МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

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 hи фронтали f и через проекции точек D1 и D2проведём 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 ΔАВС 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 D1К1перпендикуляра 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 D2K2определяется конкуренцией точек 61 и 71 (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 D1К1строим прямоугольный треугольник D1К1Do, в котором катет D1Do равен расстоянию Δ, а гипотенуза DoК1будет равна натуральной величине отрезка .

Черт. 5

Условие задачи №3: