рис.1.1). Симметричные проекции чертят, задаваясь осями симметрии – осевыми линиями. Чтобы построить третью проекцию (Рис. 1.2.а) по двум данным (например, профильную – по фронтальной и горизонтальной), задаемся произвольно осью симметрии на профильной 4 плоскости проекций. Измеряем на горизонтальной проекции координаты у точек, например у А , и откладываем их на профильной проекции (Рис. 1.2.б). Если предмет несимметричен (Рис. 1.2.в), то за линию отсчета координату можно принять любую другую линию (здесь f, совпавшую с гранью призмы). Рис. 1.2. Форму любой детали можно рассматривать как совокупность простых геометрических фигур: точек, отрезков линий, отсеков поверхностей, геометрических тел. В качестве примера на Рис. 1.3 изображен прихват и показано, что на уровне геометрических тел его наружную форму можно представить как объединение трех прямых призм и полуцилиндра. Внутренние полости этой детали могут быть получены удалением из общего объема детали двух параллелепипедов и трех полуцилиндров. Простые геометрические фигуры, являясь составными частями деталей, ориентированы определенным образом друг относительно друга и связаны между собой различными отношениями. Кроме того, в процессе работы механизмов детали, а следовательно, и геометрические фигуры меняют свое положение, перемещаясь по различным траекториям. Свойства геометрических фигур, метод их изображения на плоскости и способы решения геометрических задач в пространстве являются базовыми вопросами для курса черчения. Эти вопросы излагаются в курсе начертательной геометрии, изучение которого, таким образом, должно пред- шествовать изучению курса черчения. 5 Рис. 1.3. Деталь как совокупность геометрических тел Метод получения изображений на чертежах Для получения изображений (проекций) предмета на маши- ностроительных чертежах используют метод начертательной геометрии – метод параллельного прямоугольного проецирования на две, три и большее число плоскостей проекций. При этом плоскости располагают перпендикулярно друг к другу, а предмет помещают так, чтобы его основные измерения (длина, ширина, высота) или плоскости симметрии формы были бы параллельны плоскостям проекций (Рис. 1.4). Переход к плоскому изображению осуществляется путем совмещения плоскостей проекций π 1 , π 2 и π 3 в одну плоскость (Рис. 1.5). Условные границы плоскостей и воображаемые линии связи проекций предмета обычно на проекциях не показывают. Оси проекций также не наносят, так как при параллельном проецировании расстояние от плоскости проекций до изображаемого предмета не влияет на очертание его проекций. Рис. 1.4 Рис. 1.5 6 Следовательно, проекции можно располагать на произвольном расстоянии, сохраняя между ними проекционную связь. При необходимости каких-либо дополнительных построений линии связи восстанавливают, а для перехода от горизонтальной проекции к профильной и обратно проводят так называемую постоянную прямую чертежа. Построение ее показано на Рис. 1.6. Если необходимо изобразить в натуральную величину какие-либо части детали (например, ребро, плоскую грань), которые на основные плоскости проекций проецируются с искажением, то используют способы преобразования проекций, излагаемые в курсе начертательной геометрии. Для решения задачи можно воспользоваться дополнительными плоскостями проекций (Рис. 1.7, 1.8). При этом метод параллельного прямоугольного проецирования сохраняется. Рис. 1.6 Рис. 1.7 Рис. 1.8 Натуральная величина искаженных проекций частей детали может быть также определена с помощью поворота всей детали или ее части вокруг оси, перпендикулярной основной плоскости проекций. Поворот осуществляется до тех пор, пока ребро (Рис. 1.9) или плоская фигура (Рис.1.10) не займут положение, параллельное одной из плоскостей проекций. 7 Рис. 1.9 Рис. 1.10 Изображения – виды, разрезы, сечения Правила изображения предметов на чертежах всех отраслей промышленности устанавливает стандарт ЕСКД ГОСТ 2.305–81. Изображения – виды, разрезы, сечения. Рис. 1. 11 Вид – изображение обращенной к наблюдателю видимой части поверхности предмета. Для уменьшения количества изображений допускается на видах показывать необходимые невидимые части поверхности предмета штриховыми линиями (Рис. 1. 12). Рис. 1. 12 Разрез — изображение предмета, мысленно рассеченного одной или несколькими плоскостями, при этом мысленное рассечение предмета относится только к данному разрезу и не влечет за собой изменения других изображений того же предмета. На разрезе показывается то, что получается в секущей плоскости и что расположено за ней (Рис. 1.13). Допускается изображать не все, что расположено за секущей плоскостью, если это не требуется для понимания конструкции предмета (Рис. 1. 14). 8 Рис. 1. 13 Рис. 1. 14 Сечение – изображение фигуры, получающейся при мысленном рассечении предмета одной или несколькими плоскостями (Рис. 1. 15). На сечении показывается только то, что получается непосредственно в секущей плоскости. Допускается в качестве секущей применять цилиндрическую поверхность, развертываемую затем в плоскость (Рис. 1. 16). Рис. 1. 15 Рис. 1. 16 Количество изображений (видов, разрезов, сечений) должно быть наименьшим, но обеспечивающим полное представление о предмете при применении установленных в соответствующих стандартах условных обозначений, знаков и надписей. 9 Рис. 1. 17. Виды, принятые ЕСКД Изображения предметов должны выполняться по методу прямоугольного проецирования. При этом предмет предполагается расположенным между наблюдателем и соответствующей плоскостью проекций (Рис. 1. 18). Рис.1. 18 Названия видов на чертежах надписывать не следует, за исключением случая, предусмотренного ниже (ГОСТ 2.305-68 п. 2.2). В строительных чертежах допускается надписывать название вида с присвоением ему буквенного, цифрового или другого обозначении. Если виды сверху, слева, справа, снизу, сзади не находятся в непосредственной проекционной связи с главным изображением (видом или разрезом, изображенным на фронтальной плоскости проекций), то направление проектирования должно быть указано стрелкой около 10 соответствующего изображения. Над стрелкой и над полученным изображением (видом) следует нанести одну и ту же прописную букву (Рис.1. 19). Рис.1. 19 Чертежи оформляют так же, если перечисленные вилы отделены от главного изображения другими изображениями или расположены не на одном листе с ним. Когда отсутствует изображение, на котором может быть показано направление взгляда, название вида надписывают. Если какую-либо часть предмета невозможно показать на перечисленных выше видах без искажения формы и размеров, то применяют дополнительные виды, получаемые на плоскостях, непараллельных основным плоскостям проекций (Рис.1. 20 –1. 22). Дополнительный вид должен быть отмечен на чертеже прописной буквой (Рис.1.20, 1.21), а у связанного с дополнительным видом изображения предмета должна быть поставлена стрелка, указывающая направление взгляда, с соответствующим буквенным обозначением (стрелка Б, Рис.1. 20, 1. 21). Когда дополнительный вид расположен в непосредственной проекционной связи с соответствующим изображением, стрелку и обозначе- ние вида не наносят (Рис.1. 22). Дополнительные виды располагают, как показано на Рис.1.20 – 1.22. Расположение дополнительных видов по Рис.1. 20 и 1. 22. предпочтительнее. Дополнительный вид допускается повертывать, но с сохранением, как правило, положения, принятого для данного предмета на главном изображении, при этом обозначение вида должно быть дополнено условным графическим обозначением . При необходимости указывают угол поворо- та (Рис.1. 23). 11 Рис.1. 20 Рис.1. 21 Рис. 1. 22 Несколько одинаковых дополнительных видов, относящихся к одному предмету, обозначают одной буквой и вычерчивают один вид. Если при этом связанные с дополнительным видом части предмета расположены под различными углами, то к обозначению вида условное графическое обозначение не добавляют. Рис.1. 23 Изображение отдельного, ограниченного места поверхности предмета называется местным видом (вид Г, Рис.1. 19; вид Д, Рис.1. 24). Местный вид может быть ограничен линией обрыва, по возможности в 12 Рис.1. 24 наименьшем размере (вид Д Рис.1. 24), или не ограничен (вид Рис.1. 24). Местный вил должен быть отмечен на чертеже подобно дополнительному виду. Разрезы. Разрезы разделяются, в зависимости от положения секущей плоскости относительно горизонтальной плоскости проекций, на: горизонтальные — секущая плоскость параллельна горизонтальной плоскости проекций (например, разрез А—А, Рис.1.24; разрез Б – Б, Рис.1.24). вертикальные — секущая плоскость перпендикулярна горизонтальной плоскости проекций (например, разрез на месте главного вида, Рис.1. 24; разрезы А—А, В—В, Г—Г, Рис.1. 25); наклонные — секущая плоскость составляет с горизонтальной плоскостью проекций угол, отличный от прямого (например, разрез В—В, Рис.1. 19). В зависимости от числа секущих плоскостей разрезы разделяются на: простые — при одной секущей плоскости (например, Рис.1. 13–1.14); сложные — при нескольких секущих плоскостях (например, разрез А— А, Рис.1.19; разрез Б—Б, Рис.1. 25). Вертикальный разрез называется фронтальным, если секущая плоскость параллельна фронтальной плоскости проекций (например, разрез, Рис. 1. 14; разрез А—А, Рис.1. 26), и профильным, если секущая плоскость параллельна профильной плоскости проекций (например, разрез Б—Б, Рис.1.24). 13 Рис.1. 25 Рис.1. 26 Рис.1. 27 Рис.1. 28 Сложные разрезы бывают ступенчатыми, если секущие плоскости параллельны (например, ступенчатый горизонтальный разрез Б—Б, Рис.1. 25; ступенчатый фронтальный разрез А—А, Рис.1.26), и ломаными, если секущие плоскости пересекаются (например, разрезы А—А, Рис.1.19 и 1. 25). Разрезы называются продольными, если секущие плоскости направлены вдоль длины или высоты предмета (Рис.1.27), и поперечными, если секущие плоскости направлены перпендикулярно длине или высоте предмета (например, разрезы А—А и Б–Б, Рис.1. 28). Положение секущей плоскости указывают на чертеже линией сечения. Для линии сечения должна применяться разомкнутая линия. При сложном разрезе штрихи проводят также у мест пересечения секущих плоскостей между собой. На начальном и конечном штрихах следует ставить стрелки, указывающие направление взгляда (Рис.1.29–1.30, Рис.1.24, 1.25); стрелки должны наноситься на расстоянии 2—3 мм от конца штриха. Начальный и конечный штрихи не должны пересекать контур соответствующего изображения. В случаях, подобных указанному на Рис.1.28, стрелки, указывающие направление взгляда, наносятся на одной линии. 14 У начала и конца линии сечения, а при необходимости и у мест пересечения секущих плоскостей ставят одну и ту же прописную букву русского алфавита. Буквы наносят около стрелок, указывающих направление взгляда, и в местах пересечения со стороны внешнего угла. Разрез должен быть отмечен надписью по типу «А—А» (всегда двумя буквами через тире). Когда секущая плоскость совпадает с плоскостью симметрии предмета в целом, а соответствующие изображения расположены на одном и том же листе в непосредственной проекционной связи и не разделены какими-либо другими изображениями, для горизонтальных, фронтальных и профильных разрезов не отмечают положение секущей плоскости, и разрез надписью не сопровождают (например, разрез на месте главного вида, Рис.1.24). Фронтальным и профильным разрезам, как правило, придают положение, соответствующее принятому для данного предмета на главном изображении чертежа (Рис.1.23). Горизонтальные, фронтальные и профильные разрезы могут быть расположены на месте соответствующих основных видов (Рис.1.24). Вертикальный разрез, когда секущая плоскость непараллельна фронтальной или профильной плоскостям проекций, а также наклонный разрез должны строиться и располагаться в соответствии с направлением, указанным стрелками на линии сечения. Допускается располагать такие разрезы в любом месте чертежа (разрез В—В, Рис.1.19), а также с поворотом до положения, соответствующего принятому для данного предмета на главном изображении. В последнем случае к надписи должно быть добавлено условное графическое обозначение (разрез Г-Г, Рис.1.25). Рис. 1.29. Рис. 1.30. При ломаных разрезах секущие плоскости условно повертывают до совмещения в одну плоскость, при этом направление поворота может не совпадать с направлением взгляда (Рис. 1.29). Если совмещенные плоскости окажутся параллельными одной из основных плоскостей проекций, то ломаный разрез допускается помещать на месте соответствующего вида (разрезы А—А, Рис. 1.29, 1.25). При повороте 15 секущей плоскости элементы предмета, расположенные на ней, вычерчивают так, как они проецируются на соответствующую плоскость, с которой производится совмещение (Рис. 1.30). Рис. 1.31 Рис. 1.32 Разрез, служащий для выяснения устройства предмета лишь в отдельном, ограниченном месте, называется |