Существует множество деталей, информацию о форме кото­рых невозможно передать двумя проекциями чертежа (рис. 75).

Для того чтобы информация о сложной форме детали была представлена достаточно полно, используют проецирование на три взаимно перпендикулярные плоскости проекции: фронталь­ную - V, горизонтальную - H и профильную - W (читается «дубль вэ»).

Система плоскостей проекций представляет собой трехгран­ный угол с вершиной в точке О. Пересечения плоскостей трех­гранного угла образуют прямые линии - оси проекций (OX, OY, OZ) (рис. 76).

В трехгранный угол помещают предмет так, чтобы его формо­образующая грань и основание были бы параллельны соответст­венно фронтальной и горизонтальной плоскостям проекций. За­тем через все точки предмета проводят проецирующие лучи, перпендикулярные всем трем плоскостям проекций, на которых получают фронтальную, горизонтальную и профильную проекции предмета. После проецирования предмет удаляют из трехгран­ного угла, а затем горизонтальную и профильную плоскости про­екций поворачивают на 90* соответственно вокруг осей ОХ и OZ до совмещения с фронтальной плоскостью проекции и получают чертеж детали, содержащий три проекции.

Рис. 75. Проецирование на две плоскости проекций не всегда дает
полное представление о форме предмета

Рис. 76. Проецирование на три взаимно перпендикулярные
плоскости проекций

Три проекции чертежа взаимосвязаны друг с другом. Фрон­тальная и горизонтальная проекции сохраняют проекционную связь изображений, т. е. устанавливаются проекционные связи и между фронтальной и горизонтальной, фронтальной и профиль­ной, а также горизонтальной и профильной проекциями (см. рис. 76). Линии проекционной связи определяют местоположение каждой проекции на поле чертежа.

Во миогнх странах мира принята другая система прямо- угольного проецирования на три взаимно перпендикулярные плоскости проекций, которая условно называется «амери­канская» (см. Приложение 3). Основное eе отличие состоит в том, что по-иному, относительно проецируемого объекта, в пространстве располагается трехгранный угол и в других направлениях разворачива­ются плоскости проекций. Поэтому горизонтальная проекция оказывается над фронтальной, а профильная проекция - справа от фронтальной.

Форма большинства предметов представляет собой сочетание различных геометрических тел или их частей. Следовательно, для чтения и выполнения чертежей нужно знать, как изображаются геометрические тела в системе трех проекций на производстве (табл. 7). (Чертежи, содержащие три проекции, называются ком­плексными чертежами.)

7. Комплексные и производственные чертежи деталей простой геометрической формы

П p и м e ч а н и я: 1. В зависимости от особенностей производственно­го процесса на чертеже изображают определенное число проекций. 2. На чертежах принято давать наименьшее, но достаточное число изо­бражений для определения формы предмета. Число изображений чер­тежа можно уменьшить, используя условные знаки s, l, ? которых вы уже знаете.

При решении задач бывает недостаточно двух проекций. Поэтому вводят третью плоскость перпендикулярно плоскостям П 1 и П 2 . Ее называют профильной плоскостью (П 3 ) .

Три плоскости делят пространство на 8 частей – октантов (рис. 6). Как и прежде, будем считать, что зритель, рассматривающий предмет, находится в первом октанте. Чтобы получить эпюр (рис. 7) любого геометрического образа плоскости П 1 и П 3 вращают, как показано на рис. 6.

Плоскости проекций, попарно пересекаясь, определяют три оси x , y и z , которые можно рассматривать как систему декартовых координат в пространстве с началом в точке О .

Для получения эпюра точки в системе трех плоскостей проекций плоскости П 1 и П 3 вращают до совмещения с плоскостью П 2 (рис. 8). При обозначении осей на эпюре отрицательные полуоси обычно не указывают.

Для нахождения профильной проекции точки поступают следующим образом: из фронтальной проекции А 2 точки А проводят прямую перпендикулярно оси Z и на этой прямой от оси z откладывают отрезок, равный координате у точки А (рис. 9).

Рис.8 Рис. 9
Координатами называют числа, которые ставят в соответствие точке для определения ее положения в пространстве или на поверхности. В трехмерном пространстве положение точки устанавливают с помощью прямоугольных декартовых координат x , y и z (абсцисса, ордината и аппликата):

а
?
бсцисса х = ………..= …..…..= ….….. = ……….. – расстояние от точки до плоскости П 3;

ордината у = ……….= ………= …...... = ………… – расстояние от точки до плоскости П 2;

аппликата z= …….. = ………= ……..= ………… – расстояние от точки до плоскости П 1
А 1 А 2 – вертикальная линия связи, перпендикулярная оси х;

А 2 А 3 – горизонтальная линия связи, перпендикулярная оси z .
А
?
1 (….,….) Положение проекции каждой точки

А 2 (….,….) определяется двумя координатами

А 3 (….,….)
Если точка принадлежит хотя бы одной плоскости проекций, она занимает частное положение относительно плоскостей проекций. Если точка не принадлежит ни одной из плоскостей проекций, она занимает общее положение.

Лекция № 2
ПРЯМАЯ

1. Прямая. 2. Положение прямой относительно плоскостей проекций. 3. Принадлежность точки прямой. 4. Следы прямой. 5. Деление отрезка прямой в данном соотношении. 6. Определение длины отрезка прямой и углов наклона прямой к плоскостям проекций. 7. Взаимное положение прямых.
1 ПРЯМАЯ
Проекцией прямой в общем случае является прямая, за исключением случая, когда прямая перпендикулярна плоскости (рис. 10).

Чтобы построить эпюр прямой определяют координаты x , y , z двух точек прямой и переносят эти величины на чертеж.

2 ПОЛОЖЕНИЕ ПРЯМОЙ ОТНОСИТЕЛЬНО ПЛОСКОСТЕЙ ПРОЕКЦИИ
В

зависимости от положения прямой по отношению к плоскостям проекций она может занимать как общее, так и частные положения.

Проекция прямой общего положения меньше самой прямой.

Различают восходящую прямую – это прямая, которая по мере удаления от наблюдателя повышается (рис. 11) и нисходящую, которая понижается.

h   П 1 ; Z = const

h 2  0x признак

h 3  0у горизонтали

h 1 = h  – свойство

горизонтали

 – угол наклона прямой к

плоскости П 1

 – угол наклона прямой к

плоскости П 2

 – угол наклона прямой к

плоскости П 3


?
= 0

 = (h 1  П 2) обозначить


Рис. 12. Горизонталь
= (h 1  П 3) на чертеже

f   П 2 ; у = const

f 1  0x признак

f 3  0z фронтали

f 2 = f  – свойство фронтали

?
= 0

 = (f 2  П 1) обозначить

 = (f 2  П 3) на чертеже

Рис. 13. Фронталь

р   П 3 ; х = const

р 1  0у признак

р 2  0z профильной прямой

р 3 = р  – свойство профильной

прямой
 = 0


?
= (р 3  П 1) обозначить

 = (р 3  П 2) на чертеже

Рис. 14. Профильная прямая

а  П 1

а 2  0х признак

а 3  0у

?
=

b  П 2

b 1  0х признак

b 3  0z

?
=

c  П 3

c 1  0у признак

с 2  0z

?
=

3 ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ ТОЧКИ ПРЯМОЙ
Теорема: Если в пространстве точка принадлежит прямой, то на эпюре проекции этой точки находятся на одноименных проекциях прямой (рис. 18):

М  АВ ,

Е  АВ .
Справедлива обратная теорема :

М 1  A 1 B 1 ;

М 2  A 2 B 2  М  АВ .

4 СЛЕДЫ ПРЯМОЙ
С
?
лед – это точка пересеченная прямой с плоскостью проекций (рис. 19). Так как след принадлежит одной из плоскостей проекций, то его одна координата должна быть равна нулю.

обозначить на H = k ∩ П 1 – горизонтальный след

чертеже (рис. 19) F = k ∩ П 2 – фронтальный след

?
Р = k ∩ П 3 – профильный след

Правило построения следов:

Для построения горизонтального следа прямой ….. необходимо фронтальную проекцию ….. прямой ….. продолжить до пересечения с осью Х , затем из точки пересечения с осью Х восстановить к ней перпендикуляр, и продолжить горизонтальную ….. проекцию прямой …… до пересечения с этим перпендикуляром.

Фронтальный след строиться аналогично.

5 ДЕЛЕНИЕ ОТРЕЗКА ПРЯМОЙ В ДАННОМ СООТНОШЕНИИ
Из свойств параллельного проецирования известно , что если точка делит отрезок прямой в данном отношении, то проекции этой точки делят одноименные проекции прямой в том же соотношении.

Поэтому, чтобы некоторый отрезок разделить на эпюре в данном соотношении, надо в том же отношении разделить его проекции.

Зная это условие можно определить принадлежность точки К прямой АВ : А 2 К 2 : К 2 В 2 ¹ А 1 К 1 : К 1 В 1 Þ К Ï АВ

Пример: Чтобы разделить отрезок АВ в отношении 2: 3 из точки А 1 проведем произвольный отрезок А 1 В 0 1 разделенный на пять равных частей (рис. 20): A 1 K 0 1 = 2 частям, K 0 1 B 0 1 = 3 частям, А 1 К 0 1 : К 0 1 В 0 1 =2: 3

Соединить точку В 0 1 с точкой В 1 и проведя из точки К 0 1 прямую параллельную (В 1 В 0 1) получим проекцию точки К 1 . Согласно теореме Фалеса (Если на одной стороне угла отложить равные отрезки и через их концы провести параллельные прямые, пересекающие другую сторону, то на другой стороне отложатся равные между собой отрезки) А 1 К 1: К 1 В 1 = = 2: 3, далее находим К 2 . Таким образом проекции точки К делят одноименные проекции отрезка АВ в данном отношении следовательно и точка К делит отрезок АВ в отношении 2: 3.

6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ОТРЕЗКА ПРЯМОЙ И УГЛОВ

НАКЛОНА ПРЯМОЙ К ПЛОСКОСТЯМ ПРОЕКЦИЙ
Длину отрезка АВ можно определить из прямоугольного треугольника АВС ,гдеA С  = A 1 B 1 , СB  = DZ , угол a - угол наклона отрезка к плоскости П 1 . Для этого на эпюре (рис. 21) из точки B 1 под углом 90  проводим отрезок B 1 B 1 0 = DZ , полученный в результате построений отрезок A 1 B 1 0 и будет натуральной величиной отрезка АВ , а угол B 1 A 1 B 1 0 = α . Рассмотренный метод называется методом прямоугольного треугольника . Однако все построения можно объяснить, как вращение треугольника АВС вокруг стороны AС до тех пор, пока он не станет параллелен плоскости П 1 , в этом случае треугольник проецируется на плоскость проекций без искажения. Для определения b - угла наклона отрезка к плоскости П 2 построения аналогичные (рис. 22). Только в треугольнике АВС сторона ВС  = D U и треугольник совмещается с плоскостью П 2 .

? Обозначить проекции прямой и

определить угол α.

Обозначить проекции прямой и

определить угол α.

Обозначить проекции прямой и

определить угол β.

7 ВЗАИМНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ПРЯМЫХ
Прямые в пространстве могут пересекаться, скрещиваться и быть параллельными.

1. Пересекающиеся прямые – это прямые, которые лежат в одной плоскости и имеют общую точку (a ∩ b = K ).

Теорема: Если в пространстве прямые пересекаются , то на чертеже пересекаются их одноименные проекции (рис. 23).

Точка пересечения одноименных проекций находится на одном перпендикуляре к оси Х (К 1 К 2  Ох ).

К = a ∩ b  К  a ; К  b  К 1 = a 1 ∩ b 1 ;

К 2 = a 2 ∩ b 2 .
Справедлива и обратная теорема:

Если К 1  а 1 ; К 2  b 2 , то

К 1 = а 1 ∩ b 1 ;

К 2 = а 2 ∩ b 2  К = а ∩ b .
2. Скрещивающиеся прямые – это прямые, которые не лежат в одной плоскости и не имеют общей точки (рис. 24).

Пары точек 1 и 2 , лежащие на горизонтально-проецирующей прямой называются горизонтально-конкурирующими, а точки 3 и 4 – фронтально-конкурирующими. По ним определяется видимость на эпюре.

По горизонтально-конкурирующим точкам 1 и 2 определяется видимость относительно П 1 . Точка 1 ближе к глазу наблюдателя, она будет видима на плоскости П 1 . Так как точка 1 m , то прямая m будет выше прямой n .

Какая прямая будет видимой по отношению к плоскости П 2 ?
3. Параллельные прямые – это прямые, которые лежат в одной плоскости и имеют несобственную общую точку.

Теорема:

Если в пространстве прямые параллельны, то на чертеже параллельны их одноименные проекции (рис. 25).

Если k  m  k 1  m 1 , k 2  m 2 , k 3  m 3
Справедлива обратная теорема:

Если k 1  m 1 ; k 2  m 2  k  m
Лекция № 3
ПЛОСКОСТЬ

1. Способы задания плоскости на чертеже. Следы плоскости. 2. Положение плоскости относительно плоскостей проекций. 3. Принадлежность точки и прямой плоскости. 4. Главные (особые) линии плоскости.
1 СПОСОБЫ ЗАДАНИЯ ПЛОСКОСТИ НА ЧЕРТЕЖЕ.

СЛЕД ПЛОСКОСТИ

Плоскость – бесконечная во все стороны линейчатая поверхность, которая на всем своем протяжении не имеет кривизны и преломления.

Плоскость на чертеже может быть задана:

1. 
   Тремя точками, не лежащими на одной прямой – Р (A , B , C ) , рис. 26.
2. 
   Прямой и точкой, не лежащей на этой прямой –Р (m , A ; A m ) , рис. 27.

   Рис. 29 Рис. 30
   Задание плоскости следами

   След плоскости – линия пересечения плоскости с плоскостью проекций (рис. 31).

   Горизонтальный след получается при пересечении плоскости Р с горизонтальной плоскостью проекций (Р П1 = Р ∩ П 1).

   Р П2 = Р ∩ П 2 – фронтальный след ;

   Р П3 = Р ∩ П 3 – профильный след ;

   Р x , Р y , Р z – точки схода следов .

   

Задача № 4.

Задача № 3.

Задача № 2.

Задача № 1.

Образование комплексного чертежа (эпюра)

Для удобства пользования полученными изображениями от пространственной системы плоскостей перейдем к плоскостной.

Для этого:

1. Применим способ вращения плоскости p 1 вокруг оси Х до совмещения с плоскостью p 2 (рис. 2.7)

2. Совмещаем плоскости p 1 и p 2 в одну плоскость чертежа (рис. 2.8)

Рис. 2.7	Рис. 2.8

Проекции А 1 и А 2 располагаются на одной линии связи перпендикулярной оси Х. Эта линия называется линией проекционной связи (рис. 2.9).

Так как плоскость проекций считается бесконечной в пространстве, то границы плоскости p 1 , p 2 можно не изображать (рис. 2.10).

В результате совмещения плоскостей p 1 и p 2 получается комплексный чертеж или эпюр (от франц. epure чертеж), т.е. чертеж в системе p 1 и p 2 или в системе двух плоскостей проекций. Заменив наглядное изображение эпюром, мы утратили пространственную картину расположения плоскостей проекций и точки. Но эпюр обеспечивает точность и удобоизмеряемость изображений при значительной простоте построений. Чтобы представить по эпюру пространственную картину, требуется работа воображения: например, по рис. 2.11 надо представить картину, изображенную на рис. 2.12.

При наличии на комплексном чертеже оси проекций по проекциям А 1 и А 2 можно установить положение точки А относительно p 1 и p 2 (см. рис. 2.5 и 2.6). Сравнивая рис. 2.11 и 2.12 нетрудно установить, что отрезок А 2 А Х – расстояние от точки А до плоскости p 1 , а отрезок А 1 А Х – расстояние от точки А до p 2 . Расположение А 2 выше оси проекций означает, что точка А расположена над плоскостью p 1 . Если А 1 на эпюре расположена ниже оси проекций, то точка А находится перед плоскостью p 2 . Таким образом, горизонтальная проекция геометрического образа определяет его положение относительно фронтальной плоскости проекций p 2 , а фронтальная проекция геометрического образа – относительно горизонтальной плоскости проекций p 1 .

Рис. 2.11	Рис. 2.12

§ 4. Характеристика положения точки в системе p 1 и p 2

Точка, заданная в пространстве, может иметь различные положения относительно плоскостей проекций (рис. 2.13).

Рассмотрим возможные варианты расположения точки в пространстве первой четверти:

1. Точка расположена в пространстве I четверти на любом расстоянии от оси Х и плоскостей p 1 p 2 , например точки А, В (такие точки называются точками общего положения) (рис. 2.14 и рис. 2.15).

3. Точка K принадлежит одновременно и плоскости p 1 и p 2 , то есть принадлежит оси Х (рис. 2.18):

На основании вышеизложенного можно сделать следующий вывод:

1. Если точка расположена в пространстве I четверти, то ее проекция А 2 расположена выше оси Х, а А 1 – ниже оси Х; А 2 А 1 – лежат на одном перпендикуляре (линии связи) к оси Х (рис. 2.14).

2. Если точка принадлежит плоскости p 2 , то ее проекция С 2 С (совпадает с самой точкой С) а проекция С 1 Х (принадлежит оси Х) и совпадает с С Х: С 1 С Х.

3. Если точка принадлежит плоскости p 1 , то ее проекция D 1 на эту плоскость совпадает с самой точкой D D 1, а проекция D 2 принадлежит оси Х и совпадает с D Х: D 2 D Х.

4. Если точка принадлежит оси Х, то все ее проекции совпадают и принадлежат оси Х: К К 1 К 2 К Х.

Задание:

1. Дать характеристику положения точек в пространстве I четверти (рис. 2.19).

2. Построить наглядное изображение и комплексный чертеж точки по описанию:

а) точка С расположена в I четверти, и равноудалена от плоскостей p 1 и p 2 .

б) точка М принадлежит плоскости p 2 .

в) точка К расположена в первой четверти, и ее расстояние до p 1 в два раза больше, чем до плоскости p 2 .

г) точка L принадлежит оси Х.

3. Построить комплексный чертеж точки по описанию:

а) точка Р расположена в I четверти, и ее расстояние от плоскости p 2 больше, чем от плоскости p 1 .

б) точка А расположена в I четверти и ее расстояние до плоскости p 1 в 3 раза больше, чем до плоскости p 2 .

в) точка B расположена в I четверти, и ее расстояние до плоскости p 1 =0.

4. Сравнить положение точек относительно плоскостей проекций p 1 и p 2 и между собой. Сравнение ведется по характеристикам или признакам. Для точек эти характеристики есть расстояние до плоскостей p 1 ; p 2 (рис. 2.20).

Применение вышеизложенной теории при построении изображений точки может быть осуществлено различными способами:

• словами (вербальное);
• графически (чертежи);
• наглядное изображение (объемное);
• плоскостное (комплексный чертеж).

Умение переводить информацию с одного способа на другой способствует развитию пространственного мышления, т.е. с вербального в наглядное (объемное), а затем в плоскостное, и наоборот.

Рассмотрим это на примерах (табл. 2.1 и табл. 2.2).

Таблица 2.1

Пример изображения точек
в системе двух плоскостей проекций

Четверть пространства	Наглядное изображение	Комплексный чертеж	Характерные признаки
I			Фронтальная проекция точки А выше оси Х, горизонтальная проекция точки А ниже оси X
II			Фронтальная и горизонтальная проекции точки B выше оси Х
III			Фронтальная проекция точки С ниже оси Х, горизонтальная проекция точки C выше оси X
IV			Фронтальная и горизонтальная проекции точки D ниже оси Х

Таблица 2.2

Пример изображения точек, принадлежащих плоскостям p 1 и p 2

Положение точки	Наглядное изображение	Комплексный чертеж	Характерные признаки
Точка А принадлежит плоскости p 1			А 1 – ниже оси Х, А 2 – на оси X
Точка B принадлежит плоскости p 1			B 1 – выше оси X, B 2 – на оси X
Точка С принадлежит плоскости p 2			С 2 – выше оси X, С 1 – на оси Х
Точка D принадлежит плоскости p 2			D 1 – на оси X, D 2 – ниже оси X
Точка Е принадлежит оси X			E 1 совпадает с E 2 и принадлежит оси X

Построить комплексный чертеж точки А, если:

1. точка расположена во II четверти и равноудалена от плоскостей p 1 и p 2 .

2. точка расположена в III четверти, и ее расстояние до плоскости p 1 в два раза больше, чем до плоскости p 2.

3. точка расположена в IV четверти, и ее расстояние до плоскости p 1 больше, чем до плоскости p 2 .

Определить, в каких четвертях расположены точки (рис. 2.21).

1. Построить наглядное изображение точек в четвертях:

а) А – общего положения в III четверти;

б) В – общего положения в IV четверти;

в) С – во второй четверти, если ее расстояние от p 1 равно 0;

г) D – в I четверти, если ее расстояние от p 2 равно 0.

Построить комплексный чертеж точек А, В, С, D (см. задачу 3).

На практике исследования и построения изображений система двух взаимно перпендикулярных плоскостей не всегда дает возможность однозначного решения. Так, например, если переместить точку А вдоль оси Х, то ее изображение не изменится.

Положение точки в пространстве (рис. 2.22) изменилось (рис. 2.24), а изображения на комплексном чертеже остались без изменений (рис. 2.23 и рис. 2.25).

Рис. 2.22	Рис. 2.23
Рис. 2.24	Рис. 2.25

Для решения данной задачи вводят систему трех взаимно перпендикулярных плоскостей, так как при составлении чертежей, например машин и их частей, требуется не два, а больше изображений. На этом основании в некоторые построения при решении задач необходимо вводить в систему p 1 , p 2 и другие плоскости проекций.

Эти плоскости делят все пространство на VIII частей, которые называются октантами (от лат. okto восемь). Плоскости не имеют толщины, непрозрачны и бесконечны. Наблюдатель находится в первой четверти (для систем p 1 , p 2) или первого октанта (для систем p 1 , p 2 , p 3) в бесконечном удалении от плоскостей проекций.

§ 6. Точка в системе p 1 , p 2 , p 3

Построение проекций некоторой точки А, расположенной в I октанте, на три взаимно перпендикулярные плоскости p 1 , p 2 , p 3 показано на рис. 2.27. Используя совмещение плоскостей проекций с плоскостью p 2 и применяя способ вращения плоскостей, получаем комплексный чертеж точки А (рис. 2.28):

АА 1 ^ p 1 ; АА 2 ^ p 2 ; АА 3 ^ p 3 ,

где А 3 – профильная проекция точки А; А Х, А y , А Z – осевые проекции точки А.

Проекции А 1 , А 2 , А 3 называются соответственно фронтальной, горизонтальной и профильной проекцией точки А.

Рис. 2.27	Рис. 2.28

Плоскости проекций, попарно пересекаясь, определяют три оси x, y, z, которые можно рассматривать как систему декартовых координат: ось Х называется осью абцисс, ось y – осью ординат, ось Z – осью аппликат, точка пересечения осей, обозначаемая буквой О, есть начало координат.

Так, зритель, рассматривающий предмет, находится в первом октанте.

Для получения комплексного чертежа применим способ вращения плоскостей p 1 и p 3 (как показано на рис. 2.27) до совмещения с плоскостью p 2 . Окончательный вид всех плоскостей в первом октанте приведен на рис. 2.29.

Здесь оси Оx и Оz , лежащие в неподвижной плоскости p 2 , изображены только один раз, ось Оy показана дважды. Объясняется это тем, что, вращаясь с плоскостью p 1 , ось y на эпюре совмещается с осью Оz , а вращаясь с плоскостью p 3 , эта же ось совмещается с осью Оx .

Рассмотрим рис. 2.30, где точка пространства А , задана координатами (5,4,6). Эти координаты положительны, и сама она находится в первом октанте. Построение изображения самой точки и ее проекций на пространственной модели осуществляется с помощью координатного прямоугольного параллелограмма. Для этого на осях координат откладываем отрезки, соответственно отрезкам длины: ОАх = 5, OАy = 4, OАz = 6. На этих отрезках (ОАx, ОАy, ОАz ), как на ребрах, строим прямоугольный параллелепипед. Одна из его вершин будет определять заданную точку А .

Говоря о системе трех плоскостей проекций на комплексном чертеже (рис. 2.30), необходимо отметить следующее.

Обратимость чертежа, т. е. однозначное определение положения точки в пространстве по ее проекциям, может быть обеспечена проецированием на две непараллельные плоскости проекций.

Для удобства проецирования в качестве двух плоскостей проекций выбирают две взаимно перпендикулярные плоскости (рис. 1.11). Одну из них принято располагать горизонтально – ее называют горизонтальной плоскостью проекций , другую – вертикально, параллельно плоскости чертежа. Такую вертикальную плоскость называют фронтальной плоскостью проекций . Эти плоскости проекций пересекаются по линии, называемой осью проекций .

Ось проекций разделяет каждую из плоскостей проекций на две полуплоскости, или полы.

Обозначим плоскости проекций: π2 – фронтальную, π, – горизонтальную, ось проекций – буквой x или в виде дроби π2/ π1 . Плоскости проекций π2 и π, образуют систему π2, π,.

Плоскости проекций, пересекаясь, образуют четыре двугранных угла, из которых приведенный на рис. 1.11 (с обозначениями граней π2, π1) считают первым.

В промышленности чертежи многих деталей выполняют также в системе двух взаимно перпендикулярных плоскостей, пересекающихся по вертикальной оси проекций ζ (рис. 1.12). При этом фронтальной плоскостью проекций оставляют также плоскость π2, а перпендикулярную ей и обозначаемую π3, называют .

В системе двух взаимно перпендикулярных плоскостей проекций: горизонтальной проекцией точки называют прямоугольную проекцию точки на горизонтальной плоскости проекций;

фронтальной проекцией точки называют прямоугольную проекцию точки на фронтальной плоскости проекций.

Наглядное изображение построения проекций произвольной точки А в системе π2, π, показано на рис. 1.13. Горизонтальную проекцию, обозначенную А ", находят как пересечение перпендикуляра, проведенного из точки А к плоскости π, с этой плоскостью. Фронтальную проекцию, обозначенную А ", находят как пересечение перпендикуляра, проведенного из точки А к плоскости π2, с этой плоскостью.

Проецирующие прямые ΑΑ " и ΑΑ перпендикулярные к плоскостям π2 и π, принадлежат плоскости α. Она перпендикулярна плоскостям проекций и пересекает ось проекций в точке Α χ. Три взаимно перпендикулярные плоскости α, π2 и π, пересекаются по взаимно перпендикулярным прямым, τ. е. прямые А "Α χ, А Ά χ и ось χ взаимно перпендикулярны.

Построение некоторой точки А в пространстве по двум заданным ее проекциям – фронтальной А " и горизонтальной А " – показано на рис. 1.14. Точку А находят в пересечении перпендикуляров, прове-

денных из проекции А” к плоскости π2 и из проекции А " к плоскости π,. Проведенные перпендикуляры принадлежат одной плоскости α, перпендикулярной плоскостям π2 и π, и пересекаются в единственной искомой точке А пространства.

Таким образом, две прямоугольные проекции точки вполне определяют ее положение в пространстве относительно данной системы взаимно перпендикулярных плоскостей проекций.

Рассмотренное наглядное изображение точки в системе π2, π, для целей черчения неудобно ввиду сложности. Преобразуем его так, чтобы горизонтальная плоскость проекций совпала с фронтальной плоскостью проекций, образуя одну плоскость чертежа. Это преобразование осуществляют (рис. 1.15) путем поворота вокруг оси χ плоскости π, на угол 90° вниз. При этом отрезки Α χ А " и Α χ А " образуют один отрезок А "А расположенный на одном перпендикуляре к оси проекции – на линии связи. В результате указанного совмещения плоскостей π2 и πι получается чертеж – рис. 1.16, известный под названием эпюр или эпюр Монжа . Это чертеж в системе π2, π, (или в системе двух прямоугольных проекций). Без обозначения плоскостей π2 и π, этот чертеж приведен на рис. 1.17.

Гаспар Монж (1746–1818) – французский ученый, общественный и государственный деятель в период французской революции 1789–1794 гг. и правления Наполеона 1 . Накапливавшиеся с древних времен сведения и приемы изображения пространственных форм на плоскости были приведены в систему и развиты в труде Г. Монжа, изданном в 1799 г. под названием Geometric descriptive (русский перевод (13)).

Начертательную геометрию в России начали преподаватьс 1810 г. Первые труды по ней опубликованы К.И. Потье (1816) и Я.А. Севастьяновым (1821). Большой вклад в развитие начертательной геометрии внесли многие русские и советские ученые (более подробные сведения приведены в книгах , , и др.).

Проецирование на три взаимно перпендикулярные плоскости проекций

В зависимости от сложности для полного выявления наружных и внутренних форм деталей и их соединений и для решения ряда задач бывают необходимы три и более изображений. Поэтому вводят три и более плоскостей проекций.

Введем в систему π2, π, третью вертикальную плоскость проекций (рис. 1.18), перпендикулярную оси χ и соответственно фронтальной и горизонтальной плокостям проекций. Ее называют профильной плоскостью проекций и обозначают π2 (см. также рис. 1.12). Такую систему плоскостей проекций называют системой π2, π, π3. В этой системе оси проекций ζ и у являются линиями пересечения профильной плоскости проекций с фронтальной и горизонтальной. Точка О – пересечение всех трех осей проекций.

Схема совмещения трех взаимно перпендикулярных плоскостей проекций в одну плоскость чертежа показана на рис. 1.19. При этом ось у занимает два положения.

Наглядное изображение некоторой точки А, ее проекций А ", А А в системе π2, щ, π }, а также их координат приведены на рис. 1.20, ее чертеж – на рис. 1.21.

Профильной проекцией точки называется прямоугольная проекция точки на профильной плоскости проекций (например, проекция А"" на рис. 1.21).

Фронтальная и профильная проекции точки (А" и А "") лежат на одной линии связи (А " А перпендикулярной оси ζ-

Профильную проекцию точки строят несколькими способами (рис. 1.21).

Через фронтальную проекцию проводят линию связи, перпендикулярную оси ζ, и от оси г отмечают координату у а (отрезок/1 Ά χ).

Это построение можно выполнить также с помощью дуги окружности, проведенной из центра О, или с помощью прямой, проведенной под углом 45° к оси у. Первый из указанных способов предпочтителен, как более точный.

• Наряду с указанными обозначениями плоскостей проекций в литературе применяют и другие обозначения, например буквами V, Η, W.
• Бриге (франц.) – чертеж, проект.

Система трех взаимно перпендикулярных плоскостей

Образование комплексного чертежа (эпюра)

Для удобства пользования полученными изображениями от пространственной системы плоскостей перейдем к плоскостной.

Для этого:

1. Применим способ вращения плоскости p 1 вокруг оси Х до совмещения с плоскостью p 2 (рис. 1)

2. Совмещаем плоскости p 1 и p 2 в одну плоскость чертежа (рис. 2)

Рисунок 1	Рисунок 2

Проекции А 1 и А 2 располагаются на одной линии связи перпендикулярной оси Х. Эта линия принято называть линией проекционной связи (рис. 3).

Рисунок 3

Так как плоскость проекций считается бесконечной в пространстве, то границы плоскости p 1 , p 2 можно не изображать (рис. 4).

Рисунок 4

В результате совмещения плоскостей p 1 и p 2 получается комплексный чертеж или эпюр (от франц. epure чертеж), ᴛ.ᴇ. чертеж в системе p 1 и p 2 или в системе двух плоскостей проекций. Заменив наглядное изображение эпюром, мы утратили пространственную картину расположения плоскостей проекций и точки. Но эпюр обеспечивает точность и удобоизмеряемость изображений при значительной простоте построений.

Точка, заданная в пространстве, может иметь различные положения относительно плоскостей проекций.

Построение изображений точки может быть осуществлено различными способами:

• словами (вербальное);
• графически (чертежи);
• наглядное изображение (объемное);
• плоскостное (комплексный чертеж).

Таблица 1

Пример изображения точек, принадлежащих плоскостям p 1 и p 2

Положение точки	Наглядное изображение	Комплексный чертеж	Характерные признаки
Точка А принадлежит плоскости p 1			А 1 – ниже оси Х, А 2 – на оси X
Точка B принадлежит плоскости p 1			B 1 – выше оси X, B 2 – на оси X
Точка С принадлежит плоскости p 2			С 2 – выше оси X, С 1 – на оси Х
Точка D принадлежит плоскости p 2			D 1 – на оси X, D 2 – ниже оси X
Точка Е принадлежит оси X			E 1 совпадает с E 2 и принадлежит оси X

Рисунок 1

Рассмотрим три взаимно перпендикулярные плоскости p 1 , p 2 , p 3 (рис. 1). Вертикальная плоскостьp 3 называется профильной плоскостью проекции. Пересекаясь между собой, плоскостиp 1 , p 2 , p 3 образуют оси проекций, при этом пространство делится на 8 октантов.

p 1 p 2 = x; -x

p 1 p 3 = у; -у

p 2 p 3 = z; -z

0 – точка пересечения осœей проекций.

Плоскости проекций, попарно пересекаясь, определяют три оси x, y, z, которые можно рассматривать как систему декартовых координат: ось Х принято называть осью абцисс, ось y – осью ординат, ось Z – осью аппликат, точка пересечения осœей, обозначаемая буквой О, есть начало координат.

Для получения комплексного чертежа применим способ вращения плоскостей p 1 и p 3 до совмещения с плоскостью p 2 . Окончательный вид всœех плоскостей в первом октанте приведен на рис. 2.

Рисунок 2

Здесь оси Оx и Оz , лежащие в неподвижной плоскости p 2 , изображены только один раз, ось Оy показана дважды. Объясняется это тем, что, вращаясь с плоскостью p 1 , ось y на эпюре совмещается с осью Оz , а вращаясь с плоскостью p 3 , эта же ось совмещается с осью Оx .

Любая точка пространства задается координатами. По знакам координат можно определить октант, в котором находится заданная точка. Для этого воспользуемся табл. 1, в которой рассмотрены знаки координат в 1–4 октантах (5–8 октанты не представлены, они имеют отрицательное значение х , а y и z повторяются).

Таблица 1

x	y	z	Октант
+	+	+	I
+	_	+	II
+	_	_	III
+	+	_	IV