Центральное и параллельное проецирование.

Предмет и метод инженерной графики.(методы-второй вопрос)

Инженерная графика- наука создания проекционных изображений.

Инженерная графика- это дисциплина, которая состоит из двух частей: начертательной геометрии и технического черчения.

Начертательная геометрия — раздел геометрии, в котором пространственные формы с их геометрическими закономерностями изучаются в виде их изображений на плоскости.

Основоположником начертательной геометрии, как науки, является французский ученый 18 века Гаспар Монж, систематизировавший все существующие знания в этой области и создавший труд «Geometry descriptive», изданный в 1799 г.. Г. Монж говорил, что «…нужно приучить пользоваться начертательной геометрией всех способных молодых людей, как богатых, для того, чтобы они были в состоянии употреблять свои капиталы с пользой – равно для себя и государства, так и для тех, у которых образование является единственным богатством, для того, чтобы они могли увеличить цену своего труда».

В России впервые этот предмет был введен в Московском высшем училище в 1810 году в Институте путей сообщения в Петербурге.

«Чертеж – это язык техники», - говорил Г. Монж, а проф. Курдюмов продолжал эту мысль: «А начертательная геометрия - это грамматика этого языка, т.к. учит нас правильно читать чужие и излагать наши собственные мысли, пользуясь в качестве слов только линиями и точками, как элементами всякого изображения».

Начертательная геометрия ставит перед собой 2 задачи:

1. Прямая ― научиться изображать на плоскости по оригиналу трехмерные геометрические объекты.

2. Обратная ― по заданному чертежу восстановить положение оригинала в пространстве.

Существуют центральный и параллельный методы проецирования.

Центральное и параллельное проецирование.

Метод центрального проецирования

Если дана некоторая плоскость П1, которую мы назовем плоскостью проекций, центр проекций S вне ее, а также точку А, то проведя через т. А из центра S проецирующий луч, мы получим проекцию т. А на пл. проекций П1. Если таких произвольно расположенных точек будет несколько, то в итоге мы получим некую коническую поверхность, поэтому этот метод называется еще и коническим. При таком способе проецирования нет размерного соответствия между изображением и моделью. (Рисунок 1)

Рисунок 1 Рисунок 2

Метод параллельного проецирования

В тех случаях, когда размерное соответствие обязательно, используют метод параллельного или цилиндрического проецирования, когда центр проецирования находится в бесконечности и проецирующие лучи параллельны между собой (рисунок 2). В качестве фиксированного базиса используют три взаимно-перпендикулярных плоскости проекций.

Первая из них называется фронтальной плоскостью и обозначается латинской буквой V. Она стационарна. А проекциям точек этой плоскости присваивают индекс этой же плоскости, например Аv, Ан, Аw.

Вторая пл. проекций, расположенная горизонтально, так и называется – горизонтальная и обозначается - Н. Для получения плоского чертежа ее поворачивают относительно оси охпереднюю полу вниз, заднюю вверх.

Третья плоскость расположена, как и первая вертикально, но перпендикулярна к фронтальной, и разворачивается против часов стрелки вокруг оси oz при совмещении плоскостей в единую и называется профильной - W.

Эти три плоскости взаимно перпендикулярны и делят пространство на 8 углов – октантов.

Пересекаясь между собой, три плоскости образуют линии пересечения – оси.

V ∩ H Þ ox (ось абсцисс); H ∩ W Þ oy (ось ординат); V ∩ W Þ oz (ось аппликат).

Ниже на чертеже представлена модель пространства и рядом изображение ее на плоскости.

Рисунок 3 Рисунок 4

При этом следует помнить, что проецирующие лучи параллельны между собой и перпендикулярны к плоскостям проекций.

При проецировании мы будем использовать такие геометрические образы как точка, прямая, плоскость, объемные тела.

3. Инвариантные свойства проецирования.

Основные инвариантные свойства параллельного проецирования.

При параллельном проецировании нарушаются метрические характеристики геометрических фигур (происходит искажение линейных и угловых величин), причём степень нарушения зависит как от аппарата проецирования, так и от положения проецируемой геометрической фигуры в пространстве по отношению к плоскости проекции.
Но наряду с этим, между оригиналом и его проекцией существует определённая связь, заключающаяся в том, что некоторые свойства оригинала сохраняются и на его проекции. Эти свойства называются инвариантными (проективными) для данного способа проецирования.
В процессе параллельного проецирования (получения проекций геометрической фигуры по её оригиналу) или реконструкции чертежа (воспроизведения оригинала по заданным его проекциям) любую теорему можно составить и доказать, базируясь на инвариантных свойствах параллельного проецирования, которые в начертательной геометрии играют такую же роль, как аксиомы в геометрии.

Для построения обратимого чертежа необходимо иметь две взаимосвязанные проекции оригинала.
Поэтому только прямоугольное (ортогональное) проецирование, по крайней мере, на две взаимно перпендикулярных плоскости проекций является основным методом построения технического чертежа (метод Монжа).

Ортогональное (прямоугольное) проецирование обладает рядом преимуществ перед центральным и параллельным (косоугольным) проецированием:
1. простоту геометрических построений для определения ортогональных проекций точек
2. возможность при определённых условиях сохранять на проекциях форму и размеры оригинала.