Центральное проецирование черчение. Черчение

Для перехода от пространственного представления о предмете к его плоскому изображению используется метод проекций.

Для того чтобы трехмерный объект, находящийся в трехмерном пространстве, «перенести» на плоскость, т. е. получить его изображение, необходимо его спроецировать. Для этого, из выбранной определённым образом точки пространства, которая называется центром проекции, необходимо провести прямые линии (лучи) через каждую точку изображаемого объекта. Эти прямые называются проецирующими прямыми. Та плоскость, на которой мы получили изображение предмета называется плоскостью проекции, а изображение предмета, которое мы получим на этой плоскости называется его проекцией.

В зависимости от положения центра проецирования и направления проецирующих лучей по отношению к плоскости проекций проецирование может быть либо центральным (коническим), либо параллельным (цилиндрическим).

Наиболее общий случай получения проекций пространственных фигур — это центральное проецирование.

В этом случае проецирующие лучи выходят из одной точки — центра проецирования S , который находится на конечном расстоянии от плоскости проекций П 1 .

Для того чтобы получить центральные проекции точек А и B , необходимо провести проецирующие лучи из центра проецирования S через точки А и B до пересечения с плоскостью проекций П 1 . При пересечении получаются точки А 1 и B 1 — центральные проекции точек А и B .

Положение точки S и плоскости П 1 , которая не проходит через центр проекций, определяют аппарат центрального проецирования. Если он задан, то всегда можно определить положение центральной проекции любой точки пространства на плоскость проекции, при этом каждая точка пространства будет иметь только одну центральную проекцию. Однако, по одной центральной проекции невозможно определить положение точки в пространстве, так как она может находиться в любом месте прямой, соединяющей проекцию точки и центр проецирования.

Для того чтобы определить положение точки А в пространстве по её центральным проекциям, необходимо иметь две центральные проекции этой точки А 1 и А 2 , полученные из двух различных центров S 1 и S 2 . Если провести проецирующие лучи S 1 А 1 и S 2 А 2 , то точка их пересечения однозначно определит положение точки А в пространстве.

Для построения центральной проекции A 1 B 1 отрезка АВ достаточно построить центральные проекции А 1 и B 1 точек А и В , так как две точки однозначно определяют прямую.

Центральное проецирование обладает большой наглядностью, так как оно соответствует зрительному восприятию предметов.

Свойства проекций при центральном проецировании:

1. Проекцией точки является точка.
2. Проекцией линии является линия.
3. Проекцией прямой в общем случае является прямая. (Если прямая совпадает с проецирующим лучом, то её проекцией является точка).
4. Если точка принадлежит линии, то проекция точки принадлежит проекции линии.
5. Точка пересечения линий проецируется в точку пересечения проекций этих линий.
6. В общем случае плоский многогранник проецируется в многогранник с тем же числом вершин.
7. Проекцией взаимно параллельных прямых является пучок прямых.
8. Если плоская фигура параллельна плоскости проекций, то её проекция подобна этой фигуре.

Проекцией точки А на плоскость проекций π 1 называется точка А 1 пересечения проецирующей прямой с плоскостью проекций π 1 , проходящей через точку А, (рис. 1.1):

Проекция любой геометрической фигуры есть множество проекций всех ее точек. Направление проецирующих прямых и положение плоскостей π 1 определяют аппарат проецирования.

Центральным проецированием называется такое проецирование, при котором все проецирующие лучи исходят из одной точки S - центра проецирования (рис. 1.2).

Параллельным проецированием называют такое проецирование, при котором все проецирующие прямые параллельны заданному направлению S (рис. 1.3).

.

Рис. 1.1. Проекция точки А на плоскость проекций π 1

.

Рис. 1.2. Пример центрального проецирования

.

Рис. 1.3. Пример параллельного проецирования

Параллельное проецирование представляет собой частный случай центрального проецирования, когда точка S находится на бесконечно большом расстоянии от плоскости проекций π 1 .

При заданном аппарате проецирования каждой точке пространства соответствует одна и только одна точка на плоскости проекций.

Одна проекция точки не определяет положения этой точки в пространстве. Действительно, проекции А 1 может соответствовать бесчисленное множество точек А ’ , А ’’ , …, расположенных на проецирующей прямой (рис. 1.4).

Для определения положения точки в пространстве при любом аппарате проецирования необходимо иметь две ее проекции, полученных при двух различных направлениях проецирования (или при двух различных центрах проецирования).

.

Рис. 1.4. Пример расположения множества точек на проецирующей прямой

Так, из рис. 1.5 видно, что две проекции точки А (А 1 и А 2), полученные при двух направлениях проецирования S 1 и S 2 , определяют единственным образом положение самой точки А в пространстве - как пересечение проецирующих прямых 1 и 2 , проведенных из проекций А 1 и А 2 параллельно направлениям проецирования S 1 и S 2 .

.

Рис. 1.5. Определение положения точки А в пространстве

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

7.1. Многообразие геометрических форм в природе . На уроках математики вы уже познакомились с некоторыми геометрическими фигурами. Под фигурой понимают любую совокупность (множество) точек. Всякую сложную фигуру можно разделить на более простые.

Если все точки фигуры лежат в одной плоскости, фигуру называют плоской: треугольник, квадрат и др. Совокупность точек, расположенных в пространстве, образует пространственную фигуру: куб, цилиндр и др. Фигуры в пространстве называют телами.

Предметы, которые нас окружают, детали машин имеют, как правило, сложную реальную геометрическую форму. Однако, присмотревшись к ним внимательно, можно заметить, что некоторые из них состоят из одного или нескольких простых геометрических тел или их видоизмененных частей. Такими геометрическими телами, образующими форму предметов, являются призмы (рис. 22, а), пирамиды (рис. 22, б), цилиндры (рис. 23, а), конусы (рис. 23, б), шары и др.

Рис. 22

Рис. 23

Форма каждого геометрического тела имеет свои характерные признаки. По ним мы отличаем призму от цилиндра, пирамиду от конуса и т. п. Эти признаки используются и при построении чертежей геометрических тел или состоящих из них предметов и деталей. Однако, прежде чем выполнять такие чертежи, выясним, какие правила положены в основу способов их построения.

1. Какие геометрические тела вам известны?
2. Посмотрите вокруг себя и найдите в форме окружающих предметов простые геометрические тела.

7.2. Общие сведения о проецировании . Изображения предметов на чертежах в соответствии с правилами государственного стандарта выполняют по способу (методу) прямоугольного проецирования. Проецированием будем называть процесс получения проекций предмета.

Рассмотрим пример. Возьмем в пространстве произвольную точку А и какую-нибудь плоскость. Обозначим эту плоскость, например, прописной буквой П (пи) греческого алфавита с индексом один - т. е. П 1 (рис. 24). Проведем через точку А прямую так, чтобы она пересекла плоскость П 1 в некоторой точке А". Тогда точка А" будет проекцией точки А. Проекции точек будем обозначать теми же буквами, что и сами точки, но со штрихом. Плоскость, на которой получается проекция, называется плоскостью проекций . Прямая АА" называется проецирующим лучом . С его помощью точка А проецируется на плоскость П 1 .

Рис. 24

Примечание. Существуют и другие обозначения проекций точек - A 1 , A 2 , А 3 - и плоскостей проекций - Н, V, W.

Указанным способом могут быть построены проекции всех точек любой фигуры. Так, чтобы получить проекцию А"B" отрезка АВ прямой (рис. 25, а), необходимо провести проецирующие лучи через две точки отрезка - А и В. При этом, если прямая или ее отрезок совпадают по направлению с проецирующим лучом (отрезок CD на рис. 25, б), они проецируются на плоскость проекций в точку. На изображениях проекции совпадающих точек обозначают знаком =, например: C = D", как на рисунке 25, б.

Рис. 25

Для построения проекции какой-либо фигуры необходимо через ее точки провести воображаемые проецирующие лучи до пересечения их с плоскостью проекций. Проекции всех точек фигуры на плоскости и образуют проекцию заданной фигуры.

Рассмотрим, например, получение проекции такой геометрической фигуры, как треугольник (рис. 26).

Рис. 26

Проекцией точки А на заданную плоскость П 1 будет точка А" как результат пересечения проецирующего луча АА" с плоскостью проекций. Проекциями точек Б и С будут точки В" и С. Соединив на плоскости точки А", В" и С отрезками прямых, получим фигуру А"В"С, которая и будет проекцией заданной фигуры.

В дальнейшем под термином проекция мы будем понимать изображение предмета на плоскости проекций.

Слово «проекция» латинское. В переводе оно означает «бросать (отбрасывать) вперед».

Положите на бумагу какой-нибудь плоский предмет и обведите его карандашом. Вы получите изображение, соответствующее проекции этого предмета. Примерами проекций являются фотографические снимки, кинокадры и др.

Изображения предметов, полученные путем проецирования, будем называть проекционными.

1. Что представляет собой проецирование?
2. Как строить на плоскости проекцию точки? проекцию фигуры?

7.3. Центральное и параллельное проецирование . Если проецирующие лучи, с помощью которых строится проекция предмета, исходят из одной точки, проецирование называется центральным (рис. 27). Точка, из которой исходят лучи, называется центром проецирования . Полученная при этом проекция называется центральной.

Рис. 27

Центральную проекцию часто называют перспективной. Примерами центральной проекции являются фотоснимки и кинокадры, тени, отброшенные от предмета лучами электрической лампочки, и др. Центральные проекции применяют в рисовании с натуры.

Если проецирующие лучи параллельны друг другу (рис. 28), то проецирование называется параллельным , а полученная проекция - параллельной . Параллельной проекцией можно условно считать солнечные тени предметов. Примеры параллельного проецирования приведены на рисунках 25, а и 26.

Рис. 28

Строить изображение предмета при параллельном проецировании проще, чем при центральном. Так, если отрезок АВ (рис. 28) или любая плоская фигура, как, например, на рисунке 29, параллельны плоскости проекций, то их проекции и сами проецируемые фигуры равны.

Рис. 29

При параллельном проецировании все лучи падают на плоскость проекций под одинаковым углом. Если это любой угол, который не равен 90°, как на рисунке 29, а или на рисунке 25, а, то проецирование называется косоугольным.

В том случае, когда проецирующие лучи перпендикулярны плоскости проекций (см. рис. 29, б), т. е. составляют с ней угол 90°, проецирование называется прямоугольным (см. рис. 26). Полученная при этом проекция называется прямоугольной .

1. Какое проецирование называется центральным? параллельным? косоугольным? прямоугольным?
2. Почему строить изображение в параллельной проекции проще, чем в центральной?

7.4. Получение аксонометрических проекций. В технической графике особую группу составляют проекции, которые получены путем параллельного проецирования предмета вместе с осями х, у и z пространственной системы прямоугольных координат на произвольную плоскость (рис. 30). Обозначим ее П 0 . Полученную таким образом проекцию на плоскости П 0 называют аксонометрической . В зависимости от направления проецирования по отношению к плоскости проекций аксонометрические проекции могут быть как прямоугольными, так и косоугольными.

Рис. 30

Слово «аксонометрия» - греческое. В переводе оно означает «измерение по осям».

Проекции х 0 , у 0 и z 0 осей координат на плоскости проекций называют аксонометрическими . Когда строят аксонометрические проекции предметов, размеры откладывают по осям или параллельно им.

Аксонометрические проекции относят к числу наглядных изображений. По ним можно легко получить общее представление о внешней форме предмета.

Однако на аксонометрических проекциях предметы получаются с искажениями. Например, окружности проецируются в эллипсы, прямые углы - в тупые или острые. Искажаются и некоторые размеры предмета. Поэтому такие проекции применяют в основном при выполнении технических рисунков.

Для получения изображений на чертежах используют метод прямоугольного проецирования на одну, две и более плоскости проекций.

1. Какие проекции называют аксонометрическими?
2. Какие аксонометрические проекции получаются в зависимости от направления проецирования?

2) *если проецирующие лучи перпендикулярны плоскости проекции

3) если проецирующие лучи исходят из одной точки

4) если проецирующие лучи направлены в разные стороны

Как иногда называют центральную проекцию?

1) косоугольной

2) *перспективой

3) прямоугольной

4) параллельной

10. Плоскость, расположенную перед зрителем называют:

1) горизонтальной

2) профильной

3) *фронтальной

4) центральной

Какое проецирование называется центральным?

1) если проецирующие лучи параллельны друг другу

2) *если проецирующие лучи исходят из одной точки

3) если проецирующие лучи перпендикулярны

4) если проецирующие лучи расходятся

Что называют сечением?

1) проецирование фигуры, полученной пересечением предмета плоскостью

2) *изображение фигуры, полученной пересечением предмета плоскостью

3) отображение фигуры, полученной пересечением предмета плоскостью

4) геометрическая фигура, полученная соединением

13. Какое изображение называют разрезом:

1) *изображение предмета, мысленно рассеченного плоскостью

2) отображение фигуры

3) проецирование предмета, мысленно рассеченного плоскостью

4) изображение фигуры, соединенной с плоскостью

Какой разрез называется местным?

1) *разрез, позволяющий показать внутреннее строение нужной нам части детали

2) разрез, позволяющий показать внешнее строение детали

3) разрез, позволяющий показать половину детали

4) разрез, выполненный по плоскости симметрии детали

Какой линией на чертежах разделяют часть вида и часть разреза?

1) штриховой линией

2) толстой линией

3) тонкой линией

4) *штрихпунктирной линией

16. Прямоугольная изометрическая проекция выполняется в осях, расположенных под углами друг к другу:

1) *120, 120, 120 градусов

2) 135, 135, 90 градусов

3) 180, 90, 90 градусов

4) 130, 130, 100 градусов

17. Какую линейку используют для вычерчивания эллипса:

1) рейсшина

2) *лекала

3) угольник

4) транспортир

18. В результате пересечения конуса плоскостью, параллельной его основанию, получается:

1) усеченная пирамида

2) усеченный треугольник

3) *усеченный конус

4) усеченный круг

19. Тело, образованное при вращении круга вокруг одного из его диаметров, называют:

1) треугольником

2) конусом

4) эллипсом

20. Согласно ГОСТ 2.312-72 условный знак обозначает:

1) шов по замкнутому контуру

2) *шов со снятым усилением

3) прерывистый шов с шахматным расположением участков

4) шов, имеющий плавный переход к основному металлу

Б5. Электротехника с основами промышленной электроники

На каком законе базируется принцип работы сварочных трансформаторов?

1) *на законе электромагнитной индукции

2) на законе Ома, где I=U/R

3) на законе магнитной цепи

4) на законе Кирхгофа

Какие трансформаторы позволяют плавно изменять напряжение на выходных зажимах?

1) силовые трансформаторы

2) измерительные трансформаторы

3) автотрансформаторы

4) *сварочные трансформаторы

3. Электронные устройства, преобразующие постоянное напряжение в переменное, называются:

1) выпрямителями

2) *инверторами

3) конверторами

4) трансформаторы

Какой ток называют постоянным?

1) ток изменяющийся по величине и направлению

2) *ток не изменяющийся по величине и направлению

3) ток изменяющийся по величине

4) ток изменяющийся по направлению

Введение

Все разделы начертательной геометрии пользуются одним методом – методом проецирования, поэтому чертежи, применяемые не только в начертательной геометрии, называются проекционные чертежи .

Метод проецирования заключается в том, что любая из точек множества точек пространства может быть спроецирована с помощью проецирующих лучей на любую поверхность. Для этого представим некоторую заданную поверхность (рис.1) и точку А в пространстве. При проведении луча S через точку А в направлении поверхности последний пересечет ее в точке А 1 . Точку А называют проецируемой точкой . Плоскость α, на которой получают проекцию, называют плоскость проекций . Точка пересечения луча с плоскостью называется проекцией точки А . Прямая А А 1 (луч), называется проецирующим лучом .

Рис.1.

Центральный (конический или полярный) метод проецирования основан на том, что при проецировании на плоскость ряда точек (А , B , C и т.д.) все проецирующие лучи проходят через одну точку, называемую центром проецирования , или полюсом .

Представим в пространстве треугольник АВС и проецирующие лучи, проходящие через данный полюс S и через точки АВС треугольника, проведенные до пересечения с плоскостью α. Треугольник А 1 B 1 C 1 будет центральной проекцией треугольника АВС (рис.2).

Метод центрального проецирования не удовлетворяет целому ряду условий, необходимых для технического чертежа, а именно: не дает однотипности изображения, полной ясности всех геометрических форм, не обладает удобоизмеримостью, не имеет простоты изображения.

Метод параллельного (косоугольного) проецирования заключается в том, что все проецирующие лучи, проходящие через точки треугольника АВС , будут параллельны между собой (рис.3). Этот метод вытекает из метода центрального проецирования, при этом полюс должен быть удален на бесконечно большое расстояние от плоскости, на которую проецируется предмет.

Ортогональный (прямоугольный) метод проецирования – метод, когда проецирующие лучи параллельны между собой и перпендикулярны к плоскости проекций (рис.4). Данный метод – частный случай параллельного проецирования.

Таким образом, любая точка пространства может быть спроецирована на плоскости проекций: на горизонтальную П 1 , фронтальную П 2 и профильную П 3 . Горизонтальная проекция точки обозначается А 1 или А ′, фронтальная А 2 или А ″, профильная А 3 или А ′″ (рис.5).