Гранями правильных многогранников могут быть только правильные |
|||||||||||
треугольники, четырехугольники и пятиугольники. Одной из особенностей |
|||||||||||
правильных многогранников является то, что каждый из них вписывается в |
|||||||||||
сферу. Примерами правильных многогранников являются (рис. 2): тетраэдр — |
|||||||||||
правильный четырехгранник (а); гексаэдр — |
правильный шестигранник — |
куб |
|||||||||
(б); октаэдр — |
правильный восьмигранник (в); додекаэдр — |
правильный две- |
|||||||||
надцатигранник (г); икосаэдр — |
правильный двадцатигранник (д). |
|
|
||||||||
а) |
|
б) |
|
|
в) |
|
г) |
|
д) |
|
|
|
|
Рис. 3. Примеры правильных многогранников |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
3.1.1. Призма |
|
|
|
|
|
|
Призмой называется многогранник, две грани которого - равные много- |
|||||||||||
угольники с параллельными сторонами, расположенными в параллельных |
|||||||||||
плоскостях, а другие грани (боковые) - параллелограммы (рис. 4, б). Грани |
|||||||||||
призмы ограничиваются ребрами, являющимися прямолинейными отрезками, |
|||||||||||
а) А2' |
|
С2' |
В2' |
б) |
|
В |
пересекающимися между со- |
||||
|
|
|
|
А |
|
|
бой. |
Поэтому |
построение |
||
|
К2 |
|
|
|
|
чертежей призмы в основном |
|||||
|
|
|
|
С |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
сводится к построению про- |
|||||
А2 |
|
С2 |
В2 |
|
|
|
екций точек (вершин) и от- |
||||
|
|
|
|
резков прямых - ребер. На |
|||||||
|
|
|
В1 |
|
|
чертежах ребра призм, |
в за- |
||||
|
|
|
|
|
висимости от проекций, про- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
А1 |
|
|
В1 ецируются в виде отрезков |
||||
|
|
|
|
|
|
прямых или в виде точек. |
|||||
А1 |
К1 |
С1 |
|
С1 |
|
Например, фронтальной про- |
|||||
|
|
екцией боковых ребер приз- |
|||||||||
|
Рис. 4. Пример построения призмы |
|
|||||||||
|
|
мы (рис. |
4, а) |
являются от- |
|||||||
|
а) фронтальная и горизонтальная проекции; |
|
|||||||||
|
|
резки прямых. Горизонталь- |
|||||||||
|
б) аксонометрия |
|
|
|
|||||||
вых ребер призмы являются точки. |
|
ной проекцией тех же боко- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
Призма, основание у которой параллелограмм, называется параллелепи- |
|||||||||||
педом. |
Изображая |
призму, |
удобно ее основание располагать параллельно |
||||||||
|
|
|
|
|
36 |
|
|
|
|
|
|
плоскости проекций. Основания изображенных тел проецируются в отрезок прямой линии на фронтальную и профильную плоскости проекций.
Призма, у которой боковые грани перпендикулярны плоскости основания, называется прямой. Если боковые грани призмы не перпендикулярны плоскости основания, то такая призма называется наклонной.
3.1.2. Пирамида
а) |
S2 |
б) |
|
|
и ребер. Грани пирамид, кото- |
||
F2≡ (В2) |
Е 2≡ (С2) |
|
|
рые перпендикулярны плоско- |
|||
S |
|
стям проекций, проецируются |
|||||
|
|
|
|
|
на них в виде отрезков прямых |
||
|
|
|
|
|
линий. |
|
|
А |
О2 |
D2 |
|
|
Изображая |
пирамиду, |
|
2 |
|
|
удобно ее основание распола- |
||||
|
|
|
С1 |
D 1 |
|||
|
|
В1 |
гать |
параллельно |
плоскости |
||
|
В1 |
|
|
проекций. На рис. 5, а приве- |
|||
|
С1 |
О1 |
|
||||
|
|
А 1 |
Е 1 ден чертеж пирамиды с проек- |
||||
А1 |
|
|
циями вершины S1, S2 и осно- |
||||
D1 |
|
F 1 |
вания, |
проекции |
которого |
||
|
|
|
|
|
А2В2С2D2Е2F2 и А1В1С1D1 Е1F1. |
||
О1≡(S1) |
F1 |
|
|
|
Если высота пирамиды прохо- |
||
|
Е1 |
|
|
дит через центр тяжести осно- |
|||
Рис. 5. Пример построения пирамиды |
|
вания, |
то такая пирамида на- |
||||
|
|
|
|
|
зывается прямой. Во всех дру- |
||
Многогранник, у которого основание представляет собой многоугольник, |
|||||||
а боковые грани – |
треугольники, сходящиеся в одной точке – вершине, называ- |
||||||
ется пирамидой (рис. 5, б) . На чертеже пирамиду задают проекциями ее основания, ребер и вершины, а усеченную пирамиду - проекциями обоих оснований
а) фронтальная и горизонтальная проекции; |
гих случаях пирамида считает- |
|
б) аксонометрия |
||
ся наклонной. |
||
|
Существуют следующие условия видимости ребер многогранника:
1)проекции ребер, которые образуют внешний контур проекции многогранника, всегда видны;
2)видимость остальных ребер многогранника определяется методом конкурирующих точек (см. раздел 1.2.3).
Существуют следующие условия видимости граней многогранника:
1)грань многогранника видна, если видны все ее ребра;
2)грань многогранника не видна, если не видно хотя бы одно ее ребро.
37
3.2. Поверхности вращения. Конус и цилиндр
Поверхности вращения и ограничиваемые ими тела имеют весьма широкое применение во всех областях техники.
В начертательной геометрии поверхность рассматривают как множество последовательных положений движущейся линии или другой поверхности в пространстве. Линию, перемещающуюся в пространстве и образующую своим движением поверхность, называют образующей поверхности. Линия, по которой движется образующая, называется направляющей поверхности. Образующие могут быть прямыми и кривыми.
Поверхностью вращения называют поверхность, получающуюся от вращения некоторой образующей линии вокруг неподвижной прямой – оси по- верхности. На чертежах ось обозначают штрихпунктирной линией. Образующая линия может в общем случае иметь как криволинейные, так и прямолинейные участки. В зависимости от вида образующей, поверхности вращения могут быть линейчатыми, нелинейчатыми или состоять из частей таких поверхностей.
Задать поверхность на чертеже – значит указать условия, позволяющие построить каждую точку этой поверхности. То есть поверхность вращения на чертеже можно задать образующей и положением оси.
3.2.1. Коническая поверхность. Образование конической поверхности
Коническая поверхность образуется прямой линией L (образующая), проходящей через некоторую неподвижную точку S, и последовательно через все точки некоторой кривой направляющей линии а (рис. 6). Неподвижная точка S называется вершиной конической поверхности.
|
|
|
|
|
|
|
|
S2 |
|
|
|
Конус – |
геометри- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ческое тело, ограниченное |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
h |
конической поверхностью |
|||
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
и плоскостью. Конус, в |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Х |
О2 О2 |
|
|
|
зависимости от |
положе- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния его оси по отноше- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нию к плоскостям проек- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ций, может быть: прямым |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S1≡О1 |
Ø |
|
|
круговым, наклонным кру- |
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
говым, эллиптическим и |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т.д. Например, на рис. 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 6. |
Образование |
|
Рис |
Фронтальная и |
|
|
|
изображены фронтальная |
||||||||
|
|
|
|
. 7. |
|
|
|
и горизонтальная проек- |
||||||||
конической поверхности |
горизонтальная проекции |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
конуса |
|
|
|
|
|
|
|
ции прямого кругового |
|
конуса, ось которого перпендикулярна горизонтальной плоскости проекций π1. В учебном процессе рассматривается только прямой круговой конус.
38
3.2.2. Цилиндрическая поверхность. Образование цилиндрической поверхности
Если точку S (рис. 6) удалить в бесконечность, то коническая поверхность превратится в цилиндрическую.
Цилиндрическая поверхность образуется прямой линией L, сохраняющей во всех своих положениях параллельность некоторой заданной прямой линии и проходящей последовательно через все точки направляющей линии а
(рис. 8).
L |
|
|
Цилиндр - геометри- |
|||
|
|
ческое |
тело, |
ограни- |
||
|
К2 |
|
||||
|
|
ченное |
цилиндриче- |
|||
|
|
h |
||||
|
|
ской |
поверхностью и |
|||
|
|
|
||||
|
Х |
|
двумя параллельными |
|||
|
|
плоскостями. |
Если |
|||
|
|
|
||||
|
|
|
образующая |
L пере- |
||
а |
|
|
мещается параллельно |
|||
|
S1 |
Ø |
самой себе и перпен- |
|||
|
К1 |
|
дикулярно плоскости, |
|||
|
|
в которой лежит на- |
||||
|
|
|
||||
Рис. 8. Образование |
Рис. 9. Фронтальная и |
|
правляющая а, то та- |
|||
|
кой |
цилиндр |
называ- |
|||
цилиндрической |
горизонтальная |
|||||
поверхности |
проекции цилиндра |
ется |
прямым круго- |
|||
вым цилиндром.
На рис. 9 изображены фронтальная и горизонтальная проекции прямого кругового цилиндра, ось которого перпендикулярна горизонтальной плоскости проекций π1. Здесь же показано построение горизонтальной проекции точки К1, принадлежащей цилиндрической поверхности и заданной фронтальной проекцией К2. Любая точка на цилиндрической поверхности может быть построена с помощью проходящей через нее образующей.
Цилиндрические поверхности различают по виду нормального сечения, то есть кривой линии, получаемой при пересечении этой поверхности плоскостью, перпендикулярной к ее образующим. По виду нормального сечения ци-
линдр может быть эллиптическим (в частном случае круговым), параболиче-
ским, гиперболическим и т. д. Например, эллиптический цилиндр можно представить как прямой круговой цилиндр, преобразованный путем его равномерного сжатия в плоскости осевого сечения. Если же нормальным сечением является неопределенная геометрическая линия, то такой цилиндр называется ци-
линдром общего вида.
3.3. Аксонометрические проекции
При выполнении чертежей различных фигур и объектов в ортогональных проекциях трудно составить представление о них в целом. Чтобы сделать изо-
39
бражение более наглядным, строят его аксонометрическую проекцию, или сокращенно – аксонометрию.
Главной целью аксонометрических проекций является получение нагляд-
ных изображений, то есть таких изображений, по которым можно легко представить формы и восстановить вид объекта.
Сущность способа аксонометрических проекций заключается в сле-
дующем. Предмет вместе с осями прямоугольных координат, к которым он отнесен в пространстве, проецируется параллельно на одну плоскость проекций.
Эта плоскость называется плоскостью аксонометрических проекций. Проек-
ции координатных осей Х, Y, Z на эту плоскость будут называться аксономет-
рическими осями координат.
Например, спроецируем на плоскость аксонометрических проекций точку А (рис. 10). При этом проекции прямых, параллельных в ортогональных проекциях осям координат, будут также параллельны соответствующим аксонометрическим осям (АХ А1|| ОY и АХ'А1' || О'Y').Для того, чтобы обеспечить взаимную однозначность между точками пространства и точками аксонометри-
π' |
Z' |
|
АZ'' |
А'
1
|
|
Ах' О' |
|
|
Х' |
А1' |
АY' |
|
|
||
|
S |
2 |
|
|
Z |
Y' |
|
|
|
||
|
АZ |
|
|
π2 |
А |
π3 |
|
|
|
Ах О
Х |
А1 |
АY |
Y |
|
π1
Рис. 10. Пример построения аксонометрической проекции точки А
1- первичная проекция точки А;
2 - вторичная проекция точки А
40