Что изучает инженерная графика как наука

Требования к чертежам деталей

Для деталей, обрабатываемых на токарном станке, в учебниках рекомендуется горизонтальное расположение. Это значит, что основная надпись чертежа по шрифту должна располагаться параллельно геометрической оси. В правую сторону нужно направить тот профильный конец, который будет наиболее удобным для последующей обработки.

При наличии внутренних расточек, которые делают в том числе при хонинговании, на продольном разрезе изображать ее в примере следует для того, чтобы наибольший диаметр располагался фронтальным и справа. Отверстия для соединения деталей наносятся на сборочные чертежи, где деталь является составной частью изделия.

Условности и упрощения

Выполнение чертежей сложных деталей представляет достаточно объемную и трудоемкую работу. Поэтому на чертежах допускается ряд упрощений без потери важной информации:

Помимо указанных выше упрощений в различных видах инженерной графики, также допускается сопряжение разных размеров элементов с учетом смещения на такой угол, при котором подобная разница будет заметной. Отображение отверстий в ступицах шкивов или ступенчатых колес нужно чертить лишь контуры на эскизах.

Нанесение размеров

Чтобы указать размеры прямолинейного отрезка, линию следует проводить параллельно ему. Указание длины дуги окружности требует нанесения концентрично окружности, а указание размера угла сопровождается нанесением дуги с центром при вершине заданного угла.

Ограничивающие размерные линии стрелки должны упираться острием в соответствующие линии фигуры. Иногда наносятся точки, где обязательно перед размерным числом радиуса следует ставить букву R.

В случае наличия нескольких параллельных линий необходимо избегать их пересечения между собой. Размерные линии не могут являться продолжением контура или оси. Допустимо проводить такие линии с обрывом вне зависимости от того, полностью изображена окружность или нет.

Поверхности вращения всегда должны обозначаться с указанием диаметров. Их нужно наносить на продольных разрезах и видах. Размещение отверстий устанавливается размерами, определяющими положение их центра.

Для элементов деталей

Наносимые на чертеж размеры делятся на линейные и угловые. Первые составляют большую часть числовых характеристик деталей. По назначению практические размеры деталей могут быть:

Выбор размеров обосновывается геометрией форм, составляющих деталь. Анализ структуры детали определяет порядок построения проекций, простановки размеров формы элементов и их вероятного расположения.

Любое из простых тел можно изобразить при помощи двух проекций геометрических тел инженерной графики прямоугольного типа. Если нанести на геометрическое изображение тел размеры, то будет достаточно одной проекции на параллельную оси вращения плоскость, в том числе для случая тел вращения.

Размещение на чертеже

Быстрое и правильное чтение чертежа сопровождается правильным выполнением размещением на поле чертежа. Каждое изображение должно иметь те элементы деталей, для выявления каких они были сделаны. Размеры одного элемента должны группироваться на том участке, где такой элемент показан наиболее понятно.

Рабочие чертежи рекомендуют использовать группу конструкторских баз, куда относят основную и вспомогательную. Первая отвечает за задание положения самой детали, а вторая определяет задачу положения соединяемых деталей.

Именно от них при обработке и контроле ведется замер детали.

В определенных случаях не все элементы могут потребовать отсчета от одной готовой базы, поскольку их размеры удобно отсчитывать от вспомогательных баз в связке с основными. Использование таковых помогает замерять размеры элементов и непосредственно без таблиц и промежуточных вычислений для упрощения контроля.

Обозначение резьбы

Резьбы подразделяются на общие и специальные. При этом для первых выделяют крепежные и ходовые разновидности. Важно отметить, что метрическая резьба выполняется с крупным шагом и мелким, который может быть представлен в нескольких вариациях.

Так, для диаметра 20 миллиметров крупный шаг всегда 2 с половиной миллиметра, а мелкий варьируется от 0,5 до 2 миллиметров. Потому крупный не указывают, а мелкий обязательно обозначается. Здесь всегда участвует наружный диаметр, который наносится любым указанным в стандартах способом, который подходит по условиям работы с чертежами.

Соединения частей, принадлежащих машинам и конструкциям, исполняют при помощи стандартных крепежных болтов по типу гаек, винтов или шпилек. Такие детали изображены на чертеже полностью или упрощенно. В первом случае, размеры подбираются согласно стандартам, а во втором по условным соотношениям, исходя из диаметра. Правила изображения крепежных элементов находятся в соответствующих стандартах.

Источник

Инженерная графика

Инженерная графика – это учебная дисциплина, в которой изучаются теория, методы и правила выполнения чертежей.

Теорией инженерной графики является начертательная геометрия, представляющая собой одну из ветвей обширной области геометрии и отличающаяся от других своими методами решения. В начертательной геометрии пространственные отношения и формы тел познаются с помощью их изображения. Поэтому наиболее существенными требованиями к чертежам являются следующие:

1) чертеж должен быть наглядным (вызывать пространственное представление изображаемого предмета);

2) чертеж должен быть обратимым (чтобы по нему можно было точно воспроизвести форму и размеры изображаемого предмета);

3) чертеж должен быть достаточно простым с точки зрения его графического выполнения;

4) графические операции, выполняемые на чертеже, должны давать достаточно точные решения.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ СТУДЕНТОВ, ПРИСТУПАЮЩИХ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИН «НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ» И «ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА»

Студент должен знать:

-основные понятия стереометрии (множество, точка, прямая, плоскость, расстояния);

-свойства параллельной проекции;

-ортогональное (прямоугольное) проецирование;

-взаимное расположение прямых и плоскостей (параллельность и перпендикулярность);

-многогранники, их развертки;

-правила построения чертежей предметов в системе прямоугольных проекций.

Студент должен уметь:

-мысленно выделять из предметов, представляющих собой сочетание различных геометрических фигур, составные элементы;

-воссоединять элементы в целостный предмет;

-выявлять отношения сходства и различия между соотносимыми фигурами;

-строить третью проекцию детали по двум данным;

-определять недостающие проекции заданных точек, принадлежащих поверхностям данных деталей.

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Продолжительность обучения данным дисциплинам составляет три семестра для специальностей механического профиля, два семестра для всех остальных. В работу студентов включается:

1) изучение начертательной геометрии как теоретической основы построения чертежей геометрических тел;

2) решение на чертежах задач методами начертательной геометрии;

3) изучение государственных стандартов по выполнению и оформлению чертежей;

4) изучение технического черчения (чертежи изделий);

5) выполнение индивидуальных графических заданий, предназначенных для закрепления знаний по методам и правилам формирования изображений и развития умений и навыков их графического построения.

Каждый студент в процессе обучения выполняет индивидуальные задания по определенным темам данных дисциплин. На каждое задание в зависимости от его сложности отводится от 3 до 5 недель. Сроки выполнения заданий включаются в общий график учебного процесса студентов данной специальности и контролируются кафедрой и деканатом. В течение каждого семестра студенты выполняют три домашних контрольно-графических задания. Оценка задания включает в себя знание теории и качество его графического выполнения.

ФОРМЫ РАБОТЫ И ОТЧЕТНОСТИ СТУДЕНТОВ

Предусмотрены следующие формы работы:

1) аудиторные занятия – лекции и практика в соответствии с утвержденным расписанием;

3) консультации после аудиторных занятий по расписанию кафедры.

Лекции проводятся по потокам, практические занятия – по группам. При этом каждая группа делится на две подгруппы, в каждой из которых занятия проводит один преподаватель. Самостоятельная работа студентов представляет собой изучение лекционного материала; решение задач в соответствии со способами и алгоритмами, рассмотренными на лекциях и практических занятиях; изучение государственных стандартов, правил выполнения и оформления чертежей по требованиям технической и конструкторской документации, соответствующим ЕСКД; выполнение карандашом индивидуальных графических заданий на чертежной бумаге стандартных форматов (ГОСТ 2.301 – 68). Консультации и прием графических заданий осуществляются, как и практические занятия, по подгруппам. Итоги работы студентов подводятся в течение семестра, а также в конце семестра на зачете или экзамене в зависимости от объема программы данной специальности. Работа студентов оценивается по пятибалльной шкале или по рейтинговой системе.

СОДЕРЖАНИЕ ВОПРОСОВ ПО ДИСЦИПЛИНАМ

Изучение начертательной геометрии включает в себя следующие вопросы:

— метод проекций; центральное, параллельное, прямоугольное проецирование и их свойства;

— образование чертежа на двух и трех плоскостях проекций;

— аксонометрические проекции (образование, виды, показатели искажения, прямоугольные изометрическая и диметрическая проекции, изображение окружности);

— способы преобразования чертежа;

— проекции точки на две и три плоскости проекций, прямоугольные координаты точки;

— задание и изображение на чертеже прямой линии, положение относительно плоскостей проекций, две прямые, изображение пересекающихся, параллельных и скрещивающихся прямых, конкурирующие точки;

— задание и изображение на чертеже окружности и винтовой линии;

— задание и изображение на чертеже плоскости, положение относительно плоскостей проекций;

— определение и образование поверхностей, задание и изображение на чертеже, определитель, каркас и очерк поверхности, поверхности вращения, торсовые, винтовые;

— позиционные задачи, алгоритмы их решения;

— принадлежность точки и линии плоскости, поверхности;

— параллельность прямой и плоскости, двух плоскостей;

— перпендикулярность прямой и плоскости, двух плоскостей;

— пересечение прямой с плоскостью;

— взаимное пересечение плоскостей;

— сечение поверхностей вращения плоскостями частного положения;

— пересечение соосных поверхностей вращения;

— пересечение поверхностей (применение секущих сфер и секущих плоскостей частного положения);

— метрические задачи (определение расстояний от точки до прямой и плоскости, определение углов, построение разверток многогранников, цилиндрических, конических поверхностей вращения).

В начертательной геометрии можно выделить три типа задач: построение проекций геометрических объектов, позиционные и метрические задачи.

Для построения изображений геометрических объектов используется метод проецирования на плоскость.

Позиционными называются задачи установления взаимного положения и принадлежности геометрических элементов.

Метрические – это задачи определения по чертежу натуральных величин отрезков (расстояний), истинных углов и других размеров.

Логика решения задач в начертательной геометрии выражается в виде алгоритмов, отражающих определенную последовательность выполнения графических операций. Эти алгоритмы могут иметь форму словесного описания последовательности графических действий или быть в виде формализованной записи с использованием символов.

Изучение технического черчения включает в себя:

— изображения предметов (виды, разрезы, сечения, построение по двум данным изображениям третьего);

— изображение резьбовых изделий и их соединений;

— изображение шпоночных и шлицевых соединений;

— изображение соединений сваркой, пайкой и склеиванием;

— выполнение эскизов деталей с натуры;

— выполнение чертежей сборочных единиц и эскизов их деталей;

— выполнение чертежей деталей по заданным чертежам сборочных единиц;

— выполнение чертежей по специальности обучения студентов.

Широкое разнообразие чертежей требует единых правил и условностей их изготовления. Они регламентируются государственными стандартами. Все стандарты объединены под общим названием «Единая система конструкторской документации» (ЕСКД). Все стандарты, предусмотренные ЕСКД, распределяются по следующим классификационным группам:

0 – общие положения;

1 – основные положения;

2 – классификация и обозначение изделий в конструкторских документах;

3 – общие правила выполнения чертежей;

4 – правила выполнения чертежей в машиностроении и приборостроении;

ние, внесение изменений);

6 – правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации;

7 – правила выполнения схем;

8 – правила выполнения строительных документов судостроения;

9 – прочие стандарты.

В ЕСКД все стандарты имеют определенную структуру обозначений и названий. Например, ГОСТ 2.303 – 68 «Линии» обозначает, что стандарт входит в комплекс ЕСКД, которому присвоен номер 2, номер стандарта – – шифр классификационной группы, 03 – порядковый номер стандарта в группе), год регистрации 1968, «Линии» – название.

В инженерной графике изучаются ГОСТы, входящие в группы 1, 2, 3, 4 и 7.

Источник

Что изучает инженерная графика как наука

Контрольные задания по теме:
Рабочая тетрадь задача 7, задача 8, задача 9, задача 10

Начертательная геометрия занимает особое положение среди других наук. Она является лучшим средством развития у человека пространственного мышления и воображения.

Начертательная геометрия – один из разделов геометрии, в котором пространственные фигуры, представляющие собой совокупность точек, линий, поверхностей, изучаются по их плоским изображениям или проекциям.

Основная задача начертательной геометрии заключается в сопоставлении трёхмерного объекта с его плоской проекционной моделью.

Плоское изображение предмета или детали называется её чертежом. Чертёж – это не просто рисунок, а конструкторский документ. Он выполняется по соответствующим требованиям, единым стандартом. Его можно назвать своеобразным языком, в котором используются точки, линии, буквы, цифры, причём этот язык является интернациональным, т.к. он понятен любому инженеру и не зависит от языка.

При помощи этих простых геометрических элементов (точек, линий и т.д.) человек имеет возможность изобразить сложнейшие механизмы, приборы, здания и т.д.

Методы начертательной геометрии находят широкое применение в физике, химии, механике, кристаллографии, архитектуре и применяются практически во всех отраслях промышленности, начиная от лесного хозяйства и заканчивая сложнейшей электроникой космических летательных аппаратов.

Начертательная геометрия, как и другие разделы математики, развивает логическое мышление и поэтому входит в число фундаментальных дисциплин инженерного образования.

Начертательная геометрия и инженерная графика укладываются в рамки одной учебной дисциплины и выполняют одну и ту же задачу – сопоставление трёхмерного объекта с его плоской проекционной моделью. Отличие между ними заключается в том, что в инженерной графике под трёхмерным объектом понимается конкретное, материально воплощённое задание, строительное сооружение или деталь, в то время как начертательная геометрия имеет дело с абстрактными, отвлечёнными моделями. В этом смысле инженерная графика представляет собой очень частное ответвление начертательной геометрии, её узкоспециализированный подраздел. Но, благодаря такой узкой практической направленности инженерной графики, в ней появляются совершенно новые вопросы, к начертательной геометрии отношения не имеющие. Сюда относятся правила оформления чертежей, сведения об использовании технических стандартов и ряд других вопросов.

История развития начертательной геометрии уходит корнями в глубокую древность. Об этом свидетельствуют памятники древнего искусства, строительные и архитектурные формы, сохранившиеся до нашего времени. Ещё древние египтяне пытались изображать объекты в виде плоских проекций, но это всё осуществлялось стихийно, без использования твёрдо установленных правил и закономерностей.

Первое сохранившееся систематизированное изложение инженерного опыта относится к 16-13 годам до н.э.: сочинение под названием «Десять книг об архитектуре» написал римский зодчий и инженер Марк Витрувий Поллион.

Примерно в это же время расцвета культуры древней Греции шло интенсивное накопление геометрических знаний. Появилась вычислительная геометрия. Пифагор, Эвклид и др. систематизировали геометрические сведения. Эвклид издал труд под названием «Начала» –15 книг, куда вошли определения, постулаты, основные аксиомы и теоремы. Он построил науку геометрию так, как она есть сейчас. Мы до сих пор пользуемся ей почти без изменений. Из учёных этой же эпохи можно назвать также Архимеда, Фалеса.

Следующим рывком в развитии наук, искусств и техники явилась эпоха Возрождения. Вопросам построения наглядных изображений (перспективы) уделяли в то время большое внимание многие известные учёные, инженеры, зодчие и художники. Среди них Леонардо да Винчи, Альбрехт Дюрер, Леон Баттист, Гвидо Убальди. Такое повышенное внимание к этой теме было вызвано развитием техники, усложнением архитектурно-строительных задач, а также общим духом времени, направленным на культ научного метода и научного знания.

С тех пор начертательная геометрия пополнилась некоторыми вспомогательными вариантами проекционных изображений (аксонометрия) и постепенно оформлялась жёсткими правилами, требованиями, стандартами. Весь этот материал в совокупности составил основу современной инженерной графики.

Наряду с этим тенденция к обобщению привела к объединению идей Г. Монжа и исследователей эпохи Возрождения. В результате этого возникла классическая начертательная геометрия, предназначенная для изучения геометрических образов трёхмерного пространства. Развивалась проективная геометрия (Х. Винер, Г. Гаук, Э. Мюллер), рассматривались проблемы отображения многомерного геометрического пространства и способы построения нелинейных изображений (В. Фидлер, Е.С. Фёдоров). Эти исследования составили область математически абстрагированной начертательной геометрии.

Русские инженеры и зодчие пользовались на практике проекционными чертежами, в том числе и системой ортогональных проекций задолго до появления Г. Монжа. Об этом свидетельствуют сохранившиеся документы, относящиеся к началу XIX века (изобретатель Кулибин и зодчие С.И. Чевакинский, К.А. Ухтомский, В.И. Баженов). В те времена в инженерных школах преподавалось черчение. В Перновском военно-техническом училище 1731-1733 г. преподавание математических наук, фортификации и черчения вёл А.П. Ганнибал – прадед А.С. Пушкина. В начале XIX века в высших и средних учебных заведениях началось преподавание начертательной геометрии. Шарль Потье читал курс лекций в Московском институте инженеров путей сообщения. Появились первые учебные пособия (Я.С. Севастьянов, Н.И. Макаров, В.И. Курдюмов ) по начертательной геометрии в строго классическом её понимании. И в этом виде дисциплина сохранилась до 20 века.

Примерно с середины 40-х годов началось развитие вычислительной техники, появились ЭВМ. Среди разнообразных функций, доступных компьютеру, могут быть: выполнение графиков, схем и чертежей. Возникла специальная учебная дисциплина – «Машинная графика», которая, с 1987 г. вошла в учебную программу подготовки инженеров.

При выполнении чертежей и изображений в начертательной геометрии приняты следующие условные обозначения:

а) точки обозначаются прописными буквами латинского алфавита или цифрами. Например: A, B, C или 1, 2, 3. Цифры и буквы могут быть снабжены индексами: A1, B2;

б) линии принято обозначать строчными буквами латинского алфавита: а1, в2, m3 и т.д.;

в) плоскости обозначаются заглавными буквами греческого алфавита: Γ, Σ, Ω, Ψ;

г) знак параллельности: //. Например, прямая А параллельна прямой В записывается: А//В;

д) пересечение: а Ç в;

ж) обозначение угла: Ð ABC;

з) принадлежность: Ì

Точка М принадлежит прямой t: М Ì t;

Прямая l перпендикулярна плоскости S: l ^ S.

Для решения основной задачи начертательной геометрии, т.е. для установления адекватного соответствия положения точки в пространстве и её изображения на плоскости применяется конструктивный приём, который именуется операцией проецирования. Для этого вводится некоторая плоскость, которая называется плоскостью проекций, и некоторая точка в пространстве – центр проекций. Через центр проекций и данную точку проводится луч до пересечения с плоскостью проекций.

Рисунок 1

На рисунке 1 точка S- центр проекций; П1- плоскость проекций; точка A1 и B2- проекции точек A и B на плоскость П1.

Однако для того, чтобы проделать обратную процедуру, т.е. по проекции точки получить ее положение в пространстве, недостаточно одной ее проекции. Имея две проекции точки А и два центра проекций, можно получить точку А (рисунок 2).

Рисунок 2

Параллельное проецирование является частным случаем центрального, когда центр проекции удалён в бесконечность. В этом случае задаётся направление проецирования – луч S1 или S2. Проекцией точки А в данном случае будет точка пересечения луча, проведённого через эту точку параллельно направлению проецирования до пересечения с плоскостью проекций (рисунок 3).

Рисунок 3

Для того, чтобы по проекциям точки А получить её истинное положение в пространстве, необходимо иметь две её проекции на плоскость П. Точка пересечения лучей, восстановленных из точки А1 и А2 параллельно S1 и S2, будет являться точкой А.

Частным случаем параллельного проецирования является ортогональное проецирование. При этом направление проецирования всегда перпендикулярно плоскости проекций (рисунок 4).

Рисунок 4

В случае ортогонального проецирования, для того чтобы определить положение точки в пространстве по её проекции, необходимо ввести дополнительную плоскость проекций П2, которая была бы перпендикулярна П 1 (рисунок 5).

Рисунок 5

На рисунке 5 показано построение проекций точки А на две взаимно ортогональные плоскости П 1 и П2. И наоборот, имея две проекции точки А – А1 и А2, мы всегда можем получить положение точки А в пространстве, восстановив перпендикуляры к плоскостям проекций.

Преимущества ортогонального проецирования:

1. Простота графических построений для определения ортогональных проекций.

2. Возможность сохранить при определённых условиях на проекциях форму и размеры проецируемой фигуры.

Рисунок 6

Рисунок 6 представляет пространственное изображение точки А и плоскостей проекций, но в инженерной практике пользоваться такими изображениями не всегда удобно. Поэтому применяется плоский чертёж, на котором совмещены все три плоскости и который носит название Эпюр Монжа. Образуется он следующим образом: горизонтальная плоскость П 1 поворачивается вокруг оси Х на 90 градусов вниз до совмещения с фронтальной плоскостью, а профильная поворачивается вокруг оси Z на 90 градусов вправо. В результате получим плоское изображение всех трёх плоскостей проекций (рисунок 7). Этот чертёж называется эпюром Монжа или комплексным чертежом.

Рисунок 7

Построим проекции точки А, изображённой на рисунке 6, на эпюре Монжа. Для этого отложим по оси X (рис.7) координату точки А по оси Х – расстояние Ах. Затем из этой точки восстановим перпендикуляры к оси Х на плоскости П 2 и П1.

Вверх, на плоскость П2, отложим высоту точки А или её координату по оси Z, а вниз, на плоскость П1, откладываем глубину точки два раза. Это искажение по оси У получается из-за того, что ось У повернулась на 45 градусов по сравнению с пространственным изображением. Для того чтобы построить профильную проекцию точки А, из её фронтальной проекции А2 проводим перпендикуляр к оси Z и откладываем на нём от оси Z глубину точки или её координату по оси У. Полученные три проекции точки А(А1, А2, А3) дают полное представление о положении точки в пространстве. Этот чертёж называется комплексным чертежом точки. Линии, соединяющие проекции точки, называются линиями связи.

1. Что изучает начертательная геометрия?

2. Что называется чертежом?

3. В чем отличие начертательной геометрии от инженерной графики?

4. Назовите основные этапы развития геометрии.

5. Какие специальные символы существуют для обозначения параллельности, перпендикулярности, пересечения, скрещивания? Какие обозначения вы знаете, кроме этих?

6. В чем сущность центрального проецирования?

7. Как образуется проекция точки при параллельном проецировании?

8. Назовите основные плоскости проекций.

9. Что такое эпюр Монжа? Как он образуется?

© ФГБОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет

Источник