Рукавишникова Екатерина Леонидовна 1 страница

ИНЖЕНЕРНАЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

(часть I - «Инженерная графика»)

Допущено Учебно–методическим объединением вузов Российской Федерации по агрономическому образованию в качестве учебного пособия для подготовки бакалавров по направлению 110500 «Садоводство»

Москва

Издательство РГАУ – МСХА

2014

УДК 62:004.9 (075.8)

ББК 30.11я81

И-Р84

Рецензент – Зайчик Б.Ц., кандидат технических наук, научный сотрудник института Биохимии А.Н.Баха РАН

Рукавишникова Е.Л. Инженерная и компьютерная графика(Часть I – «Инженерная графика»): Учебное пособие/ Е.Л.Рукавишникова.- М.: Издательство РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева, 2014, - 77 с.

ISBN

Материал, представленный в учебном пособии соответствует учебной программе дисциплины «Инженерная и компьютерная графика». Иллюстративный материал, в большинстве своем, сведен к алгоритмическим таблицам и гомологичен графическим заданиям в рабочих тетрадях. Учебное пособие можно использовать для самостоятельного изучения курса инженерной графики, а также при дистанционном обучении.

В пособие включены экзаменационные билеты по данной дисциплине и ответы на них.

© Рукавишникова Е.Л. –

составитель, 2014

© ФГБОУ ВПО РГАУ – МСХА

имени К.А.Тимирязева, 2014

© Издательство РГАУ – МСХА, 2014

Оглавление

Предисловие…..……………………………………………………………………………………………..3

Тема 1. Принципы построения чертежа………………..………….……………………………………….4

Тема 2. Принципы построения сопряжений………………………..…………...........................................7

Тема 3. Принципы построения геометрических форм и тел на плоскости……..……………….……...10

Тема 3.1 Эскиз и последовательность его выполнения……………………………..................................15

Тема 4. Принципы построения аксонометрических проекций……………..............................................15

Тема 4.1 Построение многоугольников в аксонометрических проекциях……………………………...18

Тема 4.2 Технический рисунок и последовательность его выполнения………………………………...23

Тема 5 Принципы вычерчивания сечений……………………………………............................................24

Тема 6. Принципы вычерчивания разрезов….…………………………………………………………….29

Тема 6.1 Сложные разрезы………………………………………………………………………………….32

Тема 6.2 Соединение вида и разреза……………………………………………………………………….32

Тема 6.3 Разрез в аксонометрии…………………………………………………………………………….35

Тема 6.4 Выполнение разрезов на эскизах и технических рисунках…………………………………….36

Тема 7. Принципы построения разверток…………………………………….............................................38

Тема 8. Принципы вычерчивания разъемных и неразъемных соединений...............................................39

Тема 9 Принципы деталирования сборочного чертежа……………………………………………………51

Тема 10. Экзаменационные вопросы и ответы к ним ………………………..............................................54

Глоссарий……………………………………………………………………………………………………..71

Библиографический список.………………………………………................................................................75

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие включает в себя основные темы дисциплины «Инженерная и компьютерная графика”. Ориентируясь на дидактические постулаты теории обучения, эти темы названы «принципами». С латинского principium - основа, начало (применительно к дисциплине - исходные положения теории; установившиеся общепринятые, широко распространенные правила действий).

В настоящее время в педагогике термин «принцип» трактуют как определенную систему основных дидактических требований к процессу обучения, выполнение которых обеспечивает эффективность. Алгоритмические таблицы, как удобная форма подачи учебного материала, помогают более эффективно усвоить предмет.

Материал, представленный в учебном пособии соответствует учебному и тематическому плану по дисциплине «Инженерная и компьютерная графика» в части «Инженерная графика» для подготовки бакалавров.

Иллюстративный материал и алгоритмические таблицы рекомендуется использовать для решения графических заданий, включенных в рабочие тетради, а также для самостоятельного изучения курса при дистанционном обучении.

В пособие включены экзаменационные билеты по блоку «Инженерная графика» и ответы на них. Раздел, посвященный экзаменационным вопросам и ответам, компенсирует недостающие теоретические сведения в блоках 1-9 и помогает систематизировать знания по дисциплине.

Информация, полученная в процессе ознакомления с учебным пособием, поможет научиться читать и выполнять чертежи, что обеспечит успешное изучение других последующих общетехнических предметов.

ТеМА 1.Принципы построения чертежа

Чертеж - один из главных носителей технической информации, без которой не обходится ни одно производство. Научиться выполнять чертеж можно только в процессе работы над ним.

Во – первых, учащийся должен научиться оформлять чертеж. Если линии и надписи на чертеже сделаны небрежно, то при изготовлении детали или реализации проекта возможны ошибки. Чертеж – это документ и для верного восприятия его исполнителем, необходимо, чтобы он был четким и недвусмысленным и самое главное, отвечал всем стандартам.

Согласно ГОСТ 2.303-68 для изображения изделий на чертежах применяют линии различных типов в зависимости от их назначения, что способствует более четкому выявлению формы изображаемого изделия (подробнее стр. 54).

Чертежи и прочие конструкторские документы всех отраслей содержат необходимые надписи: название изделий, размеры, данные о материале, обработке деталей и др. ГОСТ 2.304-81 устанавливает чертежные шрифты, наносимые на чертежи и другие технические документы всех отраслей производства (подробнее на стр. 58).

Правила нанесения размеров на чертежах и др. технических документах устанавливает ГОСТ 2.307-68. (подробнее на стр. 56).

Во – вторых, после усвоения знаний по оформлению чертежа, можно перейти к вычерчиванию плоской детали, подготовив соответствующий инструмент: линейку, прямоугольный треугольник, циркуль.

Общий принцип выполнения чертежа, который представлен в виде алгоритмической таблицы №1, поможет любое задание выполнить поэтапно. Рассмотрим это построение более подробно.

«Плоские» детали, изготовленные в основном штамповкой широко используют на производстве и в быту, например, в качестве накладок, уголков, шаблонов. Приступая к вычерчиванию объекта необходимо выбрать главный вид, это такой вид, который дает наблюдателю наиболее полное представление о геометрической форме и конструкции детали.

На следующем этапе необходимо выявить симметричность детали, это помогает правильно расположить чертеж на листе. Чтобы определить опорные точки для построения, следует найти ось симметрии, активно используя в построении циркуль. Откладывая циркулем одинаковые размеры симметрично относительно осевой линии, ускоряем процесс вычерчивания однотипных параллельных линий.

Ознакомившись с последовательностью шагов и графическим их выполнением, можно переходить к самостоятельному построению чертежей. Чтобы избежать ошибок в работе, необходимо запомнить алгоритм построения изображения детали, нанесения на нем размеров и обводки чертежа.

Таблица 1. Алгоритм построения чертежа

Деталь симметричная относительно двух плоскостей симметрии		Деталь симметричная относительно одной плоскости симметрии		Несимметричная деталь
ШАГ 1.Анализ геометрической формы и симметричности детали
Деталь имеет форму прямоугольного параллелепипеда, в торцевых гранях которого выполнены одинаковые пазы, имеющие форму прямоугольных параллелепипедов. В центре детали расположено сквозное цилиндрическое отверстие. Деталь симметрична относительно двух плоскостей симметрии		Деталь имеет форму прямоугольного параллелепипеда, в верхней торцевой грани которого выполнен паз, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда. В нижней части детали расположено два одинаковых сквозных цилиндрических отверстия. Деталь симметрична относительно одной плоскости симметрии		Форма детали – сочетание двух взаимно перпендикулярных прямоугольных параллелепипедов, у которых срезаны одинаковые части, форма которых - неправильная прямая треугольная призма. В каждом параллелепипеде расположено по два одинаковых сквозных цилиндрических отверстия
ШАГ 2. Установление главного вида. Анализ его графического состава. Определение опорных точек для построения главного вида
Главный вид детали - прямоугольник, в центре которого расположен круг, а в двух меньших сторонах - прямоугольные вырезы. У изображения – две оси симметрии		Главный вид детали – прямоугольник, в верхней части которого–прямоугольный вырез, а в нижней – два одинаковых круга. У изображения – одна ось симметрии и две опорные точки		Главный вид детали – два взаимно перпендикулярных прямоугольника со срезом треугольной формы и двумя одинаковыми кругами. Изображение несимметрично
ШАГ 3. Выбор положения формата и масштаба изображения
Шаг 4. Расчет рабочего поля, построение габаритного прямоугольника, проведение осей симметрии, установление опорных точек
Шаг 5.Построение очертания главного вида: уточнение очертания внешнего контура детали (а, б), уточнение очертания внутреннего вида контура детали (в)
Шаг 6. Шаг 7. Обводка чертежа. Нанесение размеров

Контрольные вопросы и задания:

1. Что называют чертежом? Где применяются чертежи?

2. Для чего установлены единые правила выполнения и оформления чертежей? Какими государственными документами они определяются?

3. Перечислите инструменты необходимые для выполнения чертежа.

4. Сколько форматов А4 содержится в листе формата А1?

5. Как образуются дополнительные форматы чертежей?

6. Какой толщины проводят осевые, выносные, размерные и линии невидимого контура?

7. В каких единицах измерения проставляют размерные числа на чертежах?

8. На каком расстоянии от контура детали рекомендуется проводить размерные линии?

9. Какие условные знаки применяются при проставлении размеров?

ТЕМА 2.Принципы построение сопряжений

При вычерчивании деталей, контуры очертаний которых состоят из прямых линий и дуг окружностей часто применяют сопряжения. Сопряжением называется плавный переход от одной линии в другую. Многие предметы имеют подобные скругления, которые делают для того, чтобы увеличить их прочность, улучшить внешний вид.

Для построения сопряжений необходимы следующие элементы: радиус, центр дуги сопряжения, точки сопряжения.

                                      Рис. 1. Элементы сопряжения

Таблица 2. Алгоритм построения пересекающихся прямых дугой заданного радиуса

Шаг 1. Построение центра сопряжения
Строим на расстоянии R от заданных прямых параллельные им вспомогательные прямые. Точка пересечения прямых – центр сопряжения (точка О)
Шаг 2. Построение точек сопряжения
Проводим перпендикуляры О1, О2 из центра сопряжения (точка О) к сопрягаемым прямым
Шаг 3. Построение сопрягающей дуги заданного радиуса

По окончании построения сопряжения углов вначале обводят дугу сопряжения, а затем прямые линии.

Сопряжение окружности и прямой строится по следующему алгоритму.

Таблица 3. Алгоритм построения сопряжения окружности и прямой

Условные обозначения	Сопрягаемые элементы
R – заданный радиус сопряжения между прямой и окружностью; Rвсп – вспомогательный радиусRвсп=Rокр+R; Rокр = R1– радиус окружности Точки 1 и 2 – точки сопряжения Точка О – центр сопряжения
Шаг 1. Построение центра сопряжения (точка О)
Строим на расстоянии Rот заданной прямой параллельную ей вспомогательную. Из центра окружности проводим вспомогательную окружность Rвсп=R1+R
Шаг 2. Построение точек сопряжения (точки 1, 2)
Опускаем перпендикуляр из точки О на заданную прямую (точка 1) и соединяем точку О с центром окружности (точка 2)
Шаг 3. Построение сопрягающей дуги заданного радиуса (точка О)
Заданным радиусом R проводим дугу между точками 1 и 2

Сопряжение двух окружностей бывает внешним и внутренним. При внешнем сопряжении центры окружностей находятся вне сопрягающей дуги. При внутреннем - внутри сопрягающей дуги.

Таблица 4. Алгоритм построения сопряжения двух окружностей

Внешнее сопряжение		Внутреннее сопряжение
Условные обозначения: R- заданный радиус сопряжения, R1- радиус большой окружности, R2 радиус малой окружности, R всп- радиус, полученный сложением или вычитанием R и R1 или R и R2
Шаг 1. Построение центра сопряжения (точка О)
Строим вспомогательные дуги для внешнего сопряжения: Rвсп =R+R1 и Rвсп =R+R2	Строим вспомогательные дуги для внутреннего сопряжения Rвсп =R-R1 и Rвсп =R-R2
Шаг 2. Построение точек сопряжения (точки 1, 2)
Соединяем центр сопряжения (точка О) с центром окружностей
Шаг 3. Построение сопрягающей дуги заданного радиуса R

Контрольные вопросы и задания:

1. Что называется сопряжением?

2. Перечислить варианты сопряжений и элементы сопряжения.

ТЕМА 3. Принципы построения геометрических форм и тел на плоскости

Чертежи: проекционные, технические, машиностроительные, архитектурно-строительные выполняют только посредством параллельного прямоугольного проецирования.

1. Проецируемый предмет всегда располагают параллельно плоскости проекций;

2. Проецирующие лучи проходят через характерные точки проецируемого предмета, всегда перпендикулярно плоскости проекций.

Чертеж любого изделия содержит графические изображения видимых и невидимых его поверхностей. Это видно при проецировании предмета на шесть граней пустотелого куба. Указанная система расположения изображений называется европейской системой и обозначается буквой Е.

ГОСТ 2.305-68 устанавливает названия основных видов, получаемых на основных плоскостях проекций:

1- V- фронтальная (вид спереди или главный вид);

2- H – горизонтальная (вид сверху);

3- W – профильная (вид сбоку или вид слева).

Все виды на чертеже должны располагаться в проекционной связи.

Все остальные плоскости используются в особых случаях.

Рис. 2. Расположение проецирующих плоскостей:

а – проецирование предмета на шесть граней пустотелого куба;

б – плоскости проекций, с полученными на них изображениями.

Вид спереди (он же главный вид) располагают таким образом, чтобы вид давал наиболее полное представление о форме и размерах детали рис.3 по стрелке А.

Невидимые контуры предмета принято показывать штриховыми линиями.

Рис.3. Ортогональная (б) и аксонометрическая (а) проекции детали

На рис.4 «а» представлено расположение видов детали с неудачным использованием поля чертежа, более рациональное расположение видов той же детали на рис. «б».

                               а)                                                                               б)

Рис. 4. Варианты расположения видов на чертеже

Деталь любой формы можно представить как совокупность отдельных геометрических тел. Для примера возьмем деталь (рис.5) и проанализируем ее форму, мысленно разделив ее на отдельные элементы, получим следующие геометрические тела:

1-усеченный конус с отверстием;

2-прямой круговой цилиндр;

3-прямоугольный параллелепипед с отверстиями;

4-два прямоугольных параллелепипеда с отверстиями;

5-два полуцилиндра с отверстиями.

Для выполнения комплексных чертежей необходимо установить методы проецирования отдельных геометрических тел.

Рис. 5. Анализ формы детали

Рис. 6. Проецирование правильной шестиугольной призмы: а - вид спереди; б - вид сверху; в - вид сбоку

Рис.7. Проецирование правильной прямой шестиугольной пирамиды: а – вид спереди; б – вид сверху; в – вид сбоку

Тела вращения ограничены поверхностями, которые получаются в результате вращения образующей линии вокруг неподвижной оси.

Рис. 8. Проецирование цилиндра: а – вид спереди; б – вид сверху; в – вид сбоку

Рис.9. Проецирование конуса: а – вид спереди; б – вид сверху; в – вид сбоку

Для развития пространственного воображения полезно выполнять комплексные чертежи группы геометрических тел

                      а                                                                              б

Рис.10. Композиция из геометрических тел: а – аксонометрическая проекция группы геометрических тел;

б – комплексный чертеж группы геометрических тел

Таблица 5. Алгоритм построения комплексного чертежа группы геометрических тел

Композиция группы геометрических тел задана видом сверху. Высота цилиндра - 30 мм, высота четырехугольной призмы – 10 мм, высота шестиугольной пирамиды – 40 мм. Задание: построить комплексный чертеж группы геометрических тел. Шаг 1. Анализ состава композиции из геометрических тел. Выбор видов спереди, слева. Вычерчивание вида сверху
Шаг 2. Поочередное построение изображения каждого геометрического тела группы на фронтальную плоскость проекций с применением линий связи
Шаг 3. Поочередное построение изображения каждого геометрического тела группы на профильную плоскость проекций с применением дополнительной линии   Шаг 4. Установление видимых и невидимых линий   Шаг 5. Обводка чертежа

Контрольные вопросы и задания:

1. Что называют проецированием?

2. Назовите элементы проецирования.

3. Как получают чертеж предмета проецированием на две, три плоскости?

4. Как расположены относительно друг друга плоскости проекций, как они называются, как обозначаются?

5. Как называются оси координат? Какие размеры детали по ним откладываются?

6. Как называют изображения предмета на плоскостях V, H, W?

7. Какое изображение на чертеже основное? Как оно называется?

8. Какие геометрические тела можно задать одной, двумя проекциями?

9. Какое количество изображений предмета на чертеже можно считать необходимым и достаточным?

ТЕМА 3.1. ЭСКИЗ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЕГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Чтобы выполнить чертеж детали необходимо немало времени. Если деталь надо изготовить срочно, то ее изображение выполняют от руки и без точного соблюдения масштаба (на глаз). Чертеж детали, выполненный по правилам прямоугольного проецирования от руки называют эскизом.

В целях удобства эскиз выполняют на бумаге в клетку, совмещая осевые и контурные линии изображения с линиями сетки на бумаге.

Алгоритм выполнения эскиза и чертежа похожи:

1этап - Аналитический: анализ геометрической формы детали; выбор главного вида и рационального количества изображений; анализ габаритных размеров детали, глазомерного масштаба изображения.

2 этап - Графический: определение рабочего поля и композиции формата, проведение осей симметрии; последовательное выполнение видимых очертаний детали; последовательное изображение невидимых очертаний; нанесение на эскиз выносных и размерных линий (по длине, высоте, ширине)

3этап - Заключительный: обмер детали, нанесение размерных чисел; обводка эскиза.

ТЕМА 4. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ АКСОНОМЕТРИЧЕСКИХ ПРОЕКЦИЙ

Аксонометрическая проекция – это изображение, полученное при параллельном проецировании предмета вместе с осями прямоугольных координат на какую-либо плоскость.

Получить аксонометрические проекции можно расположив деталь определенным образом относительно взаимно перпендикулярных координатных осей X,Y,Z и спроецировав изображение на произвольную плоскость Р называемую аксонометрической или картинной. Координатные оси X,Y,Z называют аксонометрическими осями. Направление длины детали а - параллельно оси Х, ширины b – оси Y и высоты h - оси Z.

а                                                                        б

Рис. 11. Получение аксонометрических проекций: а – комплексный чертеж параллелепипеда; б – аксонометрическая проекция параллелепипеда

Для всех аксонометрических проекций установлены общие правила:

- ось Z всегда вертикальна;

- все измерения выполняют только по аксонометрическим осям или по прямым, параллельным им;