Файл: Начертательная геометрия.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.08.2024

Просмотров: 222

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Глава 3 ПЛОСКОСТЬ

3.1. Задание плоскости на чертеже. Следы плоскости

Плоскостью называется поверхность, образуемая перемещением прямой линии, которая движется параллельно самой себе по неподвижной направляющей прямой.

 

На чертеже плоскость можно изо-

 

бразить только в том случае, если она про-

 

ецируется в линию. На рис. 3.1 плоскость

 

α, расположенная перпендикулярно к

 

плоскости π1 , проецируется на нее прямой

 

линией α'.

 

Если плоскость не перпендикулярна

 

к плоскости проекций, то изобразить ее на

 

чертеже невозможно, так как проекции

 

плоскости на каждую плоскость проекций

Рис. 3.1

π1, π2, π3 занимают полностью всю плос-

 

кость проекций. Однако ее можно

задать на чертеже, изобразив какие-либо элементы, определяющие ее. Такими элементами являются:

1)проекции трех точек, не лежащие на одной прямой (рис.3.2, а );

2)проекции прямой и точки, не лежащей на ней (рис.3.2, б);

3)проекции пересекающихся прямых (рис.3.2, в);

4)проекции двух параллельных прямых (рис. 3.2, г);

5)проекции плоских фигур (рис.3.2, д).

B''

C''

 

B''

 

B''

 

 

B''

 

 

D''

 

 

A''

A''

A''

 

A''

 

A''

 

 

 

 

 

C''

C''

 

 

C''

C''

B''

x

x

 

x

x

x

 

 

 

 

C'

B'

 

C'

 

C'

D'

 

C'

 

 

 

 

 

 

 

A'

A' C'

A'

B'

A'

B'

 

A'

B'

B'

 

 

 

 

а

б

 

в

 

г

 

 

д

Рис. 3.2

Кроме того, плоскость может быть задана следами плоскости. Следом плоскости называется линия пересечения заданной плоскости с любой из плоскостей проекций.

На рис.3.3, а изображена плоскость α, которая пересекается с плоскостями проекций, и образует следующие следы:

h0αгоризонтальный след – в пересечении с горизонтальной плоскостью проек-

ций π1;

f0α фронтальный след – в пересечении с фронтальной плоскостью проекций π2; p0α - профильный след – в пересечении с профильной плоскостью проекций π3. На чертеже плоскость задают проекциями следов h0α, f0α, p0α′″ (рис. 3.3, б). Следы

плоскости лежат на одноименных плоскостях проекций, поэтому фронтальная проекция h0αгоризонтального следа и горизонтальная проекция f0αсовпадают с осью x.

23


 

 

 

z

 

 

 

 

 

z

 

 

 

f

''

p'''

 

 

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

O

x

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h'

 

 

 

 

 

0

y

 

 

 

 

y

 

а

Рис. 3.3

z

z

f '' 0

h''

f '

0

0

h'0

б

p''' 0

O

y

y

1

Два следа плоскости сходятся на осях в точках xα, yα, zα, которые называются

точками схода следов.

3.2.Плоскости общего и частного положения

По отношению к плоскостям проекций плоскости могут занимать различное положение.

Плоскость, не перпендикулярную ни к одной из плоскостей проекций называют

плоскостью общего положения.

Наглядное изображение плоскости общего положения α дано на рис.3.4, а, чертеж плоскости общего положения α, заданной плоской фигурой, приведен на рис. 3.4, б и чертеж плоскости общего положения α, заданной следами, приведен на рис.3.4, в.

 

z

 

f ''

 

 

0

 

p'''

x

O

0

 

 

h'

 

y

0

 

а

A''

x

A'

B'' z

C'' A'''

 

O

C'

B'

y

 

б

 

Рис. 3.4

B'''

C'''

y1

 

 

 

z

z

 

 

 

 

 

 

f ''

 

 

 

 

0

 

 

x

x

 

 

O

 

 

 

 

 

 

h'

 

 

 

 

0

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

в

p''' 0

y

1

Плоскость общего положения пересекает каждую из осей x, y, z.

Следы плоскости общего положения никогда не перпендикулярны к осям проекций. При построении плоскости следами последние обычно ограничиваются участка-

ми, расположенными в первом октанте.

К плоскостям частного положения относятся плоскости, перпендикулярные к плоскостям проекций.

Если плоскости перпендикулярны к одной из плоскостей проекций, то они называются проецирующими.

Различают горизонтально-проецирующую (β π1), фронтально-проецирующую (γ π2) и профильно-проецирующую(δ π3). Характерные особенности расположения проецирующих плоскостей приведены в таблице 3.1.

24


 

 

 

 

Проецирующие плоскости

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.1

Наимено-

Наглядное

 

 

 

 

Плоскость задана:

 

 

 

 

Особенно-

вание

изображение

 

плоской фигурой

 

 

следами

 

 

сти проек-

плоскости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ции плос-

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кости

 

1

 

 

 

 

 

B''

z

B'''

 

 

 

 

z

 

 

A'B'C'-

 

πβ

 

2

3

 

 

 

C'' A'''

 

 

''

 

 

 

po '''

линияпрямая

Горизонтальнопроецирующая ,

 

 

 

 

A''

 

C'''

 

x

 

 

o

 

 

f0β'' x,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

 

x

 

 

o

y1

x

 

 

 

y1

p0β''' y1,

x

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

A'

 

 

 

 

1

 

 

 

 

ϕ2 – угол

 

1

 

y

 

B'

y

 

 

 

 

y

 

 

наклона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пл.β к π2

 

 

 

 

 

C'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F''

z

F'''

 

 

z

 

z

 

po '''

D''E''F''-

 

2

 

2

 

 

 

E''

E'''

 

 

 

 

 

прямая

 

πγ

 

 

 

D''

 

 

 

''

 

 

 

 

 

линия

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D'''

 

 

 

 

 

 

h0γ' x,

 

,

 

 

 

 

x

 

 

o

x

 

 

1

 

 

 

 

проецирующая

 

 

 

 

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

E'

 

y1

 

 

 

 

 

p0γ''' z,

-

x

 

o

 

 

 

F'

 

x

 

 

 

 

 

y1

ϕ1 – угол

 

1

 

y

D'

 

 

y

 

 

ho

'

 

 

 

 

наклона

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

пл.γ к π1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фронтально

3

 

 

 

K''

 

z

 

 

f o ''

 

z

 

 

K'''L'''M'''-

 

, πδ

 

2

 

 

 

K'''

 

 

 

 

прямая

 

 

 

 

 

L''

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

L'''

 

 

 

 

 

 

'''

линия

Профильнопроецирующая

 

 

 

 

x

M''

 

o

M'''

x

 

 

 

o

1

y1 h0δ'llp0δ'''llx,

 

 

o

 

 

 

 

y1

 

 

 

 

 

 

 

ϕ1 – угол

x

 

 

K'

 

L'

 

 

ho '

 

 

 

 

 

наклона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M'

 

 

 

 

 

 

 

пл.δ к π1

 

1

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

ϕ2=90°-ϕ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плоскости, перпендикулярные к двум плоскостям проекций называются плоско-

стями уровня.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плоскости уровня, являясь проецирующими одновременно параллельны одной из

плоскостей проекций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К ним относятся:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1Горизонтальная плоскость – перпендикулярная плоскостям π2 и π3 и параллельная π1;

2Фронтальная плоскость – перпендикулярная плоскость π1 и π 3 и параллельная π2;

3Профильная плоскость – перпендикулярная плоскостям π1 и π2 и параллель-

ная π3.

Характерные особенности расположения проекций плоскостей уровня приведены в таблице 3.2.

Плоскости, перпендикулярные к плоскостям проекций (это проецирующие плоскости и плоскости уровня) обладают важным свойством, называемым собирательностью: если точка, линия или фигура расположены в плоскости проекций, то на этой плоскости проекций их проекции совпадают с проекцией проецирующей плоскости.

25


 

 

 

 

 

Плоскости уровня

 

 

 

Таблица 3.2

Наиме

 

 

Наглядное

 

 

 

 

Плоскость задана:

 

 

 

Особенно-

новани-

 

изображение

плоской фигурой

 

следами

 

сти проек-

епло-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ции плос-

ско-сти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кости

1

 

 

z

 

 

 

 

 

z

 

 

 

z

 

α

α

, αllπ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'' и

''' z

 

2

''

'''

 

A''

B''

C''

 

 

''

 

'''

 

Плоскость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

имеетдве

Горизонтальная

 

 

 

 

 

x

 

o

 

 

x

 

 

 

вырожден-

x

 

o

3

 

A'

 

 

 

y1

 

 

 

y1

ныепроек-

 

 

 

 

 

 

C'

 

 

 

 

 

 

ции– фрон-

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тальнуюи

 

 

y

 

 

B'

 

y

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

профильную

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

z

F'''

 

 

z

 

β''llx, β'''llz

2

 

2

 

 

 

 

E''

F''

E'''

 

 

 

 

Плоскость

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

, βllπ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'''

имеетдве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D''

 

 

D'''

x

 

 

 

вырожден-

Фронтальная

 

 

o

'''

 

 

 

 

 

 

y1

ныепроек-

x

 

x

 

 

 

y1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ции – гори-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

зонтальную

 

 

 

 

 

D'

E'

F'

 

 

 

y

 

 

 

 

y

 

y

 

 

 

ипрофиль-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ную

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

z

 

γ'' иγ''' z

 

 

 

 

 

 

 

 

K'''

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

K''

 

 

 

 

Плоскость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

''

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

имеетдве

γllπ

 

''

 

 

 

L''

 

 

 

L'''

x

 

 

 

вырожден-

,

 

 

o

 

 

M''

 

 

 

y1

 

 

 

ныепроек-

Профильная

x

 

 

x

 

 

M'''

 

 

y1

 

 

 

 

 

 

 

ции – гори-

 

 

'

 

 

K'

 

 

 

 

'

 

 

 

зонтальную

 

 

1

 

 

M'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ипрофиль-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

L'

 

y

 

 

 

 

 

ную

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

o ''

z

 

C''

'''

C'''

x

O

y1

C'

 

ho' y

Рис. 3.5

Например, если точка С расположена в профильно-проецирующей плоскости ρ, то ее профильная проекция находится на профильном следе – проекции δ′″ (рис.3.5).

Проецирующие плоскости находят широкое применение в качестве вспомогательных элементов при решении различных задач начертательной геометрии, а также используются в техническом черчении при построении разрезов и сечений на чертежах.

26


3.3.Прямая и точка в плоскости

Кчислу основных задач, решаемых на плоскости, относят: проведение любой прямой в плоскости, построение недостающей проекции точки, проверка принадлежности точки плоскости.

Решение этих задач основано на известных положениях геометрии:

1)Прямая принадлежит плоскости, если две ее точки принадлежат этой плос-

кости.

 

 

C''

 

 

A''

 

F''

 

 

E''

D''

 

 

B''

x

 

 

 

 

 

 

 

B'

D'

 

A'

E'

 

 

F'

 

 

C'

 

 

 

 

 

Рис. 3.6

 

Например, плоскость задана параллельными прямыми АВ и СД (рис.3.6) требуется построить горизонтальную проекцию EFпрямой EF, лежащей в этой плоскости, если известна ее фронтальная проекция EF.

Прямые AB, CD, EF лежат в одной плоскости, поэтому точки E и F являются точками пересечения соответственно прямых AB и EF и CD и EF1. По линиям связи определяем горизонтальные проекции точек Fи E. Через точки Eи Fпроводим горизонтальную проекцию прямой.

2) Прямая будет принадлежать плоскости и в том случае, если она будет проходить через точку этой плоскости параллельно какой либо прямой, лежащей в этой плоскости.

 

 

B''

D''

 

 

 

 

A''

 

C''

x

 

B'

 

 

 

 

 

 

A'

 

D'

 

 

 

 

 

 

C'

 

 

Рис. 3.7

 

Например, плоскость задана треугольником ABC (рис. 3.7). Требуется построить прямую, лежащую в плоскости ABC и проходящую через точку С. Через точку С проводим прямую CD, параллель-

ную AB, (CD′ llAB, CD″ llAB).

3) Если плоскость задана на чертеже следами, то прямая принадлежит плоскости, если следы прямой лежат на одноименных следах плоскости или если она парал-

лельна одному из следов плоскости, а с другими имеет общую точку.

 

 

 

 

Например, прямая MN

принадле-

 

 

f o ''

жит плоскости α (рис. 3.8), поэтому гори-

 

 

 

зонтальный след M ' прямой лежит на го-

 

 

N''

ризонтальном следе h0α.плоскости α, а

 

x

M''

фронтальный след N'' прямой

на фрон-

x

тальном следе f0α плоскости α.

 

N'

 

 

 

Из вышеизложенного вытекает, что

 

 

ho '

для определения следов плоскости доста-

 

 

M'

точно найти следы прямых, определяющих

 

 

данную плоскость.

 

Рис. 3.8

27