Рекомендации по выполнению чертежей

Методические указания к изучению курса инженерной графики

Изучение курса инженерной графики (технического черчения) рекомендуется вести в следующем порядке:

1) Ознакомиться с темой по программе и методическими указаниями к выполнению контрольной работы;

2) Изучить стандарты, необходимые для выполнения графической работы по данной теме;

3) Изучить рекомендуемую литературу по данной теме. Желательно законспектировать в рабочей тетради основные положения и зарисовать отдельные чертежи. Для рабочей тетради могут быть использованы альбомы для черчения или рисования, а также тетради, линованные в клетку, или миллиметровка;

4) Ответить на вопросы для самопроверки к каждой теме программы и записать ответы в рабочей тетради. Ответы на вопросы отсылать для проверки не нужно, но в случае затруднений следует обращаться за письменной или устной консультацией на кафедру;

5) Выполнить графическую работу по теме по порядку, указанному в методических указаниях к теме.

Чертежи, помещенные в методических указаниях, не являются эталонами исполнения, а служат лишь примерами расположения материала на листе, характеризуют объём и содержание темы.

Контрольные работы

Основная форма работы студентов, изучающих техническое черчение - это выполнение графических работ по темам, указанным в программе. Все графические работы для студентов заочного обучения программами разбиты на две контрольные работы - №1 и №2. Контрольная работа №1 содержит материал, охватывающий общие правила выполнения чертежей (геометрическое и проекционное черчение). Контрольная работа №2 содержит материал курса машиностроительного черчения. Каждую контрольную работу студенты отсылают на рецензию по месту прикрепления (академия, филиал). Отсылать на рецензию контрольную работу по частям не разрешается. Для удобства пересылки почтой листы чертежей нужно складывать до формата A4, т. е. до размера 210×297 мм. Студенты могут представлять графические работы для очного рецензирования преподавателю группы или потока на практических занятиях или консультациях.

Рецензирование контрольных работ является основной формой руководства самостоятельной работой студентов со стороны преподавателей. Прорецензированную контрольную работу вместе с рецензией возвращают студенту. Замечания рецензента на чертежах должны оставаться до предъявления чертежей на зачёте. Контрольная работа зачитывается только при правильном выполнении чертежей по всем темам, входящим в неё. На повторную рецензию, в случае большого количества ошибок и необходимости их исправления, нужно высылать всю работу полностью вместе со всеми предыдущими рецензиями по ней. По всем неясным вопросам следует обращаться за письменной или устной консультацией на кафедру.

Зачёт по курсу

В высших технических учебных заведениях установлены следующие основные правила проведения зачётов по инженерной графике: сдача зачётов проводится в часы и дни, установленные по расписанию. К зачёту допускают студентов, полностью выполнивших все работы, установленные рабочей программой.

По курсу установлен один дифференцированный (с оценкой) зачет. Зачёт состоит из:

1) Просмотра преподавателем выполненных графических работ;

2) Выполнения студентом зачётных заданий, содержание которых установлено кафедрой;

3) Вопросов преподавателя по чертежам, выявляющих знание ГОСТов ЕСКД и умение читать чертежи.

После сдачи зачёта работы студентов остаются в учебном заведении.

Рекомендации по выполнению чертежей

Все чертежи должны быть выполнены в соответствии с ГОСТом и отличаться четким и аккуратным выполнением. Правила пользования чертежными инструментами подробно изложены в рекомендуемой литературе.

Для выполнения чертежей требуются следующие чертёжные инструменты и принадлежности:

- бумага чертёжная;

- доска чертёжная;

- рейсшина;

- два различных угольника (с углами 30º, 45º, 60º, 90º);

- линейка длиной не менее 420 мм;

- транспортир;

- набор лекал;

- циркуль;

- набор простых карандашей, твёрдости Т (Н), ТМ (НВ), М (В);

- резинка.

Чертежи выполняют на листах чертёжной бумаги формата, указанного покаждой теме в программе. Форматы указаны в требованиях ГОСТ 2.301-68*.

Форматы листов чертежей определяют размеры внешней рамки, выполняемой тонкой линией (рисунок 1). Рамку чертежа проводят сплошной основной линией, отступая 20 мм слева и по 5 мм с других сторон от границ формата (рисунок 1).

Рисунок 1

После нанесения рамки чертежа в правом нижнем углу намечают габаритные размеры основной надписи чертежа. На формате А4 основную надпись располагают только вдоль его короткой стороны. Форма и содержание основной надписи (рисунок 2) установлены в соответствии с ГОСТ 2.104-68*.

Рисунок 2

Графа 1 – наименование изделия или содержание листа.

Графа 2 – обозначение чертежа (устанавливает кафедра).

Графа 3 – обозначение материала детали (заполняют только на чертежах деталей).

Графа 4 – литера, присвоенная данному документу по ГОСТ 2.103 – 68.

Графа 5 – масса изделия по ГОСТ 2.109 – 68.

Графа 6 – масштаб.

Графа 7 – порядковый номер листа (на документах, состоящих из одного листа, графу не заполняют).

Графа 8 – количество листов (графу заполняют только на первом листе).

Графа 9 – наименование предприятия (номер группы и название кафедры).

Графа 10 – характер работы, выполняемой лицом, подписывающим документ, например: "Разраб."(разработал); "Пров."(проверил).

Графа 11 – фамилии лиц, подписавших чертёж.

Графа 12 – подписи лиц, фамилии которых указаны в графе 11.

Графа 13 – дата подписания документа.

Графы 14...18 – предназначены для отметок изменений, вносимых в чертёж.

Графа 19 (рисунок 1) – обозначение документа, соответствующее обозначению документа в графе 2 основой надписи – повёрнутым на 180° для формата А4 и больших с основной надписью вдоль длинной стороны листа; в правом верхнем углу с поворотом на 90° для форматов А3 и больших с основной надписью вдоль короткой стороны листа.

Пример заполнения основной надписи приведен на рисунке 3.

Рисунок 3

При оформлении контрольной работы №1 и заполнении основной надписи в графе 2 (рисунок 3) и графе 19 (рисунок 1) на кафедре установлено следующее обозначение:

- буквенно-цифровое обозначение изделия заменяется аббревиатурой учебного заведения «ВГСХА», после которой указываются последние три цифры номера зачётной книжки;

- обозначение крупной сборочной единицы – номер варианта;

- обозначение мелкой сборочной единицы – номер темы;

- обозначение детали – номер чертежа.

Чертежи выполняют сначала тонкими линиями (карандашом марки «Т» («Н»)), этим достигается точность построений, а кроме того, в случае ошибочного построения эти линии легко снять резинкой. Обводить чертёж следует, принимая толщину сплошных линий s, равной 0,5…1,4 мм, в зависимости от величины и сложности изображения, а также от формата чертежа. Толщина линий должна быть одинакова для всех изображений на данном чертеже, вычерчиваемых в одинаковом масштабе. Толщина остальных линий принимается согласно ГОСТ 2.303-68*, который устанавливает начертания и основные назначения линий на чертежах всех отраслей промышленности и строительства. Перед обводкой чертежа рекомендуется тщательно проверить правильность его выполнения. Правильность построений можно проверить во время консультаций у преподавателя, курирующего поток.

5 Требования, предъявляемые стандартами ЕСКД
к выполнению чертежей

5.1 Форматы

ГОСТ 2.301-68* устанавливает форматы чертежей независимо от того, выполняются ли чертежи на отдельных листах или на одном общем листе с выделением в нем формата для каждого чертежа. Форматы листов определяются размерами внешней рамки, выполняемой тонкой линией (рисунок 1). Формат А0 с размерами 1189×841 мм, площадь которого равна 1 м². Другие форматы, полученные путем последовательного деления его на две равные части параллельно меньшей стороне соответствующего формата, принимаются за основные. Обозначения и размеры основных форматов даны в таблице 1.

Таблица 1 - Обозначение и размеры стандартных форматов

При необходимости допускается применение формата А5 с размерами сторон 148 × 210.

Допускается применение дополнительных форматов, образуемых увеличением коротких сторон основных форматов в целое число раз. Обозначение дополнительного формата состоит из обозначения основного формата и его кратности, например А4 × 3 (размеры сторон 297 × 630 мм).

5.2 Масштабы

Масштабом чертежа называют отношение линейных размеров изображения объекта на чертеже к действительным размерам объекта.

ГОСТ 2.302-68* устанавливает масштабы изображений. В зависимости от сложности и величины изображаемых на чертеже изделий пользуются масштабами натуральной величины, увеличения или уменьшения согласно ГОСТ 2.302 – 68*:

Масштабы уменьшения 1:2, 1:2,5, 1:4, 1:5, 1:10, 1:15, 1:20, 1:25, 1:40, 1:50, 1:75, 1:100;

Натуральная величина 1 : 1;

Масштабы увеличения 2:1, 2,5:1, 4:1, 5:1, 10:1, 20:1, 40:1, 50:1, 100:1.

Для данной контрольной работы предпочтительным масштабом при выполнении учебных чертежей является 1:1 (изображение в натуральную величину). Масштаб на чертеже должен обозначаться по типу 1:1; 1:2; 2:1  и т.д.

Следует всегда помнить, что в каком бы масштабе ни был выполнен чертёж, на этом чертеже необходимо указывать цифрами те размеры, которые изображенное изделие должно иметь или имеет в натуре, а не на чертеже.

Масштаб изображения, отличающийся от указанного в основной надписи чертежа, указывают в скобках рядом с обозначением изображения, например: А ( 2 : 1 ), Б – Б ( 2 : 1 ).

5.3 Линии

ГОСТ 2.303—68* устанавливает наименования, начертания и основные назначения линий на чертежах всех отраслей промышленности и строительства (таблица 1).

Длину штрихов в штриховых и штрихпунктирных линиях выбирают в зависимости от величины изображения. Штрихи в линии и промежутки между ними должны быть одинаковой длины. Штрихпунктирные линии должны начинаться, пересекаться и заканчиваться штрихами. Центр окружности должен отмечаться пересечением штрихов. Штрихпунктирные линии, применяемые в качестве центровых, заменяют сплошными тонкими линиями, если диаметр окружности или размеры других геометрических фигур в изображении менее 12 мм (рисунок 4).

Таблица 1 – Названия, размеры и применение линий по ГОСТ 2.303 – 68*

Наименование	Начертание	Толщина	Применение
Сплошная толстая – основная		s=0,5...1,4	линии видимого контура; линии перехода видимые; линии контура сечения (вынесенного и входящего в состав разреза)
Сплошная тонкая (в дальнейшем - тонкая)		s/3...s/2	линии контура наложенного сечения; линии размерные и выносные; линии штриховки; линии-выноски; полки линий-выносок и подчёркивание надписей; линии перехода воображаемые; линии построения; линии ограничения выносных элементов; линии для обозначения пограничных деталей («обстановка»)
Сплошная волнистая		s/3...s/2	линии обрыва; линии разграничения вида и разреза
Штриховая		s/3...s/2	линии невидимого контура; линии перехода невидимые
Штрихпунк-тирная тонкая		s/3...s/2	линии осевые и центровые; линии сечений, являющиеся осями симметрии для наложенных и внесенных сечений
Штрихпунк-тирная утолщённая		s/2...(4/3)s	линии, обозначающие поверхности, подлежащие термообработке или покрытию; линии для изображения элементов, расположенных перед секущей плоскостью («наложенная проекция»)
Разомкнутая		s...(1½)s	линии сечений
Сплошная тонкая с изломами		s/3...s/2	длинные линии обрыва
Штрихпунк-тирная с двумя точками		s/3...s/2	линии сгиба на развёртках; линии для изображения развёртки, совмещённой с видом; линии для изображения частей изделий в крайних или промежуточных положениях

Рисунок 4

5.4 Шрифты чертёжные

ГОСТ 2.304-81* устанавливает шрифты чертёжные, наносимые на чертежи и другие технические документы всех отраслей промышленности и строительства. Размер шрифта h определяется высотой его прописных (заглавных) букв в миллиметрах, измеряемой перпендикулярно основанию строки. ГОСТ устанавливает следующие размеры шрифта, мм: 40; 28; 20; 14; 10; 7; 5; 3,5; 2,5. Высота строчных букв равна ⁵/₇ прописных, что округлённо соответствует меньшему размеру шрифта. Ширина букв g - наибольшая ширина буквы определяется по отношению к размеру шрифта h, например g = ⁶/₁₀ h. Толщина обводки букв и цифр d должна быть приблизительно равна ¹/₁₄ … ¹/₁₀ их высоты (рисунок 5а);

Устанавливаются следующие типы шрифта:

тип А без наклона (d = ¹/₁₄ h) с параметрами, приведёнными в таблице 2;

тип А с наклоном около 75° (d= ¹/₁₄ h) с параметрами, приведёнными в таблице 2;

тип Б без наклона (d= ¹/₁₀ h) с параметрами, приведёнными в таблице 3;

тип Б с наклоном около 75° (d= ¹/₁₀ h) с параметрами, приведёнными в таблице 3.

При выполнении надписей необходимо построить карандашом вспомогательную сетку в виде тонких линий, как это указано на рисунке 5б и рисунке 6а, затем от руки нанести на эту сетку буквы и цифры тонкими линиями.

Необходимая толщина достигается при обводке.

Рисунок 5

Для шрифта более мелких размеров (5; 3,5 мм) достаточно провести лишь две параллельные горизонтальные линии и под углом 75° через 10…20 мм наклонные линии (рисунок 6б). Буквы и цифры следует выполнять по частям, допуская движение руки только по двум направлениям - сверху вниз и слева направо. Расстояния между буквами, словами и строками для шрифтов всех размеров должны соответствовать указанным в ГОСТ 2.304-81* (таблицы 2 и 3).

Таблица 2 - Шрифт типа A (d = h/14)

Таблица 3-Шрифт типа Б (d = h/10)

Примечания:

1. Расстояние а между буквами, соседние линии которых не параллельны между собой (например, ГА, AT ), может быть уменьшено наполовину, т. е. на толщину d линии шрифта.

2. Минимальным расстоянием между словами е, разделенными знаком препинания, является расстояние между знаком препинания и следующим за ним словом.

При выполнении надписей строчными буквами толщина обводки прописных букв должна быть такая же, как и строчных (рисунок 6а, слова Кран подъёмный), что соответствует толщине обводки следующего меньшего размера шрифта. Для всего текста толщина линий должна быть одинакова. Если слова пишут одними прописными буквами и при этом получается кажущееся увеличение промежутков между смежными буквами (например, при сочетании букв Г и А, Г и Д, Р и А, Т и А), то следует скрадывать получающееся зрительное искажение, уменьшая эти промежутки (см. рисунок 6а, слова станок, гайка).

Рисунок 6

Надписи на чертеже по теме 1 и всем последующим рекомендуется выполнять шрифтами размеров 5 и 7 мм.

Минимальная высота букв и цифр на чертежах, выполняемых в карандаше, должна быть 3,5 мм. Все размерные числа на чертежах выполняют размером 5 мм.

5.5 Графические обозначения материалов в сечениях

Материал, из которого должно быть изготовлено изделие, указывают соответствующим обозначением в основной надписи чертежа (рисунок 2, графа 3). ГОСТ 2.306-68* устанавливает графические обозначения материалов в сечениях. Некоторые из них, наиболее часто встречающиеся на чертежах в машиностроении, приведены на рисунке 7.

Рисунок 7

Наклонные параллельные прямые линии штриховки должны проводиться под углом 45° к линиям рамки чертежа. Если линии штриховки, проведенные к линиям рамки чертежа под углом 45°, совпадают по направлению с линиями контура или осевыми линиями, то вместо угла 45° следует брать углы 30° или 60° (рисунок 8).

Рисунок 8

Линии штриховки следует наносить с наклоном влево или вправо, в одну и ту же сторону на всех сечениях, относящихся к одной и той же детали независимо от количества листов, на которых эти сечения расположены. Штриховку смежных сечений наносят для одного сечения вправо, для другого – влево или изменяют расстояние между линиями в соответствии с рисунком 9.

Рисунок 9

Расстояние между параллельными прямыми линиями штриховки (частота) должно быть одинаковым для всех сечений данной детали, независимо от масштаба отдельных изображений, и с наклоном в одну и ту же сторону. Указанное расстояние должно быть от 1 до 10 мм в зависимости от площади штриховки и необходимости разнообразить штриховку смежных сечений. Рекомендуется принять расстояние между линиями штриховки для металла равным 2…3 мм, для кирпичной кладки – 5…6 мм. Графическое обозначение бетона, древесины, стекла, грунта следует выполнять от руки.

Большие площади рекомендуется заштриховывать только у контурных линий (рисунок 10а).

Узкие площади сечений, шириной на чертеже менее 2 мм, допускается зачернять, оставляя просвет между смежными сечениями (рисунок 10б).

            а                                                      б

Рисунок 10

5.6 Нанесение размеров

Основанием для определения величины изображаемого изделия и его элементов служат размерные числа, нанесенные на чертеже

ГОСТ 2.307-68* устанавливает правила нанесения размеров и предельных отклонений на чертежах и других технических документах на изделия всех отраслей промышленности и строительства. Правила ГОСТ 2.307-68* изучают в течение всего курса. Ниже приведены основные положения этого ГОСТа.

Основанием для определения величины изображенного изделия и его элементов служат размерные числа, нанесенные на чертеж. Каждый размер на чертеже указывается только один раз в том месте, где данный элемент изделия показан наиболее ясно. Общее количество размеров на чертеже должно быть минимальным, но достаточным для изготовления и контроля изделия. Линейные размеры указывают в миллиметрах, без обозначения единицы измерения.

Если на чертеже размеры необходимо указать не в миллиметрах, а в других единицах (сантиметрах, метрах и т. д.), то соответствующие размерные числа записывают с обозначением единицы (см, м) или указывают эти единицы в технических требованиях.

Угловые размеры указывают в градусах, минутах и секундах с обозначением единицы измерения (4°, 4°30', 12°45', 20°30'40").

Размеры на чертежах указывают размерными числами и размерными линиями. При нанесении размера прямолинейного отрезка размерную линию проводят параллельно этому отрезку, а выносные линии - перпендикулярно размерным (рисунок 11).

Рисунок 11

При нанесении размера угла размерную линию проводят в виде дуги с центром в его вершине, а выносные линии - радиально (рисунок 12).

При нанесении размера дуги окружности размерную линию проводят концентрично дуге, а выносные линии - параллельно биссектрисе угла и над размерным числом наносят знак  (рисунок 13).

       Рисунок 12                                        Рисунок 13

Выносные линии должны выходить за концы стрелок размерной линии на 1…5 мм (рисунок 11). Размерные линии предпочтительнее наносить вне контура изображения (рисунок 11). Минимальное расстояние между размерной линии и параллельной ей линией контура, осевой, выносной и других линий – не менее 10 мм, а между параллельными размерными линиями – не менее 7 мм. Необходимо избегать пересечения размерных и выносных линий. Не допускается использовать линии контура, осевые, центровые и выносные линии в качестве размерных.

Размеры стрелок размерных линий выбирают в зависимости от толщины линий видимого контура и вычерчивают их приблизительно одинаковыми на всем чертеже. Форма стрелки и примерное соотношение ее элементов выполняются в соответствии с рисунком 14. Если длина размерной линии недостаточна для размещения на ней стрелок, то размерную линию продолжают за выносные линии (или соответственно за контурные, осевые, центровые и т. д.) и стрелки наносят в соответствии с рисунком 11. При недостатке места для стрелок на размерных линиях, расположенных цепочкой, стрелки заменяют засечками, наносимыми под углом 45° к размерным линиям (рисунок 15).

Размерные числа наносят над размерной линией (выше неё на 1 мм) возможно ближе к ее середине (рисунок 11). При недостатке места для стрелки из-за близко расположенной контурной, осевой, центровой или выносной линии последние допускается прерывать (рисунок 16).

       Рисунок 14               Рисунок 15               Рисунок 16

При нанесении размера диаметра внутри окружности размерные числа смещают относительно середины размерных линий.

При нанесении нескольких параллельных или концентричных размерных линий на небольшом расстоянии друг от друга размерные числа над ними рекомендуется располагать в шахматном порядке (рисунок 17).

Размерные числа линейных размеров при различных наклонах размерных линий располагают, как показано на рисунке 18.

    Рисунок 17                                      Рисунок 18

Если необходимо нанести размер в зоне угла 30°, соответствующее размерное число наносят на полке линии-выноски (рисунок 19).

Угловые размеры наносят в соответствии с рисунком 20. В зоне, расположенной выше горизонтальной осевой линии, размерные числа помещают над размерными линиями со стороны их выпуклости; в зоне, расположенной ниже горизонтальной осевой линии, - со стороны вогнутости размерных линий. В зоне угла 30° размерные числа указывают на полках линии-выноски.

Рисунок 19                                    Рисунок 20

Для углов малых размеров при недостатке места размерные числа помещают на полках линий-выносок в любой зоне (рисунок 21).

Если для написания размерного числа недостаточно места над размерной линией или недостаточно места для нанесения стрелок, то их наносят в соответствии с рисунком 22. Размерные числа не допускается разделять или пересекать какими бы то ни было линиями чертежа. В месте нанесения размерного числа осевые, центровые линии и линии штриховки прерывают (рисунок 16). При нанесении размера радиуса перед размерным числом помещают прописную букву R (рисунок 23).

 Рисунок 21                                                 Рисунок 22

При большой величине радиуса, центр дуги которого должен быть закоординирован, допускается приближать его к дуге, в этом случае размерную линию радиуса показывают с изломом под углом 90° (рисунок 24). Если не требуется указывать размеры, определяющие положение центра дуги окружности, то размерную линию радиуса допускается не доводить до центра. Размеры радиусов внутренних скруглений наносят в соответствии с рисунком 25, наружных - с рисунком 26.

          Рисунок 23                               Рисунок 24

Рисунок 25

Рисунок 26

При указании размера диаметра (во всех случаях) перед размерным числом наносят знак Æ (рисунок 27).

Размеры нескольких одинаковых элементов изделия наносят один раз с указанием на полке или под полкой линии-выноски количества этих элементов (рисунки 27, 28). При нанесении размеров элементов, равномерно расположенных по окружности изделия (например, отверстий), вместо угловых размеров, определяющих взаимное расположение элементов, указывают только их количество (рисунок 28).

              Рисунок 27                      Рисунок 28

Если дано одно изображение детали, то размер ее толщины или длины наносят, как показано на рисунке 29.

Рисунок 29

6 Контрольная работа №1

Контрольная работа №1 состоит из чертежей к темам 1 – 4.

Тема 1. Требования, предъявляемые стандартами ЕСКД к выполнению чертежей. Построение очертания кулачка.

Тема 2. Построение трех видов по данному наглядному изображению предмета.

Тема 3. Построение трех видов и аксонометрической проекции предмета по его описанию.

Тема 4. Построение третьего вида по двум данным. Выполнение разрезов и сечений.

7  Тема 1. Построение очертания кулачка

7.1 Задание по теме 1

Построить очертание кулачка. Пример выполнения приведен в приложении А. Данные для своего варианта взять из приложения Б. Графическую работу выполнить на листе чертежной бумаги формата A3 карандашом.

Порядок выполнения. Изучить основные положения ГОСТ, данные в сборнике стандартов «Единая система конструкторской документации», и рекомендуемую литературу. Следует иметь рабочую тетрадь и записать в нее основные положения. Ознакомиться с содержанием чертежа к теме (приложение А). Прочитать «Рекомендации по выполнению чертежей» в приведенных выше методических указаниях настоящего пособия. Изучить методические указания к данной теме и приступить к выполнению графической работы.

Указания по выполнению задания. В связи с огромным развитием автоматики в самых разнообразных механизмах можно встретить плоские кулачки и копиры. В заданиях к теме 1 очертание кулачка включает две лекальные кривые и дугу радиуса R, которая определяет время «выстоя» механизма, получающего движение от кулачка.

Построение кулачка в каждом варианте следует начинать с нанесения осей координат Ох и Оу. Затем строятся лекальные кривые по их заданным параметрам и выделяются их участки, входящие в очертание кулачка. После этого можно вычертить плавные переходы между лекальными кривыми. При этом следует учесть, что во всех вариантах через точкуDпроходит касательная к эллипсу. Обозначение R_Х показывает, что величина радиуса определяется построением. На чертеже вместо R_X надо проставить соответствующее число со знаком «*». Отверстие для вала и шпоночную канавку можно выполнить как в начале построения очертания кулачка, так и в конце.

7.2 Сопряжения

Для изображения очертания кулачка необходимо усвоить построение сопряжений, основанных на двух положениях геометрии:

1) при сопряжении прямой линии и дуги центр дуги сопряжения должен лежать на перпендикуляре к прямой, восставленном из точки сопряжения (рисунок 30);

Рисунок 30

2) при сопряжении двух дуг центры этих дуг должны лежать на прямой, проходящей через точку сопряжения перпендикулярно общей касательной этих дуг (рисунок 31).

Рисунок 31

При выполнении сопряжений следует различать три элемента: а) точку сопряжения; б) центр дуги сопряжения; в) радиус дуги сопряжения.

Для построения заданного сопряжения должен быть известен один из элементов - радиус или точка сопряжения; два других элемента определяются графически, построением. В конструкторской практике чаще встречаются задачи построения сопряжений при заданном радиусе.

Рассмотрим на примерах случаи сопряжений при заданном радиусе и при заданной точке сопряжения.

Задан радиус сопряжения

Рассмотрим последовательно сопряжение двух прямых, прямой и дуги и двух дуг при заданном радиусе R.

Для построения сопряжения двух пересекающихся прямых l₁иl₂ нарасстоянии заданного радиуса R проводим две вспомогательные прямые, соответственно параллельные заданным l₁ и l₂ (рисунок 32). Точка пересечения этих прямых является центром сопряжения О. Из полученного центра опускаем перпендикуляры на заданные прямые - получаем точки сопряжений М и N. Из центра О величиной заданного радиуса R проводим дугу в пределах между найденными точками М и N.

Для построения сопряжения прямой линии l с дугой радиуса R₁ , проведенной из центра O₁ (рисунок 33), проводим вспомогательную прямую, параллельную прямой l, на расстоянии заданного радиуса сопряжения R, а из центра O₁ проводим вспомогательную дугу радиусом R₁+R. В точке пересечения этих вспомогательных линий получаем центр сопряжения О. Из этого центра опускаем перпендикуляр на прямую - получаем точку сопряжения на прямой М, затем соединяем центр О с центром дуги O₁ - в пересечении прямой ОО₁ с заданной дугой получаем точку сопряжения на дуге - точкуN. Между найденными точками М и N радиусом R проводим дугу сопряжения.

              Рисунок 32                                    Рисунок 33

Для построения сопряжения двух дуг: дуги R₁ из центра O₁ и дуги R₂ из центра O₂ (рисунок 34), проводим две вспомогательные дуги радиусами, соответственно равными R₁+R и R₂+R. Точка пересечения вспомогательных дуг определяет центр сопряжения - точку О. Для определения точек сопряжения М и N соединяем центр сопряжения О с центрами заданных дуг O₁ и O₂. Радиусом R проводим дугу сопряжения в пределах MN.

Рисунок 34

Сопряжение двух дуг при заданном радиусе R возможно при следующем условии: O₁ O₂ ≤ R₁ + 2R + R₂

Рассмотрев наиболее характерные случаи сопряжений при заданном радиусе, можно выявить общее правило построения сопряжений для подобных случаев. Центр сопряжения определяется в пересечении двух вспомогательных линий, параллельных заданным дугам и отстоящих от заданных линий на расстоянии радиуса сопряжения.

Точки сопряжений определяются: на прямых - перпендикуляром, опущенным из центра сопряжений на прямую; на дугах - прямой, соединяющей центр сопряжений с центром заданной дуги (рисунки 32 – 34).

7.2.2 Задана точка сопряжения

Рассмотрим несколько характерных случаев сопряжения двух прямых, прямой и дуги и двух дуг, когда задана одна точка сопряжения М.

Для построения сопряжения двух пересекающихся прямых l₁ и l₂ (рисунок 35) центр сопряжения О определяем в точке пересечения перпендикуляра к прямой l₁ , восставленного из заданной точки М, и биссектрисы угла, образованного прямыми l₁ и l₂. Вторую точку сопряжения N на прямой l₂ определяем с помощью перпендикуляра, опущенного из центра O на прямую l₂. Радиус сопряжения определяем графически: R_X = |ОМ|= |ON|.

Рисунок 35

Построение сопряжения прямой линии l c дугой радиуса R₁, проведенной из центра O₁. Эта задача может быть решена в двух вариантах, точка М может быть задана на дуге и на прямой. Рассмотрим последовательно оба варианта.

Первый вариант. Точка М задана на дуге. В точке М проводим касательную к дуге. Точка пересечения биссектрисы угла, образованного касательной и заданной прямой l, с продолжением радиуса O₁М определяем центр дуги сопряжения О (рисунок 36).

Вторая точка сопряжения N на прямой определяется перпендикуляром, опущенным из точки О на прямую l. Радиус сопряжения определился графически: R_X = |ОМ|= |ON|.

   Рисунок 36                                Рисунок 37

Второй вариант. Точка М задана на прямой. Из заданной точки М восстанавливаем перпендикуляр к прямой l и откладываем на нем расстояние, равное R₁ (рисунок 37). Полученную точку К соединяем с центром O₁ и делим отрезок O₁ К пополам. Центр дуги сопряжения O определяется в точке пересечения перпендикуляра, восстановленного из середины отрезка O₁ К и прямой, проходящей через точки М и К.

Вторую точку сопряжения N на дуге определяем в точке пересечения прямой OO₁ c заданной дугой. Радиус сопряжения R_X = |ОМ| = |ON|.

Построить сопряжение двух дуг R₁ из центра O₁и R₂ из центра O₂. Точка сопряжения М задана на дуге, проведенной из центра O₁. Соединяем заданную точку М с центром O₁ и откладываем на продолжении радиуса O₁ М расстояние, равное R₂ (рисунок 38). Дальнейшее построение аналогично предыдущему случаю; полученную точку К соединяем с центром O₂ и делим отрезок КO₂ пополам. Центр дуги сопряжения О определяется в точке пересечения перпендикуляра, восстановленного от середины отрезка КO₂, и прямой, проходящей через точки M и O₁. Вторую точку сопряжения на второй дуге определяем в точке пересечения дуги с прямой OO₂. Радиус сопряжения R_X = |ОМ|= |ON|.

Рисунок 38

При обводке сопряженных линий сначала следует обводить дуги до точек сопряжений, а затем прямолинейные участки.

7.3 Лекальные кривые

Лекальные кривые имеют большое применение в технике. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся способы построения плоских кривых: эллипса, параболы, циклоиды, синусоиды, эвольвенты. Это кривые обычно обводят с помощью лекал, поэтому они получили название лекальных кривых.

Эллипс (рисунок 39). Эллипсом называется замкнутая плоская кривая, для которой сумма расстояний от любой ее точки до двух точек той же плоскости - фокусов эллипса - есть величина постоянная, равная большой оси эллипса. Отрезок MN называется большой осью эллипса, а отрезок DE - малой его осью. Если из точки D или Е провести дугу радиусом R=MN:2, то на большой оси эллипса будут получены его фокусы (точки F₁ и F₂).

Рисунок 39

Для построения эллипса проводят две концентрические окружности, диаметры которых равны осям эллипса. Эти окружности делят на несколько частей (12…16). Через точки деления на большой окружности проводят вертикальные линии, через соответствующие точки деления на малой окружности - горизонтальные линии. Пересечение этих линий даст точки эллипса I, II, III... (другие способы построения эллипса см. в рекомендуемой литературе).

Рекомендуется при обводке эллипса и других симметричных кривых делать на лекале засечки-черточки карандашом и прикладывать этот участок, лекала к симметричной части кривой.

Парабола (рисунок 40). Параболой называется плоская кривая, каждая точка которой расположена на одинаковом расстоянии от заданной прямой, носящей название директрисы, и точки, называемой фокусом параболы, расположенных в той же плоскости.

Рассмотрим один из способов построения параболы. Даны: вершина параболы О, одна из точек параболы D и направление оси ОС. На отрезках ОС и CD строят прямоугольник, стороны этого прямоугольника ОВ и BD делят на произвольное одинаковое число равных частей и нумеруют точки деления. Вершину О соединяют с точками деления BD, а из точек деления отрезка ОВ проводят прямые, параллельные оси. Пересечение прямых, проходящих через точки с одинаковыми номерами, определяет ряд точек параболы (другие способы построения параболы см. в рекомендуемой литературе).

Рисунок 40

Циклоида (рисунок 41). Траектория точки А, принадлежащей окружности, перекатываемой без скольжения по прямой, называется циклоидой. Для ее построения от исходного положения точки A на направляющей прямой откладывают отрезок АA₁ , равный длине данной окружности 2πR. Окружность и отрезок АA₁ делят на одинаковое число равных частей. Восстанавливая перпендикуляры из точек деления прямой АA₁ до пересечения с прямой, проходящей через центр данной окружности параллельно АA₁ , намечают ряд последовательных положений центра перекатываемой окружности O₁ , O₂ , O₃ , …, O₈. Описывая из этих центров окружности радиуса R, отмечают точки пересечения с ними прямых, проходящих параллельно АA₁ , через точки деления окружности 1,2, 3 и т. д.

В пересечении горизонтальной прямой, проходящей через точку 1, с окружностью, описанной из центра O₁ , находится одна из точек циклоиды; в пересечении прямой, проходящей через точку 2, с окружностью, проведенной из центра О₂ , находится другая точка циклоиды и т. д. Соединяя полученные точки плавной кривой, получаем циклоиду.

Рисунок 41

Синусоида (рисунок 42). Для построения синусоиды делят окружность заданного радиуса на равные части (6, 8, 12 и т. д.) и на продолжении осевой линии от условного начала - точки А - проводят отрезок прямой AB, равный 2πR. Затем прямую делят на такое же число равных частей, как и окружность (6, 8, 12 и т. д.). Из точек окружности 1, 2, 3, ... , 12 проводят прямые линии параллельно выбранной прямой до пересечения с соответствующими перпендикулярами, восстановленными или опущенными из точек деления прямой. Полученные точки пересечения (1', 2', 3', ... , 12') будут точками синусоиды с периодом колебания, равным 2πR. Точки 3' и 9' кривой являются вершинами точки А, 6 и В - точками перегиба.

Рисунок 42

Эвольвента (развертка окружности, рисунок 43). Эвольвентой называется траектория, описываемая каждой точкой прямой линии, перекатываемой по окружности без скольжения. В машиностроении по эвольвенте очерчивают профиль зубьев зубчатых колес. Для построения эвольвенты окружность предварительно делят на произвольное число равных частей; в точках деления проводят касательные к окружности, направленные в одну сторону. На касательной, проведенной через последнюю точку деления, откладывают отрезок, равный длине окружности 2πR, и делят его на то же число n равных частей. Откладывая на первой касательной одно деление, равное πD/n, на второй - два, на третьей - три и т. д., получают ряд точек I, II, III и т. д., которые соединяют по лекалу.

Рисунок 43

Построение гиперболы, эпициклоиды, гипоциклоиды, спирали Архимеда, строфоиды и т. д. см. в рекомендуемой литературе.

Для обводки кривой по лекалу рекомендуется соединить полученные точки тонкой линией от руки на глаз, стараясь при этом придать кривой линии возможно более плавные очертания, и лишь после этого подобрать лекало, соответствующее кривизне того или иного ее участка (рисунок 44), соединяя не менее трех точек одновременно.

Рисунок 44

7.4 Сопряжения прямой с лекальными кривыми (касательные к лекальным кривым)

Ранее были рассмотрены различные случаи сопряжения прямых, прямой с дугой и двух дуг. На практике нередко встречается сопряжение прямой с лекальными кривыми, при этом сопрягаемая прямая должна быть направлена по касательной к кривой, проведенной через заданную точку сопряжения.

Рассмотрим примеры построения сопряжений прямой с эллипсом (рисунок 45). Задана точка сопряжения D. Касательная к эллипсу в данной точке проходит перпендикулярно биссектрисе угла, образованного прямыми F₁ D и F₂ D, где F₁ и F₂ - фокусы эллипса.

Рисунок 45

На рисунке 46 показано построение касательной к параболе в заданной точке М. Касательная соединяет заданную точку М с точкой К, положение которой определяется соотношением AK=AN. Способы построения касательных к другим заданным лекальным кривым можно изучить в рекомендуемой литературе.

Рисунок 46

7.5 Вопросы для самопроверки

Вопросы для самопроверки к теме 1:

1. Сколько листов формата А4 содержится в листе формата А1?

2. Как образуются дополнительные форматы чертежей?

3. Чем определяется размер шрифта?

4. Чему равна высота строчных букв по сравнению с
прописными?

5. Допускается ли применение в чертежах прямого шрифта?

6. От чего зависит выбор толщины линии обводки видимого контура?

7. Какого начертания и какой толщины проводят линии осевые, центровые, выносные, размерные и невидимого контура?

8. Как проводят центровые линии окружности небольшого диаметра (менее 12 мм)?

9. В каких единицах проставляют размеры на чертежах?

10. На каком расстоянии от контура рекомендуется проводить размерные линии?

11. В каких случаях стрелку размерной линии заменяют точкой или штрихом?

12. Как располагают цифры размеров угла?

13. В каких случаях проставляют знак диаметра Æ?

14. Какие проставляют размеры при выполнении чертежа в масштабе, отличном от 1:1?

15. На каких двух положениях геометрии основано построение сопряжений?

16. Перечислите элементы сопряжений.

Литература

Основная

1. Государственные стандарты. Единая система конструкторской документации. Общие правила выполнения чертежей. – М.: Изд. стандартов, 1988. – 240 с.

2. Инженерная графика: Учебник / Под. ред. Н.П. Сорокина. –
4-е изд., стер. – СПб.: Издательство «Лань», 2009. – 400 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).

3. Инженерная графика: Учеб. для немаш. спец.вузов/А.А. Чекмарев. – 11-е изд., стер. – М.: Высш.шк., 2010. – 382 с.: ил.

4. Машиностроительное черчение и автоматизация выполнения чертежей: Учеб. для вузов / В.С. Левицкий. – 9-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2009. – 435 с.: ил.

5. Справочник по машиностроительному черчению / А.А. Чекмарев, В.К. Осипов. – 9-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2009. – 493 с.: ил.

6. Стандарты инженерной графики: Учебное пособие. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: ФОРУМ, 2008. – 240 с. – (Профессиональное образование).

Дополнительная

1. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. / Под ред. И.Н. Жестковой.– 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. – 912 с.: ил.

2. Детали машин и основы конструирования / Под ред. М.Н. Ерохина. – М.: КолосС, 2004. – 462 с.: ил.

3. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – 10-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 496 с.

4. Машиностроительное черчение: Учеб. для студентов машиностроительных и приборостроительных специальностей вузов / Г.П. Вяткин, А.Н. Андреева, А.К. Болтухин и др.; под ред. к.т.н., проф. Г.П. Вяткина. – 2-е изд., перераб. и допол. – М.: Машиностроение, 1985. – 368 с.

5. Одегов В.А. Савиных Е.В. Проекционное черчение: Методические указания к выполнению задания № 2 по инженерной графике. – Киров: Вятская ГСХА, 2010. – 34.

6. Попова Г.Н., Алексеев С.Ю. Машиностроительное черчение. Справочник. – СПб.: Машиностроение, 1999. – 384 с.

7. Савиных Е.В. Геометрическое черчение: Методические указания к выполнению задания №1 по инженерной графике. – Киров: Вятская ГСХА, 2008. – 39 с.

8. Савиных Е.В. Геометрическое черчение: Методические указания к выполнению задания №1 по инженерной графике. – Изд. 2-е, перераб. – Киров: Вятская ГСХА, 2011. – 41 с.

9. Савиных Е.В. Проекционное черчение: Методические указания к выполнению задания № 2 по инженерной графике. – Изд. 2-е, перераб. - Киров: Вятская ГСХА, 2011. – 33 с.

10. Федоренко В. А., Шошин А. И. Справочник по машиностроительному черчению. – Л., 1981. – 327 с.

Государственные стандарты «Единая система конструкторской документации» (ЕСКД).

Примечание. Допускается пользоваться другой литературой по инженерной графике по указанию кафедры.

Приложения Приложение А (справочное) Пример выполнения первого листа

Приложение Б

(обязательное)

Варианты заданий для построения очертания кулачка (размеры, мм)

Учебное издание

Владислав Анатольевич Одегов

ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ ЧЕРЧЕНИЕ

(Построение очертаний кулачка)

Методические указания и задания к выполнению

контрольной работы №1 по инженерной графике

Редактор И.В. Окишева

Заказ № _____ . Подписано к печати ________ 2012г.

Тираж 60 экз. Формат 60×84 1/8

Бумага типографская. Усл. п.л. 2,8. Цена договорная.

ФГБОУ ВПО Вятская ГСХА

610017, г. Киров, Октябрьский пр-т, 133.

Отпечатано в типографии Вятской ГСХА