Фронтальная изометрическая проекция характерна тем, что все линии предмета, параллельные фронтальной плоскости проекций, изобразятся во фронтальной изометрической проекции без искажения. Положение аксонометрических осей приведено на рис. 79. Допускается применять фронтальные изометрические проекции с углом наклона оси y к оси х 30 и 60°. Фронтальную изометрическую проекцию выполняют без искажения линейных размеров по всем трем осям. Окружности, расположенные в плоскостях, параллельных фронтальной плоскости проекций П 2 , проецируются на аксонометрическую плоскость в окружности того же диаметра. Окружности, лежащие в плоскостях, параллельных плоскостям проекций П 1 и П 3 , проецируются в виде эллипсов.

Предмет во фронтальной изометрической проекции следует располагать по отношению к осям так, чтобы сложные плоские фигуры, окружности, дуги плоских кривых находились в плоскостях, параллельных фронтальной плоскости проекций. Тогда построение их упрощается, так как они изображаются без искажений.

Рис. 79. Изображение окружности
в косоугольной фронтальной диметрической проекции

Рис. 80. Расположение большой и малой осей эллипса

Рис. 81. Построение эллипса

Рис. 82. Косоугольная фронтальная изометрическая
проекция окружности

Вопросы для самоконтроля

1. Какие проекции называются аксонометрическими?

2. Как производится переход от ортогональных координат к аксонометрическим?

3. Что такое треугольник следов?

4. Чему равны показатели искажения аксонометрических осей в прямоугольных изометрических и диметрических проекциях?

5. Что такое аксонометрический масштаб?

6. Укажите коэффициенты искажения для большой и малой оси эллипса – аксонометрической проекции окружности, принадлежащей координатной плоскости (или параллельной ей) для изометрии и диметрии.

7. Сформулируйте теорему Польке.

8. В чем различие между прямоугольными и косоугольными аксонометрическими проекциями?

Задача: Построить аксонометрическую проекцию кривой линии, заданной в ортогональных проекциях.

Косоугольная диметрическая проекция (фронтальная)

Если расположить координатные оси Х и Y параллельно плоскости П¢, то показатели искажения по этим осям станут равным единице (к = т =1). Показатель искажения по оси Y обычно принимают равным 0,5. Аксонометрические оси X " и Z" составят прямой угол, ось Y" обычно проводят как биссектрису этого угла. Ось Х может быть направлена как вправо от оси Z ", так и влево.

Предпочтительно пользоваться правой системой, так как удобнее изображать предметы в рассеченном виде. В этом виде аксонометрии хорошо чертить детали, имеющие форму цилиндра или конуса.

Для удобства изображения этой детали ось Y надо совместить с осью вращения поверхностей цилиндров. Тогда все окружности будут изображаться в натуральную величину, а длина каждой поверхности будет уменьшаться в два раза (рис.10.21).

Наклонные сечения.

При выполнении чертежей деталей машин приходится нередко применять наклонные сечения.

При решении таких задач необходимо прежде всего уяснить: как должна быть расположена секущая плоскость и какие поверхности участвуют в сечении для того, чтобы деталь читалась лучше. Рассмотрим примеры.

Дана четырехгранная пирамида, которая рассекается наклонной фронтально-проецирующей плоскостью А-А (рис.11.1). Сечением будет четырехугольник.

Сначала строим проекции его на П 1 и на П 2 . Фронтальная проекция совпадает с проекцией плоскости, а горизонтальную проекцию четырехугольника строим по принадлежности пирамиде.

Затем строим натуральную величину сечения. Для этого вводится дополнительная плоскость проекций П 4 , параллельная заданной секущей плоскости А-А , на нее проецируем четырехугольник, а затем совмещаем его с плоскостью чертежа.

Эта четвертая основная задача преобразования комплексного чертежа (модуль №4, стр.15 или задача №117 из рабочей тетради по начертательной геометрии).

Построения выполняются в следующей последовательности (рис.11.2):

1. 1.На свободном месте чертежа проводим осевую линию, параллельную плоскости А-А .

2. 2.Из точек пересечения ребер пирамиды с плоскостью проводим проецирующие лучи, перпендикулярно секущей плоскости. Точки 1 и 3 будут лежать на линии, расположенной перпендикулярно осевой.

3. 3.Расстояние между точками 2 и 4 переносится с горизонтальной проекции.

4. Аналогично строится истинная величина сечения поверхности вращения - эллипс.

Расстояние между точками 1 и 5 -большая ось эллипса. Малую ось эллипса надо строить путем деления большой оси пополам (3-3 ).

Расстояние между точками 2-2, 3-3, 4-4 переносятся с горизонтальной проекции.

Рассмотрим более сложный пример, включающий многогранные поверхности и поверхности вращения (рис.11.3)

Задана четырехгранная призма. В ней расположены два отверстия: призматическое, расположенное горизонтально и цилиндрическое, ось которого совпадает с высотой призмы.

Секущая плоскость фронтально-проецирующая, поэтому фронтальная проекция сечения совпадает с проекцией этой плоскости.

Четырехугольная призма проецирующая к горизонтальной плоскости проекций, а значит и горизонтальная проекция сечения тоже есть на чертеже, она совпадает с горизонтальной проекцией призмы.

Натуральная величина сечения, в которое попадают обе призмы и цилиндр, строим на плоскости, параллельной секущей плоскости А-А (рис.11.3).

Последовательность выполнения наклонного сечения:

1. Проводится ось сечения, параллельно секущей плоскости, на свободном поле чертежа.

2. Строится сечение наружной призмы: длина его переносится с фронтальной проекции, а расстояние между точками с горизонтальной.

Для тoгo чтобы получить аксонометрическую проекцию пред­мета (рис. 106), необходимо мысленно: поместить предмет в сис­тему координат; выбрать аксонометрическую плоскость проекций и расположить предмет перед ней; выбрать направление парал­лельных проецирующих лучей, которое не должно совпадать ни с одной из аксонометрических осей; направить проецирующие лучи через все точки предмета и координатные оси до пересечения с аксонометрической плоскостью проекций, получив тем самым изображение проецируемого предмета и координатных осей.

На аксонометрической плоскости проекций получают изобра­жение - аксонометрическую проекцию предмета, а также про­екции осей систем координат, которые называют аксонометриче­скими осями.

Аксонометрической проекцией называется изображение, по­лученное на аксонометрической плоскости в результате парал­лельного проецирования предмета вместе с системой координат, которое наглядно отображает его форму.

Система координат состоит из трех взаимно пересекающихся плоскостей, которые имеют фиксированную точку - начало координат (точку О) и три оси (X, У, Z), исходящие из нее и расположенные под прямым углом друг к другу. Сис­тема координат позволяет производить измерения по осям, определяя положение предметов в пространстве.

Рис. 106. Получение аксонометрической (прямоугольной изометрической) проекции

Можно получить множество аксонометрических проекций, по- разному располагая предмет перед плоскостью и выбирая при этом различное направление проецирующих лучей (рис. 107).

Наиболее употребляемой является так называемая прямо­угольная изометрическая проекция (в дальнейшем будем использовать ее сокращенное название - изометрическая проек­ция). Изометрической проекцией (см. рис. 107, а) называется та­кая проекция, у которой коэффициенты искажения по всем трем осям равны, а углы между аксонометрическими осями составляют 120°. Изометрическая проекция получается с помощью па­раллельного проецирования.

Рис. 107. Аксонометрические проекции, установленные ГОСТ 2.317-69:
а - прямоугольная изометрическая проекция; б - прямоугольная диметрическая проекция;
в - косоугольная фронтальная изометриче­ская проекция;
г - косоугольная фронтальная диметрическая проекция

Рис. 107. Продолжение: д - косоугольная горизонтальная изометриче­ская проекция

При этом проецирующие лучи пер­пендикулярны аксонометрической плоскости проекций, а коор­динатные оси одинаково наклонены к аксонометрической плоско­сти проекций (cм. рис. 106). Если сравнить линейные размеры предмета и соответствующие им размеры аксонометрического изображения, то можно увидеть, что на изображении эти размеры меньше, чем действительные. Величины, показывающие отноше­ние размеров проекций отрезков прямых к действительным их размерам, называют коэффициентами искажения. Коэффициен­ты искажения (К) по осям изометрической проекции одинаковы и равны 0,82, однако для удобства построения используют так называемые практические коэффициенты искажения, которые равны единице (рис. 108).

Рис. 108. Положение осей и коэффициенты искажения изометрической проекции

Существуют изометрические, диметрические и триметрические проекции. К изометрическим проекциям относятся такие проекции, которые имеют одинаковые коэффициенты искажения по всем трем осям. Диметрическими проекциями называются такие проекции, у которых два коэффициента искажения по осям одинаковые, а величина третьего отличается от них. К триметрическим проекциям относятся проекции, у которых все коэффици­енты искажения различны.

Косоугольные аксонометрические проекции характеризуются двумя основными признаками: плоскость аксонометрических проекций располагайся параллельно одной из граней предмета, которая изображается без искажения; направление проецирования выбирается косоугольное (составляет с плоскостью проекций острый угол), что дает возможность спроецировать и две другие грани или стороны предмета, но уже с искажением.

Название фронтальная или горизонтальная определяет положение плоскости аксонометрических проекций относительно основных сторон или граней предмета.

Аксонометрические изображения предметов при косоугольном проецировании оказываются менее наглядными, чем при прямоугольном проецировании. Изображенные предметы воспринимаются -только деформированными, со скошенностью в направлении, перпендикулярном плоскости проекций. Однако изображения в косоугольной аксонометрии обладают важным преимуществом, которое довольно часто используют в техническом черчении:плоские элементы предмета, параллельные плоскости аксонометрических проекций, проецируются без искажения. В черчении косоугольные аксонометрические проекции используют в случаях, когда нужно изобразить без искажения части предмета сложной криволинейной формы.

Фронтальная диметрическая проекция. Аксонометрические оси фронтальной диметрии располагаются следующим образом (Рис. 59а): ось ОZ -вертикальная, ось ОХ - горизонтальная, ось OY делит угол ZOX пополам и направлена вправо вниз. Ось OY можно построить, отложив от горизонтали угол 45°. По осям ОХ и OZ, размеры изображения проецируются в истинную величину, а по оси OY сокращаются вдвое.

Фронтальная диметрическая проекция куба с окружностями, вписанными в три видимые грани, показана на рис.596. В передней грани параллельной координатной плоскости XOZ окружность изображается без искажений, в двух других гранях - одинаковыми эллипсами, большие оси которых равны 1,07D, а малые - 0.33D, где D - диаметр окружности, вписанной в грани куба. Направления больших осей эллипсов отклоняются от большей диагонали аксонометрии описанного квадрата (параллелограмма) на 7°.

Фронтальную диметрию целесообразно применять в тех случаях, когда требуется сохранить неискаженными фигуры, расположенные во фронтальных плоскостях что упрощает построение аксонометрического изображения.

Фронтальная изометрическая проекция. Во фронтальной изометрии положение осей (рис. 60а) аналогично положению осей во фронтальной ди-метрии. По всем осям размеры откладывают без сокращений, в истинную величину. На рис. 606 построена фронтальная изометрия куба. Искажение общей формы изображенного предмета и неестественная вытянутость куба вдоль оси OY в этой проекции больше, чем во фронтальной диметрии. Эллипсы рекомендуется строить по восьми точкам. Направление осей эллипсов совпадает с диагоналями граней куба.

Расположение осей во фронтальной изометрии, как и в других аксонометрических проекциях, дает вид предмета сверху.

Горизонтальная изометрическая проекция . Аксонометрические оси горизонтальной изометрии располагают следующим образом (рис. 61а): ось 0Z - вертикальная, угол между осями ОХ и OY равен 90°, ось OY составляет с горизонталью угол 30°. ГОСТ 2.317-69* допускает применять и другие углы между горизонталью и осью OY - 45 и 60°, при этом угол 90° между осями ОХ и OY сохраняется. По всем осям размеры откладывают без искажений, в истинную величину. Искажение формы и вытянутость куба направлены вдоль оси OZ. (Рис. 616).

Размеры осей эллипса, расположенного в грани, параллельной координатной плоскости Y0Z, равны осям эллипсов прямоугольной изометрии. Вместо этого эллипса можно построить овал. Второй эллипс строят по восьми точкам. Оси эллипса совпадают с направлением диагоналей граней куба.

В горизонтальной изометрии плоские фигуры, расположенные на плане и в горизонтальных плоскостях, не искажаются. Это свойство проекции используют при изображении в аксонометрии строительных объектов, когда надо сохранить неискаженными конфигурацию и размерные соотношения плана.

8.2. Ортогональные проекции.

Прямоугольное проецирование на две и три плоскости проекций.

Аксонометрические и перспективные изображения обладают хорошей наглядностью, но по ним трудно определить истинные размеры изображенных предметов, а также воспроизвести их в натуре. Поэтому в основу получения изображений на чертежах положен метод прямоугольного (ортогонального) проецирования на две или три взаимно перпендикулярные плоскости проекций. (Рис.62). Прямоугольные проекции (чертежи) предмета обладают следующим преимуществом: при наличии масштаба и размеров по чертежам можно воспроизвести изображенные предметы в точном соответствии с проектным замыслом.

Две проекции определяют положение, форму и размеры изображенного на чертеже предмета; третья проекция определяется пересечением соответствующих линий связи.

Чертеж предмета должен давать полное представление о форме изображаемого предмета, его устройстве, размерах, материале, из которого изготовлен предмет, а также содержать сведения о способах его изготовления. Вместе с тем чертеж предмета должен быть лаконичным и содержать минимальное количество изображений и текста, достаточных для свободного чтения чертежа, изготовления по нему детали и ее контроля.

Для лучшего понимания и чтения чертежи должны составляться по общим правилам. Все требования к оформлению чертежей, а также условные обозначения, содержащиеся на чертежах, должны быть единообразными. Поэтому при составлении чертежей необходимо руководствоваться основными положениями и правилами ГОСТов «Единой системы конструкторской документации». Все изображения на чертежах в зависимости от их содержания разделяются на виды, разрезы, сечения.

Изображения предметов на чертежах образуются с помощью прямоугольного проецирования предмета на плоскости проекций. При этом предполагается, что предмет расположен между, наблюдателем и соответствующей плоскостью проекций.

Предмет должен располагаться относительно фронтальной плоскости проекций так, чтобы изображение на ней наиболее полно отображало форму и размеры предмета при наилучшем использовании поля чертежа.

За основные плоскости проекций принимают шесть граней куба. Предмет мысленно помещают внутри этого куба (заднюю его грань принимают за фронтальную плоскость проекций) и строят проекции предмета на каждой грани. Если после этого развернуть грани куба до совмещения с фронтальной плоскостью, то получим изображения предмета на шести плоскостях проекций.

На каждой плоскости проекций получается изображение обращенной к наблюдателю видимой части предмета; такое изображение называется видом. В зависимости от направления проецирования установлены следующие названия видов, получаемых на основных плоскостях проекций: 1 - вид спереди (главный вид); 2 - вид сверху; 3 - вид слева; 4 - вид справа; 5 - вид снизу; 6 - вид сзади.

Названия видов на чертежах, выполненных в проекционной связи, не указывают. Чтобы уменьшить количество видов, допускается на них показывать невидимые части поверхностей предметов штриховыми линиями. Виды предмета должны быть увязаны между собой, вид сверху располагается под видом спереди, а виды слева и справа - на одном уровне с видом спереди (справа от него при взгляде на предмет слева и слева от него при взгляде на предмет справа). (Рис.63).

Рис. 63

Для того чтобы правильно разместить изображения предмета и его частей на рабочем поле чертежа, необходимо:

Выбрав масштаб чертежа, определить для каждого вида его основные габаритные размеры: для вида сверху - наибольшую длину и ширину предмета, для вида спереди - наибольшие длину и высоту и т. д.;

Полученные размеры перевести на выбранный масштаб чертежа;

Каждое изображение выразить в виде прямоугольника по установленным в масштабе габаритным размерам;

Для определения формата чертежа полученные размеры прямоугольнике расположить с возможной равномерной плотностью и с учетом необходимых мест для выносных и размерных линий и поясняющих надписей;

После схематической компоновки чертежа приступают к детальному изображению видов предмета внутри этих прямоугольников.

Косоугольная фронтальная диметрическая проекция.

Положение осей во фронтальной диметрии аналогичны расположению осей во фронтальной изометрии. Её следует строить без сокращения по осям ОХ и OZ и с сокращением в два раза по оси ОY ; коэффициенты искажения по осям ОХ и OZ равны 1, по оси ОY – 0,5.

На рис. 68 изображены: а – аксонометрические оси; б – аксонометри­ческая проекция куба с окружностями, вписанными в три видимые грани.

Рис. 68. Косоугольная фронтальная диметрия

В передней грани, параллельной координатной плоскости XOZ , окруж­ность изображается без искажений, в двух других гранях – одинаковыми эллипсами, большие оси которых равны 1,07 D , а малые – 0,33 D , где D – диаметр вписанной окружности. Направления больших осей эллипсов отклоняются от большей диагонали параллелограмма на 7º. Эти эллипсы можно также вычертить способом, указанным для прямоугольной диметрии (см. рис. 63б), так как различие в размерах осей незначительно.

Пример фронтальной диметрической проекции детали приведён на рис. 69.

Косоугольные фронтальные диметрические и изометрические проекции рекомендуется применять в тех случаях, когда целесообразно сохранить неискажёнными элементы фигуры, расположенные во фронтальных плоскостях. Это значительно упрощает построение аксонометрического изображения.

Рис. 69. Деталь с разрезом в косоугольной фронтальной диметрии

5.5.7. Косоугольная горизонтальная изометрическая проекция.

Расположение аксонометрических осей с нанесением штриховки в раз­резах и аксонометрическая проекция куба с вписанными в грани окруж­ностями представлены на рис. 70. Ось ОY составляет с горизонталью угол 30 0 . ГОСТ 2.317-69 допускает применять и другие углы между горизонталью и осью ОУ , при этом угол 90° между осями ОХ и ОY сохраняется. Коэффициент искажения по осям ОХ, ОY и OZ равен 1. Размеры осей эллипса, расположенного в грани, параллельной координатной плоскости YOZ , равны осям эллипсов прямоугольной изометрии. Вместо эллипса можно построить овал способом, приведённым на рис. 59. Второй эллипс в грани, параллельной плоскости ХОZ , строят по восьми точкам. Оси эллипсов совпадают с диагоналями граней куба.

Рис. 70. Косоугольная горизонтальная изометрия

В горизонтальной изометрии фигуры или их элементы, расположенные в горизонтальных плоскостях, не искажаются. Поэтому этот вид аксонометрии применяют тогда, когда требуется изобразить в натуральную величину фигуры, лежащие в плоскостях, параллельных горизонтальной плоскости проекций.

Пример горизонтальной изометрической проекции приведён на рис. 71.

Рис. 71. Деталь в косоугольной горизонтальной изометрии

Вопросы для самоконтроля

1. Как располагают предмет относительно фронтальной плоскости проекций?

2. Как разделяют изображения на чертеже в зависимости от их содержания?

3. Какое изображение называется видом?

4.Как располагаются основные виды в проекционной связи на чертеже и каковы их названия?

5. Какие виды обозначают и как их надписывают?

6. Какие виды называются дополнительными, какие – местными?

7. Какое изображение называется разрезом?

8. Как при разрезах указывают положение секущей плоскости?

9. Какой надписью отмечают разрез?

10. Как разделяются разрезы в зависимости от положения секущей плоскости?

11. Как классифицируются разрезы в зависимости от числа секущих плоскостей?

12. Какие разрезы называются ступенчатыми? Как их вычерчивают и обозначают?

13. Какой разрез называется местным и как он выделяется на виде?

14. Что служит разделяющей линией при соединении половины вида и разреза?

15. Что служит линией раздела, если при соединении половины вида и разреза с осью симметрии совпадает контурная линия?

16. Как показывают в разрезе ребро жесткости, если секущая плоскость направлена вдоль его длинной стороны?

17. Какое изображение принимают на чертеже в качестве главного?

18. Как располагаются основные виды в проекционной связи на чертеже и каковы их названия?

19. Какое изображение называется разрезом?

20.Как при разрезах указывают положение секущей плоскости?

21. Где могут быть расположены горизонтальный, фронтальный и профильный разрезы и когда их не обозначают?

22. Как в сложном разрезе проводят линию сечения?

23. Какие разрезы называются ступенчатыми? Как их вычерчивают и обозначают?

24. Какой разрез называется местным и как он выделяется на виде?

25. Что служит разделяющей линией при соединении половины вида и разреза?

26. Что служит линией раздела, если при соединении половины вида и разреза с осью симметрии совпадает контурная линия?

27. Как показывают в разрезе ребро жесткости, если секущая плоскость направлена вдоль его длинной стороны?

28. Каковы особенности изометрической прямоугольной проекции?

29. Как построить прямоугольную изометрию окружности, расположен­ную в горизонтальной координатной плоскости (фронтальной, профильной)?

30. Как построить овал по четырём точкам в прямоугольной изометрии?

31. Каков порядок построения аксонометрии детали, заданной её про­екциями?

32. Как располагаются оси в прямоугольной диметрии? Чему равны коэффициенты искажения?

33. Чем руководствуются при выборе вида прямоугольной аксономет­рической проекции?

34. В каких единицах проставляются линейные размеры на чертежах и указывается ли единица измерения?

35. Допускается ли использование линий контура, осевых и центровых линий в качестве размерных?

36. Допускается ли пересекать или разделять размерные числа линиями чертежа?

37. Какие знаки используют для нанесения размеров диаметра и радиуса окружности, квадрата и уклона?

38. В каких случаях допускается проводить размерные линии с обрывом?