Основы начертательной геометрии и технического черчения

 

Введение

 

Цели и задачи предмета. Общая характеристика разделов программы, методы их изучения.

Краткие сведения о развитии инженерной графики. Роль стандартизации в повышении качества продукции и развитии научно-технического прогресса.

Стандарты Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) и Системы проектной документации для строительства (СПДС).

 

Тема 1.1 Форматы. Линии чертежа. Надписи

Форматы листов, масштабы изображений, линии на чертежах, основная надпись, шрифты чертежные.

Конструкция букв, цифр. Выполнение надписей на чертежах.

Основные правила нанесения размеров.

Упражнения. Вычерчивание линий. Выполнение надписей.

 

Методические указания

При изучении темы 1.1 обратите внимание на начертание линий на чертежах: следует правильно соблюдать соотношение толщины линий различного наименования, а также строго выдерживать минимальную толщину тонких линий. Расстояния между штрихами в штриховых и штрихпунктирных линиях должны соответствовать стандарту.

Надписи и размерные числа должны выполняться чертежным шрифтом, соблюдая угол наклона. Чтобы быстрее приобрести навыки выполнения надписей чертежным шрифтом, необходимо тщательно изучить по учебнику или стандарту конструкцию каждой буквы и цифры.

Большое внимание следует уделить нанесению размеров на чертежах и рассмотрению некоторых понятий, связанных с этим вопросом, масштабов, уклонов и конусности. Помимо численных масштабов нужно изучить и другие масштабы, применяемые в строительном черчении, - линейные, угловые, поперечные.

 

Литература

2 - с.16-26.

7 - с.10-47.

8 - с.7-19; 25-30.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Какие типы линий применяются при выполнении чертежей?

2. Укажите длину штрихов, расстояний между ними у штриховых и штрихпунктирных тонких линий?

3. Какова толщина линий чертежа, которыми обводят осевые и центровые линии?

4. Перечислите основные форматы чертежей?

5. Каким образом на чертежном листе располагается основная надпись?

6. Под каким углом к горизонтальной линии наклонены буквы чертежного шрифта?

7. Насколько меньше высота строчных букв чертежного шрифта высоты прописных букв?

8. Что называется масштабом?

9. Какова форма и размеры стрелки, с помощью которой показывают размеры?

10. Как обозначаются на чертежах размеры дуг окружностей и линейных углов?

 

 

Тема 1.2 Вычерчивание контуров технических деталей

Приемы вычерчивания контуров деталей с применением различных геометрических построений: делением отрезков, углов, окружностей. Сопряжения. Лекальные кривые.

Упражнения. Деление окружности на равные части. Выполнение основных видов сопряжений. Построение лекальных кривых.

 

Методические указания

 

В теме 1.2 рассматриваются различные геометрические построения, встречающиеся при выполнении чертежей. Разбирая эти построения, нужно стараться прежде всего понять геометрический смысл этих построений, а не механически запоминать порядок действий на чертеже.

Очень распространенной задачей на геометрические построения является построение сопряжений. Выполняется оно по следующему плану:

1. Определяется центр сопрягающей дуги.

2. Отмечаются точки касания.

3. Проводится сопрягающая дуга.

Наиболее сложным является определение центра сопряжения, но если понять геометрический смысл этого действия, то выполнить его будет нетрудно при любых условиях.

Литература

2 - с.29-30, 36-39.

7 – с.48-51, 56-62.

8 – с.30-33; 35-41.

Вопросы для самоконтроля

 

1. Что называется сопряжением, центром сопряжения, точками сопряжения?

2. Какие виды сопряжений вы знаете?

3. Какое сопряжение называется внутренним, внешним, смешанным?

4. Как определяются центры сопряжения?

5. Как разделить окружность с помощью коэффициента на любое число равных частей?

6. Перечислите известные вам лекальные кривые?

 

Тема 2.1 Точка и прямая

 

Начертательная геометрия как теоретическая основа предмета «Инженерная графика». Методы проецирования: центральные, параллельные проекции. Построение проекций точки в системе двух, трех плоскости проекций. Плоскости проекций. Оси проекций.

Ортогональные проекции и система прямоугольных координат. Расположение проекции точки на чертежах в зависимости от ее положения относительно плоскостей проекций.

Проекции отрезка прямой линии. Прямая общего положения. Частные положения прямой линии относительно плоскостей проекций. Точка на прямой. Взаимное положение двух прямых: параллельные, пересекающиеся, скрещивающиеся.

 

Методические указания

 

Рассматривая тему 2.1, обратите особое внимание на зависимость расположения на эпюре проекции точек и их положения в пространстве относительно плоскостей проекций. Чтобы легче установить связь пространства и чертежа, полезно в рабочей тетради построения производить одновременно в ортогональных проекциях и в аксонометрии.

Рекомендуется также изготовить пространственную модель системы плоскостей проекций. С помощью ее легче и нагляднее установить зависимость между положением в пространстве изображаемой геометрической фигуры и расположением ее проекции на чертеже.

Изучая проекции прямой, обратите особое внимание на проецирование прямых частного положения, параллельных и перпендикулярных плоскостям проекций. Рассматривая вопрос о взаимном положении двух прямых, не путайте проекции пересекающихся и скрещивающихся прямых. У пересекающихся прямых имеется общая точка, проекции которой расположены на одной линии проекционной связи, а у скрещивающихся прямых общей точки нет, поэтому точки пересечения их проекций не имеют общей линии связи.

 

 

Литература

2 – с.51-57.

8 – с.44-56.

Вопросы для самоконтроля

 

1. Что изучает наука начертательная геометрия?

2. В чем разница между центральным и параллельным проецированием?

3. Что называется координатами точки?

4. Что называется прямой общего положения?

5. Как располагаются на эпюре проекции параллельных прямых?

6. Чем отличаются проекции пересекающихся и скрещивающихся прямых?

 

Тема 2.2 Плоскость

 

Различные способы задания плоскости на чертеже. Положение плоскости относительно плоскостей проекций.

Главные линии плоскости: горизонталь, фронталь и линия ската плоскости. Прямая и точка на плоскости. Взаимное положение плоскостей.

Упражнения. Решение задач на определение взаимного положения точек, прямых и плоскостей.

 

Методические указания

 

В теме 2.2 изучаются наиболее сложные и важные вопросы – проекции плоскости, которые входят как составные элементы в решение ряда последующих задач начертательной геометрии и проекционного черчения, поэтому к изучению данной темы надо отнестись особенно внимательно. Необходимо ясно представлять себе те действия в пространстве, которые производятся с заданными геометрическими фигурами при решении каждой задачи. Такая методика решения задач преследует цель – научить учащегося мыслить пространственными образами, развить пространственное представление, без которого невозможно ни решать задачи начертательной геометрии, ни читать свободно технические чертежи, ни работать творчески в избранной отрасли производства.

 

Литература

2 – с.71-75

8 – с.57-75.

 

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите способы задания положения плоскости.

2. Что такое следы плоскости?

3. Чем отличается положение в пространстве плоскостей общего и частного положения?

4. Как в пространстве расположена фронтальная плоскость уровня?

5. Какая разница в расположении относительно плоскостей проекций горизонтальной плоскости уровня и горизонтально-проецирующей плоскости?

 

Тема 2.3 Поверхности и тела

 

Понятие поверхности. Построение геометрических тел: призмы, пирамиды, цилиндра, конуса, шара и тора на три основные плоскости проекции с анализом проекций элементов геометрических тел (вершин, ребер осей и образующих). Построение проекций точек, принадлежащих поверхностям геометрических тел.

Упражнения. Построение проекций геометрических тел. Построение проекций точек, принадлежащих поверхностям геометрических тел.

 

Методические указания

 

В теме 2.3. изучаются проекции геометрических поверхностей и тел. В этой теме следует обратить внимание на то, как образуются поверхности, и соответственно на их классификацию в зависимости от формы образующей поверхности и от того, как образующая перемещается в пространстве. В технике часто встречаются предметы, ограниченные поверхностью вращения. Нужно обязательно разобрать свойства таких поверхностей. Важной задачей этой темы является также построение проекций точек, принадлежащих поверхностям вращения.

 

Литература

2 – с.89-94.

7 – с.101-115.

8 – с.93-101.

 

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Что такое образующая поверхности?

2. Как образуются поверхности вращения?

3. Что называется осью вращения?

4. Дайте определения пирамиды, призмы, параллелепипеда.

5. Что называется сферой, тором, цилиндром, конусом?

6. Какими приемами строят недостающие проекции точек, лежащих на поверхностях пирамиды, конуса, шара, тора?

 

Тема 2.4 Аксонометрические проекции

 

Понятие об аксонометрических проекциях. Виды аксонометрических проекций: прямоугольная (изометрическая и диметрическая) и косоугольная (диметрическая и изометрическая). Аксонометрические оси. Показатели искажения.

Построение аксонометрических проекций плоских и объемных фигур. Изображение окружности в плоскостях, параллельных плоскостям проекций, в изометрической прямоугольной проекции.

Упражнения. Изображение плоских фигур и геометрических тел в аксонометрических проекциях.

 

Методические указания

 

Рассматривая различные виды аксонометрических проекций, отметьте разницу между прямоугольными и косоугольными проекциями, между изометрическими и диметричекими проекциями. Следует отметить, что аксонометрические проекции, как правило, строят по заданным ортогональным проекциям, поэтому прежде всего как следует разберите построение аксонометрических проекций точки по заданным ее ортогональным проекциям. Для этого нужно вдоль аксонометрических осей с учетом показателей искажения отложить соответствующие координаты изображаемой точки. Разобрав построение аксонометрии отдельной точки, вы сможете, построить проекции, рядя точек, определяющих геометрические фигуры более сложных форм.

 

Литература

2 – с.77-86.

7 – с.82-91.

8 – с.85-92.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Что называется аксонометрической проекцией?

2. Какая разница между прямоугольными и косоугольными аксонометрическими проекциями?

3. Что такое показатели искажения?

4. Чем отличаются изометрические аксонометрические проекции от диметрических?

5. Перечислите виды аксонометрических проекций, предусмотренных стандартом.

 

Тема 2.5 Способы преобразования проекций

Способ замены плоскостей проекций. Нахождение действительной величины отрезка прямой и плоской фигуры способом замены плоскостей проекций.

Способ вращения. Вращение отрезка прямой и плоской фигуры вокруг оси, перпендикулярной одной из плоскостей проекций. Нахождение действительной величины отрезка прямой способом вращения.

Упражнения. Определение действительной величины отрезков прямых, плоских фигур способами вращения и замены плоскостей проекций.

 

Методические указания

 

Приступая к изучению темы, следует отметить принципиальное отличие способа вращения от способа перемены плоскостей проекций для нахождения действительной величины фигуры. В первом случае изменяется положение в пространстве изображаемых фигур, а система плоскостей проекций не меняет своего положения в пространстве. При решении задач способом перемены плоскостей проекций не изменяют своего положения в пространстве фигуры, а перемещаются плоскости проекций. Обратите особое внимание на решение задач, в которых требуется прямую линию или плоскую фигуру расположить параллельно или перпендикулярно плоскости проекций.

 

Литература

2 – с.66-70.

8- с.76-86.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. По каким линиям перемещаются фронтальная и горизонтальная проекции точки при вращении ее вокруг оси, перпендикулярной горизонтально плоскости проекций?

2. До какого положения в пространстве нужно повернуть отрезок прямой, чтобы он проецировался без искажения?

3. Чем отличается способ вращения от способа перемены плоскостей проекций?

4. Каким образом нужно расположить плоскость проекций, относительно плоской фигуры, чтобы определить ее действительную величину?

 

Тема 2.6 Пересечение поверхностей геометрических тел плоскостями. Построение разверток.

 

Понятие о линии пересечения геометрических тел. Пересечение тел проецирующими плоскостями. Построение действительной величины фигуры сечения.

Построение разверток поверхностей усеченных тел: призмы, цилиндра, пирамиды, конуса. Линии сгиба на развертках.

Упражнения. Построение в прямоугольных проекциях чертежей двух усеченных тел, образованных гранными и кривыми поверхностями.

 

Методические указания

 

Построение линий пересечения плоскости с поверхностью геометрических тел рассматривается в теме 2.6. В результате пересечения плоскости с поверхностью многогранника получится многоугольник, вершины которого определятся как точки пересечения ребер многогранника с секущей плоскостью.

Линия пересечения плоскости с поверхностью криволинейных тел – в общем случае замкнутая кривая линия, точки которой принадлежат и секущей плоскости и заданной поверхности. Точки искомой линии определяются или как точки пересечения прямолинейных образующих с секущей плоскостью, если задана линейчатая поверхность, или применяют вспомогательные плоскости, используя, например, свойство поверхностей вращения пересекаться по окружности с плоскостью перпендикулярной оси вращения.

 

Литература

2 – с.98-104.

7 – с.113-115.

8 –с.106-116.

Вопросы для самоконтроля

 

1. Что называется сечением?

2. Какая фигура получится в результате пересечения плоскости с многогранником?

3. Какая фигура получится в результате пересечения плоскости с цилиндром?

4. Перечислите наименования линий, по которым плоскость может пересечь поверхность конуса вращения.

 

 

Тема 2.7 Взаимное пересечение поверхностей геометрических тел

Понятие о линии пересечения поверхностей геометрических тел. Построение проекций линии пересечения поверхностей, когда одна из них проецирующая, когда обе проецирующие.

Построение проекций линии пересечения многогранника и тела вращения при помощи вспомогательных плоскостей.

Применение вспомогательных секущих сфер при построении проекций линии пересечения поверхностей вращения с пересекающимися осями. Теорема Монжа.

Упражнения. Построение проекций линий пересечения поверхностей:

а) многогранника и тела вращения; б) двух тел вращения.

 

Методические указания

 

В теме 2.7 завершается изучение проекций геометрических тел. В этой теме рассматривается построение линий пересечения поверхностей геометрических тел. Для этого следует воспользоваться вспомогательной поверхностью, в качестве которой используют или секущую плоскость (способ секущих плоскостей), расположив ее так, чтобы она секла заданную поверхность по простой фигуре, или сферу (способ секущих сфер).

Если задачу можно решить и тем и других способом, то предпочтение отдают способу сфер, как более экономичному и эффективному. Следует только помнить, что способом сфер задачи можно решать, если заданы поверхности вращения с пересекающимися осями, расположенными одной из плоскостей проекций.

 

Литература

2 – с.111-123.

8 – с.123-128.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Какая линия получится в результате пересечения двух многогранников?

2. Как определяются точки этой линии?

3. Каким образом строят линии пересечения поверхностей геометрических тел способом секущих плоскостей?

4. В каких случаях применяют способ вспомогательных секущих сфер? В чем суть этого способа?

 

 

Тема 3.1 Виды, разрезы, сечения

 

Виды. Назначение видов. Расположение основных видов. Дополнительные виды, их расположение и обозначение. Местные виды, их применение, расположение и обозначение.

Разрезы простые: горизонтальные, вертикальные (фронтальные и профильные) и наклонные. Расположение разрезов. Соединение половины вида с половиной разреза. Местные разрезы. Сложные разрезы (ступенчатые, ломаные). Обозначение разрезов.

Сечения, их назначения и типы. Сечение вынесенное и наложенное. Расположение сечений и обводка их контуров. Обозначение сечений. Графическое обозначение материалов в сечениях и разрезах.

Выносные элементы, их назначение и содержание. Расположение, изображение и обозначение выносных элементов.

Условности и упрощения. Изображения одинаковых равномерно расположенных элементов. Разрезы тонких стенок, ребер жесткости, спиц и т.п.

Упражнения. Выполнение простых и сложных разрезов и сечений на чертежах деталей. Построение аксонометрии с вырезом одной четверти.

 

Методические указания

 

В теме рассматриваются различные проекционные задачи: построение видов модели по заданному ее аксонометрическому изображению, построение по двум видам модели третьего вида, построение простых разрезов и. При решении этих задач нужно прежде всего по заданным проекциям ясно и четко представить себе форму и устройство заданной модели и только после этого переходить к решению заданной задачи. Эти задачи очень важны для развития навыков чтения чертежа, они являются хорошим упражнением для развития пространственного представления.

 

Литература

2 – с.124-125, 141-146, 155.

7 – с.82-92, 96, 119-125.

8 – с.200-206.

Вопросы для самоконтроля

 

1. Что называется видом?

2. Перечислите основные виды. Как они располагаются относительно друг друга?

3. Какой вид на чертеже принимается в качестве главного?

4. Что называется дополнительным видом?

5. Как он обозначается на чертежах?

6. Для чего выполняется местный вид?

7. Что называется разрезом?

8. Как подразделяются разрезы в зависимости от положения секущей плоскости?

9. Как обозначаются разрезы на чертежах?

10. В каких случаях разрез не обозначают?

11. В каком случае выполняют соединение вида и разреза?

12. Что такое местный разрез?

13. Что называется сечением? Чем отличается сечение от разреза?

14. Какая разница в изображении вынесенного и наложенного сечения?

 

Тема 3.2 Изображение и обозначение резьб

 

Винтовая линия на поверхности цилиндра и конуса. Понятие о винтовой поверхности.

Основные сведения о резьбе. Элементы резьбы: сбеги, проточки, фаски. Условное изображение резьбы. Обозначение стандартных специальных резьб. Обозначение левой и многозаходной резьб.

Изображение и условное обозначение стандартных резьбовых крепежных деталей (болты, винты, шпильки, гайки, шайбы и др).

Упражнения. Построение изображений и обозначение стандартных резьбовых крепежных деталей.

Методические указания

 

В теме рассматриваются различные способы соединения деталей. К такого рода соединениям прежде всего относятся соединения при помощи резьбы. Резьбовые соединения на чертежах изображаются и обозначаются условно. На эти условности нужно обратить особое внимание. Заметьте разницу в изображении резьбы на стержне и в отверстии. Разберите как следует изображение резьбы на соединенных деталях (когда одна деталь навернута на другую), в этом случае сплошные основные линии контура резьбы одной детали совпадают с тонкими линиями изображения резьбы другой детали.

Разберите детальнее правила обозначения стандартных крепежных резьб – метрической и трубной.

 

Литература

2 – с.167-169, 180-184.

7 – с.159-172.

8 – с.210-217.

Вопросы для самоконтроля

 

1. Назовите известные вам профили резьб?

2. Что называется шагом резьбы, ходом резьбы?

3. Какие параметры входят в обозначение резьб?

Тема 3.3 Эскизы и чертежи деталей

 

Назначение эскиза и чертежа в производстве. Порядок и последовательность выполнения эскиза детали. Нанесение размеров. Измерительный инструмент и приемы обмера деталей. Линейные штамповочные уклоны и скругления. Конструктивные элементы деталей, центровые отверстия, галтели, проточки и т.д.

Понятие о шероховатости поверхности, ее обозначение на чертежах. Технические требования, предъявляемые к рабочим чертежам деталей. Методика выполнения эскиза.

Упражнения. Выполнение эскизов деталей. Чтение чертежей деталей.

 

Методические указания

 

В теме рассматриваются правила выполнения и оформления отдельных конструкторских документов – эскизов и рабочих чертежей деталей. Для изучения этих тем недостаточно ознакомиться с ними по учебнику. Кроме соответствующих знаний необходимы навыки выполнения эскизов и чертежей, поэтому очень важно выполнить ряд упражнений на эскизирование и составление рабочих чертежей деталей.

 

Литература

2 – с.209-211.

7 – с.141-150.

8 - с.220-228.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. С какой целью в производстве выполняются эскизы?

2. В чем отличие эскиза детали от рабочего чертежа?

3. В какой последовательности выполняются эскизы?

4. Что называется шероховатостью поверхности?

 

Тема 3.5 Сборочный чертеж. Деталирование сборочного чертежа

 

Сборочный чертеж, его назначение и содержание. Последовательность выполнения сборочного чертежа. Упрощения, применяемые на сборочных чертежах. Составление спецификации. Выполнение эскизов деталей сборочной единицы с натуры.

Чтение и деталирование сборочного чертежа (выполнение рабочих чертежей отдельных деталей и определение их размеров). Порядок деталирования сборочных чертежей. Определение количества видов, разрезов, сечений и выбор формата для рабочих чертежей отдельных деталей. Увязка сопрягаемых размеров.

Методические указания

 

В теме рассматриваются правила выполнения и оформления отдельных конструкторских документов – сборочных чертежей и чертежей общего вида. Учащиеся должны знать, что изображают на этих конструкторских документах, уметь заполнять основную надпись и спецификации, применять условности и упрощения. Приступая к деталированию, надо знать, как работает данное изделие, прочесть чертеж сборочной единицы. Деталируя сборочный чертеж следует ясно представить себе форму и размеры всех деталей, входящих в сборочную единицу, их взаимосвязь, а также характер перемещения подвижных деталей.

 

Литература

2 – с.255-259, 280-289..

7 – с.253-270.

8 – с.228-232.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Каково назначение чертежа общего вида?

2. В каком порядке выполняют сборочный чертеж?

3. Каким образом на сборочном чертеже указывают номера (позиции) деталей?

4. Какие размеры показывают на сборочном чертеже?

5. Что называется деталированием?

6. Какое количество изображений (видов, разрезов, сечений) нужно при вычерчивании рабочих чертежей деталей при деталировании?