Пересечение цилиндрических поверхностей. Построение аксонометрического чертежа цилиндра вращения Сопряжение двух цилиндров под прямым углом
Алгоритм решения задачи Способ вспомогательных концентрических сфер применяется, если:
Обе поверхности – поверхности вращения;
Оси поверхностей пересекаются;
Общая плоскость симметрии тел параллельна какой-либо плоскости проекций.
Точку пересечения осей вращения принимают за центр концентрических сферических поверхностей и проводят ряд сфер, пересекающих обе поверхности.
В пересечении контуров получаемых окружностей находят общие для двух поверхностей точки. Наименьшей вспомогательной сферической будет поверхность, вписанная в большее тело.
Сфера наибольшего радиуса не должна выходить за наиболее удаленную точку пересечения тел.
Промежуточные сферы строятся произвольными радиусами и должны располагаться между наименьшей и наибольшей вспомогательными сферами.
При решении данной задачи:
1 Находим опорные точки – точки пересечения крайних образующих цилиндра с наклонной осью с крайней правой образующей вертикального цилиндра. Это будут высшая и низшая точки линии пересечения (А v и В v ).
2 Для построения промежуточных точек проводится ряд концентрических сфер, центры которых, будут лежать в точке пересечения осей заданных цилиндров (О v ).
3 Наименьшей сферической поверхностью здесь будет поверхность, вписанная в вертикальный цилиндр. Эта сфера касается вертикального цилиндра по окружности, которая проецируется в прямую 1v=2v , а наклонный цилиндр пересекает по окружности, проецирующуюся в прямую 3v=4v . Точка пересечения этих прямых (проекций окружностей) С v и будет общей для обоих цилиндров.
4 Для построения случайных (промежуточных) точек проведем ряд концентрических сфер. Рассмотрим построение этих точек на примере построения точки D v .
5 Проводим сферу, радиус которой больше радиуса окружности основания вертикального цилиндра. Эта сфера пересекает цилиндры по окружностям, проецирующим в прямые 5 v -6 v и 7 v -8 v . Точка пересечения этих прямых (D v ) и будет точкой, принадлежащей линии пересечения двух цилиндров.
6 Остальные точки строятся аналогично.
Рисунок 14 – Пересечение двух цилиндров
Карпова Ирина Евгеньевна
Карпов Егор Константинович
НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ
Методические указания
к практическим занятиям и самостоятельной работе
студентов очной и заочной форм обучения
для студентов специальностей 190202.65, 190201.65
и направлений 220400.62, 220700.62, 221700.62, 151900.62, 150700.62, 190600.62, 190700.62
Редактор Е. А. Могутова
Подписано в печать Формат 60х84 1/16 Бумага тип. №1
Печать цифровая Усл. печ. л. 1,0 Уч.-изд. л. 1,0
Заказ Тираж 37 Не для продажи
РИЦ Курганского государственного университета.
640669, г. Курган, ул. Гоголя, 25.
Курганский государственный университет.
Похожая информация:
- II. Динамика вращательного движения материальной точки (твердого тела) (задача 2)
- III. Укажите номера предложений, в которых глагол-сказуемое стоит в группе завершенных времен
- IX. Укажите номера предложений, в которых ing-форма переводится на русский язык причастием, оканчивающимся на –щий, -щая, щее
Здравствуйте! На сегодняшнем уроке мы построим линию пересечения поверхностей двух цилиндров .
Исходное задание берем из задачника С. К. Боголюбова, 1989 год, стр. 141, вар. 1.
При выполнении задания воспользуемся безосным способом проецирования, т. е. без обозначения осей координат.
Я предлагаю вам сначала сделать 3d модель пересекающихся цилиндров, а затем, на построить линию пересечения цилиндров .
Создание ассоциативного чертежа пересекающихся цилиндров
1. Сначала на плоскости zx (горизонтальной) вычерчиваем окружность диаметром 80 мм, выдавливаем на 80 мм.
2. Затем на плоскости zy создаем эскиз полуцилиндра радиусом 45 мм.
Выдавливаем эскиз на длину 110 мм, направление выдавливания – средняя плоскость .
3. Создаем чертеж, вставляем стандартные виды и изометрию детали. Щелкнув правой кнопкой мыши по габаритному прямоугольнику, разрушаем связи проекций с моделью. Это нам нужно для того, чтобы перестроить линии пересечения вручную.
4. Удаляем линии пересечения на фронтальной проекции и изометрии. Конечно, можно все оставить и так, Компас построил линию пересечения цилиндров очень точно. Но так как нам нужно показать свои знания, мы перестроим линию вручную.
Как построить линию пересечения цилиндров?
Построение линии пересечения двух цилиндров начинаем с нахождения проекций очевидной точки 4 и характерной точки 1. Делаем это по линиям связи.
Затем на профильной проекции проводим две вспомогательные секущие плоскости Pw и Pw1 произвольно.
При помощи кривой Безье соединяем полученные точки на фронтальной проекции.
На изометрии точки находятся путем перенесения соответствующих координат точек по осям x и y и соединения их кривой Безье.
Координаты точки 1 находим, проведя вспомогательную прямую через середину нижнего основания модели.
На чертежах деталей машин часто встречаются линии пересечения поверхностей, или, иначе, линии перехода . Поэтому необходимо изучить приемы построения этих линий.
Взаимное пересечение многогранников. На рис. 177, а приведены три изображения двух пересекающихся призм - четырехугольной и треугольной. Построение фронтальной проекции на рисунке не закончено; проекция линии пересечения на ней не показана. Требуется построить проекции линии пересечения на всех изображениях чертежа.
Рассматривая горизонтальную и профильную проекции, можно установить, что боковые грани вертикально расположенной призмы перпендикулярны горизонтальной плоскости проекций; проекция линии пересечения на эту плоскость совпадает с проекциями боковых граней, т. е. с отрезками прямых линий. Профильная проекция линии пересечения также совпадает с профильной проекцией треугольной призмы. Никаких дополнительных линий на этих проекциях не будет (рис. 177, б). Следовательно, решение задачи сводится к построению фронтальной проекции линии пересечения. Для этого нужно найти точку пересечения ребер одной призмы с гранями другой.
При решении задачи сначала определяют ребра каждой из призм, которые не пересекают грани другой (эти ребра на рис. 177, б не помечены цифрами). Затем, рассматривая профильную и горизонтальную проекции, видим, что ребра 1 - 2 и 3-4 пересекают наклонные грани треугольной призмы. Места пересечения-точки встречи ребер 1-2 и 3-4 с контуром профильной проекции треугольной призмы, т. е. а", b", с", d" видны на чертеже. Проекции невидимых точек заключены в скобки.
Горизонтальные проекции а, b, с, d точек A, В, С, D расположены на горизонтальных проекциях ребер 1-2 и 3-4. Проекции ребер изображаются в виде точек. Фронтальные проекции - точки а" b", с", а" определяют при помощи линий связи. Далее устанавливают, что ребра 5-6 и 7-8 треугольной призмы пересекают грани четырехугольной. Горизонтальные проекции точек пересечения е, f, g, h видны на чертеже. Фронтальные проекции точек Е, F, G, Н находят, проводя линии связи к проекциям соответствующих ребер. Чтобы получить линию пересечения, нужно соединить полученные точки прямыми линиями. Соединяют те точки, которые находятся на одних и тех же гранях каждой призмы. Затем нужно последовательно соединить точки а", b", g", h", d", с",f", е". Отрезки e"f" и g"h" - линии пересечения на фронтальной проекции - невидимы, так как закрыты наклонными гранями треугольной призмы, поэтому их обводят штриховой линией.
Наглядное изображение пересекающихся призм дано на рис. 177, в.
На рис. 178 показано построение линии пересечения четырехугольной усеченной пирамиды и четырехугольной призмы. Построение выполнено аналогично приведенному на рис. 177. На фронтальной проекции линия пересечения совпадает с проекцией боковых граней призмы, так как они перпендикулярны фронтальной плоскости проекции (см. рис. 178). Верхнее и нижнее ребра призмы пересекаются с передним и задним ребрами пирамиды в точках 1, 2, 3, 4, проекции которых 1", 2", 3", 4" находятся в точках пересечения соответствующих ребер. Имея фронтальные и профильные проекции точек 1, 2, 3, 4, находят их горизонтальные проекции при помощи линий связи, как показано стрелками на чертеже.
Точки пересечения других двух ребер призмы с гранями пирамиды без дополнительного построения получить нельзя. Чтобы определить эти точки, призму и пирамиду пересекают горизонтальной секущей плоскостью Р. При пересечении плоскости Р с пирамидой образуется ромб, стороны которого будут параллельны сторонам оснований пирамиды. Ромб легко построить, спроецировав точку а" на горизонтальную плоскость проекций и проведя прямые, параллельные сторонам основания. При пересечении плоскости Р с призмой образуется прямоугольник, равный горизонтальной проекции призмы. Точки 5, 6, 7, 8 пересечения контуров ромба и прямоугольника будут искомыми точками линий пересечения обоих тел.
Профильные проекции 5", 6"", 7", 8" получены при помощи линий связи. В скобках проставлены проекции невидимых точек. Соединяя прямыми проекции точек, расположенных на одних и тех же гранях пирамиды и призмы, т. е. точки 1, 6, 2, 5, точки 3, 8, 4, 7, точки 1", 5", 2" и точки 3", 7", 4", получают недостающие проекции линии пересечения.
Взаимное пересечение тел вращения.
На рис. 179 показано построение линии пересечения двух цилиндров разных диаметров; оси цилиндров взаимно перпендикулярны и пересекаются.
На рис. 179, а изображены деталь, предназначенная для соединения труб,- тройник, и ее упрощенная модель - два пересекающихся цилиндра. Пересекаясь, цилиндрические поверхности образуют пространственную кривую линию. Горизонтальная проекция линии пересечения совпадает с горизонтальной проекцией вертикально расположенного цилиндра, т. е. с окружностью (рис. 179, б). Профильная проекция линии пересечения совпадает с окружностью, являющейся профильной проекцией горизонтально расположенного цилиндра. Отметив на горизонтальной проекции характерные точки 1, 2, 3, находят их профильные проекции 1", 2", 3", которые расположены на дуге окружности. По горизонтальной и профильной проекциям точек 1, 2, 3 находят их фронтальные проекции 1", 2", 3". Таким образом, находят проекции точек, определяющих линию перехода.
В ряде случаев такого количества точек недостаточно, и чтобы получить дополнительные точки, применяют способ вспомогательных секущих плоскостей . Этот способ заключается в том, что поверхность каждого тела пересекают вспомогательной плоскостью, образующей фигуры сечений, контуры которых пересекаются. Точки, полученные при пересечении контуров сечений, являются точками линии пересечения. В данном случае оба цилиндра пересекают вспомогательной горизонтальной секущей плоскостью (рис. 179, в). При пересечении вертикально расположенного цилиндра образуется окружность, а горизонтально расположенного цилиндра - прямоугольник. Точки пересечения 4 и 5 окружности и прямоугольника принадлежат обоим цилиндрам и, следовательно, определяют линию пересечения обоих тел (см. рис. 179, а). Отметив профильные, а затем горизонтальные проекции точек 4 и 5, при помощи линий связи находят фронтальные проекции (см. рис. 179, в). Полученные точки соединяют плавной кривой.
При необходимости увеличить число точек, определяющих линию пересечения, проводят еще несколько параллельных вспомогательных секущих плоскостей.
Если оба цилиндра имеют одинаковые диаметры , то одна из проекций линий пересечения представляет собой пересекающиеся прямые (рис. 179, г и д), а линии пересечения - эллипсы.
Линия пересечения шара и прямого кругового цилиндра, ось которого проходит через центр шара, показана на рис. 180. Как видно из чертежа, на одной проекции линия пересечения изображается окружностью, а на другой проецируется в прямую линию.
Проецирование тел с отверстиями. В технике встречаются детали с отверстиями цилиндрической, прямоугольной или какой-либо другой формы (рис. 181). При пересечении отверстий с поверхностями деталей образуются линии пересечения, форму которых в ряде случаев необходимо воспроизвести на чертеже. Задача эта решается в общем виде теми же способами, что и построение линий пересечения геометрических тел.
На рис. 182, а показан цилиндр с боковым отверстием цилиндрической формы. Оси цилиндра и отверстия пересекаются под прямым углом. Линия пересечения есть пространственная кривая. Построение линии пересечения было показано на рис. 179, а получение характерных точек данной кривой дано на рис. 182, а.
Линия пересечения цилиндра с отверстием прямоугольной формы при пересечении осей под прямым углом показана на рис. 182, б. Для построения линии пересечения на горизонтальной проекции выбраны характерные точки 1, 2, 3, 4, 5, 6. Профильные проекции 1", 2", 3", 4"", 5"", 6" расположены на окружности, являющейся проекцией цилиндра. Фронтальные проекции 1, 2", 3", 4", 5", 6" находят по полученным горизонтальным и профильным проекциям. Соединив точки 1", 2", 3", 4", 5", 6" прямыми, получают ломаную линию пересечения в виде прямоугольной впадины.
На рис. 182, в показана линия пересечения цилиндра с отверстием, образованным четырехугольной призмой, и двумя полуцилиндрами. Такую форму имеет шпоночная канавка. Линия пересечения представляет собой прямолинейную впадину (см. рис. 182, б) с криволинейными краями (см. рис. 182, а).
Ответьте на вопросы
1. В чем заключается способ вспомогательных секущих плоскостей? Для чего его применяют?
2. Какую форму имеет линия пересечения двух цилиндров разных диаметров и двух цилиндров одинаковых диаметров, если оси цилиндров пересекаются?
Задания к § 25 и главе IV
Упражнение 83
По двум данным проекциям детали начертите третью (рис. 183). Постройте недостающие проекции точек А и В, заданных проекциями а и b" расположенных на видимых гранях. Выполните аксонометрическую проекцию, проставьте на ней размеры и нанесите точки А и Б.
Ответьте на вопросы
1. Какие проекции даны на чертеже?
2. Чему равны габаритные размеры детали?
3. Каковы размеры прямоугольного паза на детали?
4. Какова шероховатость поверхности, изображенной на главном виде штриховой линией?
5. Нужно ли обрабатывать основание детали и боковые стороны?
6. Нужно ли обрабатывать верхнюю наклонную плоскость детали?
Упражнение 84
По двум проекциям детали начертите третью (рис. 184). Постройте недостающие проекции точки, расположенной на видимой поверхности детали и заданной фронтальной проекцией d.
Ответьте на вопросы к рис. 184
1. Какова исходная форма детали?
2. Какие проекции даны на чертеже?
3. Что обозначают штриховые линии на фронтальной проекции?
4. Что обозначают две горизонтальные штриховые линии на профильной проекции?
5. Чем вызвано появление на фронтальной проекции двух вогнутых линий?
6. Можно ли без дополнительных построений обозначить на профильной проекции точку В, заданную фронтальной проекцией b"? Где находится эта точка на профильной проекции?
7. Каковы габаритные размеры детали?
8. Какие размеры определяет положение отверстия диаметром 40 мм?
9. Допустима ли обточка детали под размер 119,98 мм?
10. Допустима ли обточка детали под размер 119,8 мм? Если нет, то можно ли такой брак исправить?
11. Допустима ли обработка паза 60 мм под размер 60 -0,1 ? Если нет, то можно ли такой брак исправить?
12. Нужно ли наносить размер между линиями, обозначенными цифрой 1 в зеленом четырехугольнике? В результате чего образовались эти линии?
13. Какова должна быть шероховатость большей части поверхности детали?
14. Какова шероховатость двух параллельных плоскостей в каждом из пазов?
Упражнение 85
По наглядным изображениям деталей (рис. 185, а-в) выполните чертежи в системе прямоугольных проекций. Масштаб чертежей возьмите 2: 1. Размеры определите обмериванием наглядных изображений.
Ответы к упражнениям главы IV
К упражнению 50
| Обозначение | Наименование |
|---|---|
| 1 | Линия связи |
| 2 | Изображаемый предмет |
| 3 | Профильная проекция (вид слева) |
| 4 | Профильная плоскость проекций (W) |
| 5 | Фронтальная плоскость проекций (V) |
| 6 | Фронтальная проекция (вид спереди) |
| 7 | Горизонтальная плоскость проекций (Н) |
| 8 | Горизонтальная плоскость проекций (вид сверху) |
| 9 | Проектириующие лучи |
| А | Вид сперди (главный вид) |
| Б | Вид слева |
| В | Линия связи |
| Г | Вспомогательная прямая |
| Д | Вид сверху |
К упражнению 54
К упражнению 56
На примеры 1 и 2 ответы следующие (на примеры 3, 4, 5 ответы не приводятся):
В примерах 1 и 2 виды должны быть расположены так:
АБ АВ В Б
К упражнению 57
Пример решения задачи дан на рис. 277.
К упражнению 58
Пример решения задачи дан на рис. 278.
К упражнению 59
Чтобы выбрать правильное положение для главного вида, надо смотреть на детали по направлению, указанному стрелками со следующими буквами.
Цель задания: Изучить методы построения линии пересечения двух цилиндров.
Порядок выполнения: Начертить рамку и основную надпись. Вычертить три проекции пересекающихся цилиндров по заданным размерам. Найти проекции очевидных точек линии пересечения цилиндрических поверхностей. Определить количество промежуточных точек и построить их проекции. Наметить линию пересечения на всех трех проекциях и определить ее видимость. Нанести обозначения точек. Обвести чертеж, заполнить основную надпись.
Значения параметров, приведенных на рисунке 10, выбирают по таблице 4 согласно варианту. Образец показан на рисунке 12.
Методические указания по выполнению листа 4
Общая линия пересекающихся поверхностей называется линией пересечения. На чертежах линии пересечения поверхностей изображаются сплошной основной линией .
Метод построения линий пересечения поверхностей тел заключается в проведении вспомогательных секущих плоскостей и нахождении отдельных точек линий пересечения данных поверхностей в этих плоскостях. В качестве вспомогательных секущих плоскостей выбирают такие плоскости, которые пересекают обе заданные поверхности по простым линиям – прямым или окружностям, причем окружности должны располагаться в плоскостях, параллельным плоскостям проекций.
Рассмотрим построение линии пересечения поверхностей двух прямых круговых цилиндров, оси которых перпендикулярны к плоскостям проекций.
Перед тем, как строить линию пересечения поверхностей на чертеже, необходимо представить себе эту линию в пространстве (см. рисунок 11).
В начале построения находят проекции очевидных точек 1, 4 (см. рисунок 10). Горизонтальная проекция искомой линии пересечения поверхностей совпадает с окружностью – горизонтальной проекцией одного из цилиндров. Профильная проекция линии пересечения также совпадает с окружностью – профильной проекцией второго цилиндра. Таким образом, фронтальную проекцию искомой линии пересечения легко найти по общему правилу построения кривой линии по точкам, когда две проекции точек известны. Например, по горизонтальной проекции 2 1 точки 2 находят профильную проекцию 2 3 . По двум проекциям 2 1 и 2 3 определяют фронтальную проекцию 2 2 точки 2, принадлежащей линии пересечения цилиндров.
Если пересекающиеся цилиндрические поверхности имеют оси, расположенные под углом, отличным от прямого угла, то линию их пересечения строят при помощи вспомогательных секущих плоскостей или другими способами (например, способом сфер).
Таблица 4 – Варианты исходных данных к листу 4.
| Обозна-чение, мм | № варианта | |||||||||
| R | ||||||||||
| d | ||||||||||
| h | ||||||||||
| k |
Рисунок 10 – Взаимное пересечение поверхностей цилиндров.
Графическая работа 5 «Технический рисунок модели»
Цель задания: Научиться изображать от руки технические детали простой формы. Изучить правила выполнения технических рисунков.
Порядок выполнения: Начертить рамку и основную надпись. Проанализировать форму детали по ее аксонометрическому изображению. Выполнить технический рисунок. Рисунок выполняется от руки, на глаз, сначала тонкими линиями, затем для выявления объема делается штриховка и обводка. Заполнить основную надпись. Вариант выбирают по рисунку 13 а, б. Образец показан на рисунке 14.
При выполнении машиностроительных чертежей наиболее часто встречается случай пересечения двух цилиндрических поверхностей, оси которых расположены под углом 90°. Разберем пример построения линии пересечения поверхностей двух прямых круговых цилиндров, оси которых перпендикулярны к плоскостям проекций (рисунок 201). В начале построения, как известно, находят проекции очевидных точек /, 3 и 5. Построение проекции промежуточных точек показано на рисунке 201. Если в данном примере применить общий способ построения линий пересечения с помощью вспомогательных взаимно параллельных плоскостей, пересекающих обе цилиндрические поверхности по образующим, то на пересечении этих образующих будут найдены искомые промежуточные точки линии пересечения (например, точки 2, 4 на рисунке 201). Однако в данном случае выполнять такое построение нет необходимости по следующим соображениям. Горизонтальная проекция искомой линии пересечения поверхностей совпадает с окружностью - горизонтальной проекцией большого цилиндра. Профильная проекция линии пересечения также совпадает с окружностью - профильной проекцией малого цилиндра. Таким образом, фронтальную проекцию искомой линии пересечения легко найти по общему правилу построения кривой линии по точкам, когда две проекции точек известны. Например, по горизонтальной проекции точки 2" находят профильную проекцию 2"". По двум проекциям 2" и 2"" определяют фронтальную проекцию 2" точки 2, принадлежащей линии пересечения цилиндров. Построение изометрической проекции пересекающихся цилиндров (рисунок 202) начинают с построения изометрической проекции вертикального цилиндра. Далее через точку О, параллельно оси л- проводят ось горизонтального цилиндра. Положение точки 0} определяется величиной //, взятой с комплексного чертежа (рисунок 201). Отрезок, равный Л, откладывают от точки О вверх по оси z. Откладывая от точки О, по оси горизонтального цилиндра отрезок /, получим точку 02 - центр основания горизонтального цилиндра. Изометрическая проекция линии пересечения поверхностей строится по точкам при помоши трех координат. Однако в данном примере искомые точки можно построить несколько иначе. Так, например, точку 2 строят следующим образом. От центра 02 вверх, параллельно оси z> откладывают отрезок т. взятый с комплексного чертежа. Через конец этого отрезка проводят прямую, параллельную оси >\ до пересечения с основанием горизонтального цилиндра в точке 2V Затем из точки 2, проводят прямую, параллельную оси х, и на ней откладывают отрезок, равный расстоянию от основания горизонтального цилиндра до линии пересечения, взятый с фронтальной или горизонтальной проекции комплексного чертежа. Конечные точки этих отрезков будут принадлежать линии пересечения. Через полученные точки проводят по лекалу кривую, выделяя ее видимые и невидимые части. Если диаметры пересекающихся цилиндрических поверхностей одинаковы, то фронтальная проекция линии пересечения представляет собой две пересекающиеся прямые. Если пересекающиеся цилиндрические поверхности имеют оси, расположенные под углом, отличным от прямого угла, то линию их пересечения строят при помощи вспомогательных секущих плоскостей или другими способами (например, способом сфер).
