Теоретический материал к практическим работам
advertisement
Теоретический материал к практическим работам. Раздел 1. Правила разработки и оформления технической документации и чертежей Тема 1.1. Общие сведения по оформлению технической документации, чертежей и схем Принцип получения основных форматов, их размеры и обозначения. Предварительная рамка. Основная рамка чертежа. Основная надпись, ее графы и размеры по ГОСТ 2.104-68 и ГОСТ 21.101-93, заполнение граф. Значение линии для прочтения чертежа. ГОСТ, регламентирующий характеристики линий. Названия линии, их назначение, начертания, пропорциональное соотношение толщин. Понятие "четкость линий" при выполнении чертежа карандашом. Форматы. Стандарт 2.301-68 устанавливает форматы листов чертежей и другой технической документации. Все чертежи должны выполняться на листах бумаги стандартного формата. Форматы листов бумаги определяются размерами внешней рамки чертежа, являющейся предварительной (рис. 1). Она проводится сплошной тонкой линией. Основная рамка чертежа На каждом листе выполняется рамка, ограничивающая рабочее поле чертежа, называемая основной. Линия рамки чертежа проводится сплошной толстой основной линией на расстоянии 5 мм от внешней рамки. Слева для подшивки оставляют поле шириной 20 мм. Обозначение и размеры сторон форматов установлены ГОСТ 2.304—68. Данные об основных форматах приведены в табл. 1. Табл. 1 Обозначение формата Размеры сторон формата, мм А0 841х1189 А1 594х841 А2 420х594 А3 297х420 А4 210х297 Рис.1 Основная надпись чертежа ГОСТ 2.104-68 и ГОСТ 21.101-93устанавливают формы, размеры, порядок заполнения основных надписей и дополнительных граф к ним в технической документации. Расположение основной надписи чертежа показано на рис.1. Основная надпись предназначена для подачи текстовой информации о чертеже. Основная надпись для учебных чертежей представлена на рис.2. Рис.2 Рекомендуется следующее заполнение граф основной надписи в условиях учебного процесса: графа 1 – наименование детали или сборочной единицы; графа 2 – обозначение документа; графа 3 – наименование учебного заведения и номер группы; графа 4 – масштаб изображения (в соответствии с ГОСТ 2.302-68); графа 5 – характер работы, выполняемой лицом, подписывающим документ: чертил (студент) графа 6 – характер работы, выполняемой лицом, подписывающим документ: принял (преподаватель) графа 7 – фамилия студента; графа 8 – фамилия преподавателя. Образец заполнения основной надписи представлен на рис.3. Рис.3 Линии При выполнении любого чертежа основными элементами являются линии. Все чертежи выполняются линиями различного назначения, начертания и толщины (табл. 2). Толщина линий зависит от размера, сложности и назначения чертежа. Согласно ГОСТ 2.303–68 для изображения изделий на чертежах применяют линии различных типов в зависимости от их назначения, что способствует выявлению формы изображаемого изделия. Табл.2 Толщина линии по отношению Начертание к толщине основной линии Наименование Применение s Сплошная толстая основная линия выполняется толщиной, обозначаемой буквой s, в пределах от 0,5 до 1,4 мм в зависимости от сложности и величины изображения на данном чертеже, а также от формата чертежа. Сплошная толстая линия применяется для изображения видимого контура предмета, контура вынесенного сечения и входящего в состав разреза. s/3–s/2 Сплошная тонкая линия применяется для изображения размерных и выносных линий, штриховки сечений, линии контура наложенного сечения, линии—выноски, линии для изображения пограничных деталей ("обстановка"). s/3–s/2 Сплошная волнистая линия применяется для изображения линий обрыва, линия разграничения вида и разреза s/3–s/2 Штриховая линия применяется для изображения невидимого контура. Длина штрихов должна быть одинаковая. Длину следует выбирать, в зависимости от величины изображения, примерно от 2 до 8 мм, расстояние между штрихами 1...2 мм. s/3–s/2 Штрихпунктирная тонкая линия применяется для изображения осевых и центровых линий, линий сечения, являющихся осями симметрии для наложенных или вынесенных сечений. Длина штрихов должна быть одинаковая и выбирается в зависимости от размера изображения, примерно от 5 до 30 мм. Расстояние между штрихами рекомендуется брать 2...3 мм. s/2–2s/3 Штрихпунктирная утолщенная линия применяется для изображения элементов, расположенных перед секущей Толщина линии по отношению Начертание к толщине основной линии Наименование Применение плоскостью ("наложенная проекция"), линий, обозначающих поверхности, подлежащие термообработке или покрытию. s/3–s/2 Разомкнутая линия применяется для обозначения линии сечения. Длина штрихов берется 8...20 мм в зависимости от величины изображения. s/3–s/2 Сплошная тонкая с изломами линия применяется при длинных линиях обрыва. s/3–s/2 Штрихпунктирная с двумя точками линия применяется для изображения деталей в крайних или промежуточных положениях; линии сгиба на развертках Качество чертежа во многом зависит от качества и наладки инструментов, а также от ухода за ними. Чертежные инструменты и принадлежности необходимо содержать в полной исправности. Четкость линий зависит не только от качества инструмента, но и от способа проведения. Линию необходимо проводить со средним нажатием на карандаш, постоянным по всей длине линии. Проводить линию следует один раз, повторное проведение изменяет вид и толщину линии. Вопросы для самопроверки: Чем различаются стандартные чертежные форматы? Для чего предназначена основная надпись чертежа? Какие элементы изображения на чертеже выполняют сплошной основной линией, тонкой? Тема 1.2. Чертежный шрифт и выполнение надписей на чертежах Типы шрифтов, их отличительные и общие свойства Номера шрифтов. Прописные и строчные буквы Размеры и конструкции букв и цифр. ГОСТ 2.304–81 устанавливает чертежные шрифты, наносимые на чертежи и другие технические документы всех отраслей промышленности и строительства. Размер или номер шрифта определяет высота h прописных букв в мм. Размеры строчных букв пропорционально меньше размеров прописных. Типы шрифтов различаются отсутствием или наличием угла наклона начертания шрифта, а также техникой выполнения. Толщина линии шрифта d зависит от типа и высоты шрифта. ГОСТ устанавливает следующие размеры шрифтов: (1,8); 2,5; 3,5; 5; 7; 10; 14; 20 (табл. 3). Применение шрифта 1,8 не рекомендуется и допускается только для типа Б. Устанавливают следующие типы шрифта: Тип А с наклоном 75° – d = (1/14)h; Тип А без наклона – d = (1/14)h; Тип Б с наклоном 75° – d = (1/10)h; Тип Б без наклона – d = (1/10)h. В табл.3 приведены параметры шрифта типа Б с наклоном, используемого при выполнении учебных чертежей. Табл.3 Вопросы для самопроверки: Какой шрифт применяется для учебных чертежей? Каков угол наклона шрифта типа Б с наклоном? Тема 1.3. Основные правила нанесения размеров на чертежах. Масштаб. Нанесение размеров и предельных отклонений. Размерные и выносные линии и порядок их проведения. Величина элементов стрелок и порядок их нанесения на размерные линии. Размерные числа и правила нанесения их над размерными линиями. Указание на чертежах значений радиусов и диаметров окружностей, условных размеров. Масштаб. ГОСТ 2.302-68 ЕСКД. Приемы графического перевода размеров в масштабные значения. ГОСТ 2.307-68* ЕСКД. Правила нанесения размеров и предельных отклонений на чертежах и других технических документах устанавливает ГОСТ 2.307-68. Размеры на чертежах указывают размерными числами и размерными линиями (рис.4). Размерные числа должны соответствовать действительным размерам изображаемого предмета, независимо от того, в каком масштабе и с какой точностью выполнен чертеж. Рис.4 Линейные размеры указывают на чертежах в миллиметрах, единицу измерения на чертеже не указывают. Стрелки, ограничивающие размерные линии, должны упираться острием в соответствующие линии контура или в выносные и осевые линии. Выносные линии должны выступать за концы стрелок размерной линии не больше чем на 2 мм. Величина стрелки выбирается в зависимости от толщины линий видимого контура (s) и должна быть одинакова для всех размерных линий чертежа (рис.5). Размерные и выносные линии выполняются сплошными тонкими линиями. В пределах одного чертежа размерные числа выполняют цифрами одного шрифта. Размерные числа ставят над размерной линией, параллельно ей и как можно ближе к середине. Минимальное расстояние между параллельными размерными линиями должно быть 7 мм, а между размерной линией и линией контура – 10 мм. Необходимо избегать пересечения размерных и выносных линий. Рис.5 При указании размера радиуса перед размерным числом ставят прописную букву R, перед размерным числом диаметра ставят знак диаметра, высота которого равна высоте цифр размерных чисел. Знак представляет собой окружность, пересеченную косой чертой под углом 45 градусов к размерной линии. Условными являются размеры элементов с обрывом. В этом случае размер указывается на полное изделие и проставляется натуральный размер. Пример простановки размеров на изображение представлен на рис.5. Рис.5 Масштаб Чертежи рекомендуется выполнять в натуральную величину, что дает правильное представление о действительных размерах изделия. Но это не всегда позволяют размеры изделия и форматы листов. В таких случаях чертеж выполняют в уменьшенном виде, т.е. в масштабе. Масштабы уменьшения: 1:2, 1:2,5, 1:4, 1:5, 1:10 и т.д. Натуральная величина 1:1 Масштабы увеличения 2:1, 2,5:1, 4:1, 5:1, 10:1 и т.д Масштаб – это отношение линейных размеров изображаемого предмета на чертежек его натуральным размерам. ГОСТ 2.302 – 68 устанавливает масштабы изображения и их обозначение на чертежах. Приемы графического перевода размеров в масштабные значения используются при восстановлении чертежей и их реконструкции. Вопросы для самопроверки: Как проставляются размерные числа? Какой линией наносят размерные и выносные линии? Назовите несколько масштабов уменьшения. В каких единицах измерения указывают размерные числа на чертежах? Тема 1.4. Геометрические построения и приемы вычерчивания контуров технических деталей Взаимосвязь математических вычислений и приемов графических построений. Графические приемы деления отрезков, окружностей углов. Проведение параллельных и перпендикулярных прямых. Построение многоугольника, равного заданному. Прямая, касательная к окружности. Сопряжение. Уклон, конусность и их обозначение на чертежах. Циркульные кривые (коробовая кривая, овал и др.). Лекальные кривые (эллипс, гипербола парабола и др.). Приемы работы инструментом "лекало". Приемы графического построения могут быть осуществлены с помощью математических вычислений и графически. Оба способы хороши, но каждый имеет недостатки, связанные с погрешностью построения и вычисления. Более эффективным считается графический способ. 1. Деление окружностей на равные части Деление окружности 4 и 8 равных частей 1) Два взаимных перпендикуляра диаметра окружности делят ее на 4 равные части (точки 1, 3, 5, 7). 2) Далее делят прямой угол на 2 равные части (точки 2, 4, 6, 8) (рис. 6 а). Деление окружности на 3, 6, 12 равных частей 1) Для нахождение точек, делящих окружность радиуса R на 3 равные части, достаточно из любой точки окружности, например точки А(1), провести дугу радиусом R.(т.2,3) (рис. 6 б). 2) Описываем дуги R из точек 1 и 4 (рис.6 в). 3) Описываем дуги 4 раза из точек 1, 4, 7, 10 (рис.6 г). Рис.6 а б в г д е Деление окружности на 5, 7, равных частей 1) Из точки А радиусом R проводят дугу, которая пересекает окружность в точке n. Из точки n опускают перпендикуляр на горизонтальную осевую линию, получают точку С. Из точки С радиусом R1=С1, проводят дугу, которая пересекает горизонтальную осевую линию в точке m. Из точки 1 радиусом R2=1m, проводят дугу, пересекающую окружность в точке 2. Дуга 12=1/5 длины окружности. Точки 3,4,5 находят, откладывая циркулем отрезки, равные m1 (рис.6 д). 2) Из точки А проводим вспомогательную дугу радиусом R, которая пересекает окружность в точке n. Из нее опускаем перпендикуляр на горизонтальную осевую линию. Из точки 1 радиусом R=nc, делают по окружности 7 засечек и получают 7 искомых точек (рис.6 е). 2. Построение сопряжений Сопряжением называется плавный переход одной линии в другую. Для точного и правильного выполнения чертежей необходимо уметь выполнять построения сопряжений, которые основаны на двух положениях: 1. Для сопряжения прямой линии и дуги необходимо, чтобы центр окружности, которой принадлежит дуга, лежал на перпендикуляре к прямой, восстановленном из точки сопряжения (рис.7 а). 2. Для сопряжения двух дуг необходимо, чтобы центры окружностей, которым принадлежат дуги, лежали на прямой, проходящей через точку сопряжения (рис.7 б). Рис.7 Сопряжение двух сторон угла дугой окружности и заданного радиуса Сопряжение двух сторон угла (острого или тупого) дугой заданного радиуса выполняют следующим образом: Параллельно сторонам угла на расстоянии, равном радиусу дуги R, проводят две вспомогательные прямые линии (рис.8 а, б). Точка пересечения этих прямых (точка О) будет центром дуги радиуса R, т.е. центром сопряжения. Из центра О описывают дугу, плавно переходящую в прямые — стороны угла. Дугу заканчивают в точках сопряжения n и n1, которые являются основаниями перпендикуляров, опущенных из центра О на стороны угла. При построении сопряжения сторон прямого угла центр дуги сопряжения проще находить с помощью циркуля (рис.8 в). Из вершины угла А проводят дугу радиусом R, равным радиусу сопряжения. На сторонах угла получают точки сопряжения n и n1. Из этих точек, как из центров, проводят дуги радиусом R до взаимного пересечения в точке О, являющейся центром сопряжения. Из центра О описывают дугу сопряжения. Рис.8 а б в Сопряжение прямой с дугой окружности Сопряжение прямой с дугой окружности может быть выполнено с помощью дуги с внутренним касанием (рис.9 б) и дуги с внешним касанием (рис.9 а). Для построения сопряжения внешним касанием проводят окружность радиуса R и прямую АВ. Параллельно заданной прямой на расстоянии, равном радиусу r (радиус сопрягающей дуги), проводят прямую ab. Из центра О проводят дугу окружности радиусом, равным сумме радиусов R и r, до пересечения ее с прямой ab в точке О1. Точка О1 является центром дуги сопряжения. Точку сопряжения с находят на пересечении прямой ОО1 с дугой окружности радиуса R. Точка сопряжения С1 является основанием перпендикуляра, опущенного из центра О1 на данную прямую АВ. С помощью аналогичных построений могут быть найдены точки О2, С2, С3. На рисунке 10 б выполнено сопряжение дуги радиуса R с прямой АВ дугой радиуса r с внутренним касанием. Центр дуги сопряжения О1 находится на пересечении вспомогательной прямой, проведенной параллельно данной прямой на расстоянии r, с дугой вспомогательной окружности, описанной из центра О радиусом, равным разности R-r. Точка сопряжения является основанием перпендикуляра, опущенного из точки О1 на данную прямую. Точку сопряжения с находят на пересечении прямой ОО1 с сопрягаемой дугой. Рис.9 а б Сопряжение дуги с дугой Сопряжение двух дуг окружностей может быть внутренним, внешним и смешанным. При внутреннем сопряжении центры О и О1 сопрягаемых дуг находятся внутри сопрягающей дуги радиуса R (рис.10 а). При внешнем сопряжении сопрягаемых дуг радиусов R1 и R2 находятся вне сопрягающей дуги радиуса R (рис.10 б). При смешанном сопряжении центр О1 одной из сопрягаемых дуг лежит внутри сопрягающей дуги радиуса R, а центр О другой сопрягаемой дуги вне ее (рис.10 в). Рис.10 а б в При вычерчивании контуров сложных деталей важно уметь распознавать в плавных переходах те или иные виды сопряжений и уметь их вычерчивать. Для приобретения навыков в построении сопряжений выполняют упражнения по вычерчиванию контуров сложных деталей. Для этого необходимо определить порядок построения сопряжений и только после этого приступать к их выполнению. Деление отрезка прямой на две. Чтобы разделить отрезок прямой АВ на две равные части, из концов отрезка циркулем проводят две дуги окружности радиусом R, несколько большим половины данного отрезка, до взаимного пересечения в точках. Эти точки соединяют прямой, которая пересекает отрезок в точке, делящей отрезок на две равные части. Уклоном называют величину, характеризующую наклон одной прямой линии к другой. Уклон выражают дробью или в процентах. Конусностью называется отношение диаметра основания конуса к высоте. ГОСТ 2.307-68 устанавливает правила обозначения уклона на чертежах, ГОСТ 8593-81 устанавливает правила обозначения конусности. Циркульные кривые, такие как коробовая кривая, овал вычерчиваются с помощью циркуля дугами различного диаметра. Лекальные кривые, такие как эллипс, синусоида, гипербола, вычерчиваются с помощью инструмента «лекало». Важно при работе с этим инструментом совмещать проведение кривой по трем или более точкам. Вопросы для самопроверки: С помощью каких инструментов осуществляется деление окружности на равные части? Можно ли с помощью циркуля вычертить внутреннее сопряжение окружностей? Что называется уклоном, конусностью? Тема 1.5. Правила разработки построений изображений на чертежах Методы проецирования. Исходная терминология процесса проецирования. Проецирование точки на две и три плоскости проекций. Метод координат. Плоскость. Задание плоскости на чертеже. Характерные положения плоскостей. Принцип получения аксонометрических проекций. Виды аксонометрических проекций, принцип получения аксонометрических проекций плоских фигур. Аксонометрия геометрических тел Теоретические свойства построения чертежа в инженерной графике базируются на правилах построения изображений, основанных на методе проекций. Изображение объектов трехмерного пространства на плоскости получают методом проецирования. Проецирование — это процесс, в результате которого получают изображения, представляющие собой проекции на плоскости. Аппарат проецирования включает в себя изображаемые объекты — точки А, В, проецирующие лучи i и плоскость проекции п', на которой получается изображение объектов (рис. 11). Процесс проецирования заключается в проведении проецирующих лучей через заданные точки до встречи с плоскостью проекций. Точка пересечения проецирующего луча с плоскостью проекций и определяет проекцию этой точки. Рис.11 Для получения проекций точки на две плоскости проекций используют пространство двугранного угла. В пространство двугранного угла, образованного двумя перпендикулярными плоскостями – фронтальной плоскостью проекций и горизонтальной плоскостью проекций помещают точку А. Рис.12 Для проецирования точки на три плоскости проекций используют трехгранный угол. Рис.13 Метод координат заключается в задании координат проецируемой точки и построению изображений в координатных осях. Рис.14 Положение плоскости в пространстве определяется: тремя точками, не лежащими на одной прямой, прямой и точкой, взятой вне прямой, двумя пересекающимися прямыми и двумя параллельными прямыми. Соответственно плоскость на чертеже (рис. 15) может быть задана проекциями трех точек, не лежащих на одной прямой (а), прямой и точки, взятой вне прямой (б), двух пересекающихся прямых (в), двух параллельных прямых (г). Проекции любой плоской фигуры также могут служить заданием плоскости на чертеже, например на рисунке 15.6 дано изображение плоскости проекциями треугольника. Рис.15 Аксонометрические проекции любого предмета начинают строить с осей. Различные способы построения осей фронтальной диметрической и изометрической проекций показаны на рис. 16. Затем по осям или прямым, параллельным им, откладывают размеры изображаемого предмета и его элементов с учетом коэффициентов искажения. Соединяя изображения отдельных элементов формы соответствующим образом, получают аксонометрическую проекцию предмета. Рис.16 Зная построение проекций прямых и точек, расположенных на плоскости, можно построить проекции любой плоской фигуры, как показано на рис.16. Аксонометрия геометрических тел, в частности изометрия как наиболее часто распространенная аксонометрическая проекция, включает в себя построение плоской фигуры в основании и достраивание затем фигуры до заданного объема. Вопросы для самопроверки: Что называется проецированием? Каково расположение осей в прямоугольной изометрической проекции? Можно ли задать положение плоскости в пространстве двумя параллельными прямыми? Тема 1.6. Проецирование геометрических тел Гранные тела: призма, пирамида Тела вращения: конус, цилиндр. Принцип образования их поверхностей. Терминология составляющих элементов. Построение проекций аксонометрии, развертки геометрических тел, точки и линии на их поверхностях Гранными называются тела, образованные составлением плоских поверхностей, тела вращения получены вращением образующей относительно оси. Все данные тела имеют основание, боковую поверхность, ось. Точки и линии на поверхностях тел строятся согласно принципам проецирования. Рис.17 Разверткой называется фигура, полученная в результате совмещения поверхности данного тела с плоскостью. Для одних тел развертки могут быть точными, для других — приближенными. Точные развертки имеют все многогранники (призмы, пирамиды и др.), цилиндрические и конические поверхности и некоторые другие. Приближенные развертки имеют шар, тор и другие поверхности вращения с криволинейной образующей. Рис.18 Вопросы для самопроверки: Чем отличаются гранные тела от тел вращения? Какова последовательность построения изометрической проекции призмы? Что называется разверткой? Тема 1.7. Сечение геометрических тел плоскостями Пересечение поверхностей тел плоскостями. Усеченные геометрические тела. Построение проекций, аксонометрии геометрических тел, пересеченных проецирующими плоскостями. Определение натуральной величины фигуры сечения. При пересечении геометрических тел плоскостью образуется замкнутая ломаная или кривая линия. Изображение плоской фигуры, которая получается в результате мысленного пересечения предмета плоскостью, называется сечением. Сечения применяют в техническом черчении и проектных чертежах для лучшего выявления формы изображенного предмета. Сечение призмы. Правильная трехгранная призма пересекается фронтально проецирующей плоскостью Р, т. е. плоскостью, перпендикулярной фронтальной плоскости проекции V. На рис. 19, а показан фронтальный след секущей плоскости Ру, который называется линией сечения. На фронтальной проекции видно, что боковые ребра призмы пересекаются плоскостью Р в точках /’, 2′, 3′. Следовательно, в сечении получится треугольник, который на фронтальной проекции проецируется в линию и совпадает с проецирующим следом плоскости Ру, а на горизонтальной проекции — с проекцией призмы. Построим профильную проекцию сечения, перенося с помощью линий связи проекции вершин треугольника на соответствующие проекции ребер призмы. Все три проекции сечения искажены, поскольку секущая плоскость не параллельна ни одной из плоскостей проекций. В произвольном месте чертежа построим действительный вид (натуральную величину) сечения (рис. 19,6). Сторона треугольника сечения /’— 3′ проецируется на фронтальную плоскость проекций без искажения, поскольку она параллельна ей. Высота треугольника 2 проецируется в истинную величину иа горизонтальной и профильной проекциях. Действительный вид сечения принято заштриховывать. Построение развертки усеченного тела подобно построению развертки целой призмы. Отличие в том, что боковая поверхность разворачивается не полностью, а только оставшаяся после отсечения часть. Вместо верхней части строится натуральная величина сечения. Аксонометрия усеченного тела строится в следующей последовательности: построение основания геометрического тела в плоскости ху, построение боковой поверхности оставшейся части после отсечения в плоскостях zx, zy, построение верхней части, оставшейся после отсечения, если таковая у тела имеется. Рис.19 Вопросы для самопроверки: Что называется сечением? Для чего нужна натуральная величина сечения? Чем отличается построение развертки усеченного тела от обычной развертки?
