Геометрическое черчение

ГОУ ВПО

Тверской государственный технический университет

 

Кафедра инженерной графики

 

Геометрическое черчение

 

Методические указания к заданию №1 для студентов

 всех специальностей дневной формы обучения

 

Тверь 2006

Методические указания предназначены для студентов всех специальностей дневной формы обучения и содержат рекомендации по выполнению задания №1 "Геометрическое черчение", выполняемое в первом семестре первого курса.

    Методические указания обсуждены и рекомендованы к печати на заседании кафедры "Инженерная графика" (протокол № 2 от 10 ноября                  2005г.).

 

 

    Составители: Михеев И.И., Кузнецова Т.П.

 

 

                                               Ó Тверской государственный

                                                              технический университет, 2006г.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

"Инженерная графика" является одним из предметов в процессе подготовки инженера любой специальности, поскольку чертеж является средством выражения мысли конструктора и производственным документом.

Чертеж – это документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для ее изготовления и контроля. Для выполнения этих условий курс инженерной графики строится на основе Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

В ходе изучения курса студенты приобретают знания, позволяющие выполнять различные геометрические построения на плоскости, изображать предметы в ортогональных и аксонометрических проекциях, читать чертежи и самостоятельно их разрабатывать.

Данные методические указания составлены для выполнения задания №1 "Геометрическое черчение", в котором студенты овладевают знаниями и умением выполнять чертежи плоских фигур, в том числе чертить различные виды сопряжений, уклоны и конусности.

 

1. ЦЕЛЬ ЗАДАНИЯ

 

1. Приобрести навыки правильно пользоваться чертежными инструментами и принадлежностями.

2. Закрепить навыки, приобретенные в средней школе, по выполнению различных геометрических построений и развитие техники обводки чертежа карандашом.

3. Изучить государственные стандарты Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), устанавливающие общие правила выполнения чертежей – ГОСТ 2.301–68, ГОСТ 2.302–68, ГОСТ 2.303–68, ГОСТ 2.304–81, ГОСТ 2.306–68, ГОСТ 2.307–68.

 

1. ОБЪЕМ ЗАДАНИЯ

 

Задание №1 выполнить в соответствии с индивидуальным вариантом, выданным преподавателем и состоящим из двух упражнений.

1. Студенты механических специальностей выполняют (рис. 1):

– очертание кулачка;

– профиль прокатной стали.

 

2. Студенты немеханических специальностей выполняют (рис. 2):

– очертание детали с сопряжениями;

– профиль прокатной стали.

 

 

 

                                                                                        

 

 

                                                                     

ОФОРМЛЕНИЕ ЗАДАНИЯ

        Упражнения, входящие в задание, выполнить на листе чертежной бумаги формата А3 (ГОСТ 2.301–68)  размером – 420х297мм. Вначале вычертить рамку чертежа, основную надпись и дополнительную графу (ГОСТ 2.104–68).

    Изображения фигур расположить на свободном поле чертежа таким образом, чтобы оно было занято на 75–80%. При выполнении построений применять масштабы по ГОСТ 2.302–68. Линии проводить согласно ГОСТ 2.303–68. Все надписи на чертеже, текст основной надписи и дополнительной графы выполнить по ГОСТ 2.304–81. Размеры нанести по ГОСТ 2.307–68.

 

1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

 

1. Подготовить следующие чертежные принадлежности:

– угольники двух видов: с острыми углами в 45° и с острыми углами в 60° и 30°;

– циркуль;

– набор карандашей Т, ТМ, М (Н, НВ, В);

– ластик для стирания карандашных линий;

– набор лекал (можно одно комбинированное);

– кнопки;

– лист чертежной бумаги (ватман).

2. Ознакомиться с содержанием стандартов ЕСКД и проработать в рекомендуемой литературе материал по геометрическим построениям.

3. Закрепить на чертежной доске при помощи кнопок лист чертежной бумаги формата А3.

4. Отступив от кромки листа слева 20мм, а справа, сверху и снизу по 5мм, провести рамку чертежа (рис. 3). Нанести контур основной надписи и дополнительной графы.

5. На свободном поле чертежа наметить положение осевых линий изображаемых фигур и приступить к выполнению геометрических построений. Это пока черновик и поэтому все линии должны быть тонкими, но четкими.

6. После выполнения всех геометрических построений, нанесения текста и размеров, оформить основную надпись чертежа. Размеры ее приведены на рис. 4, заполнение – рис. 5. В квадратных скобках указан номер шрифта, рекомендуемый для заполнения этой графы. Надписи в остальных графах, а также размерные числа на чертеже выполнить шрифтом № 3,5. Наименование фигур выполнить над их изображением шрифтом № 7.

 

 

Рис. 3. Оформление рабочего поля чертежа.

                                                                                            

 

 

Рис. 4. Размеры основной надписи

 

Рис. 5. Заполнение основной надписи

В графах основной надписи указываются:

· В графе 1 – наименование работы или детали (изделия). Оно должно соответствовать принятой терминологии и быть по возможности кратким, записываться в именительном падеже в единственном числе. Если наименование состоит из нескольких слов, то обязателен прямой порядок слов, например, "Колесо зубчатое". В наименовании изделий, как правило, не включают сведения о назначении и местоположении изделия.

· В графе 2 – обозначение документа (изделия) по ГОСТ 2.202-80. В обозначении изделия – детали можно закодировать любые сведения о детали. Например, КГ 1.012.000, расшифровывается следующим образом: КГ – кафедра графики; 1 – номер задания; 012 – номер варианта; последние три индекса в задании №1 нумерации не имеют.

· В графе 3 – обозначение материалов детали (графу заполняют только на чертежах деталей).

· В графе 4 – литера, присвоенная данному документу по ГОСТ 2.103–68. Графу заполняют последовательно, начиная с крайней левой клетки. Для студенческих работ пишется литера "у" (учебная).

· В графе 5 – масса изделия по ГОСТ 2.109–73.

· В графе 6 – масштаб по ГОСТ 2.302–68.

·

[10] КГ 1.012.000

В графе 7 – порядковый номер листа (на документах, состоящих из одного листа, эту графу не заполняют).

· В графе 8 – общее число листов документа (графу заполняют только на первом листе).

· В графе 9 – наименование или индекс предприятия (для студентов – ТГТУ (Тверской государственный технический университет) ЭС 0606 (номер группы).

· В графе 10 – характер работы, выполняемым лицом, подписывающим документ.

· В графе 11 – фамилии лиц, ответственных за выполнение документа.

· В графе 12 – подписи лиц, фамилии которых указаны в графе 11.

· В графе 13 – дата подписания документа.

· В графах 14 – 18 – данные из граф таблицы изменений, которые заполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 2.503–74.

7. Задание, выполненное в тонких линиях, предъявить преподавателю для проверки.

8. Внести в задание исправления по замечаниям преподавателя и приступить к обводке чертежа. Оформление должно быть выполнено в соответствии со стандартами.

 

1. УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

 

        После нанесения рамки чертежа и выделения места под основную надпись и дополнительную графу, выполнить компоновку чертежа, для чего нужно определить габаритные размеры (высота и ширина) изображаемых фигур. Если изображения фигур получаются мелкими или крупными, их необходимо увеличить или уменьшить в соответствии с масштабами. Площадь, занятая изображением фигур, включая размерные линии и надписи, должна составлять 75–80% рабочего поля чертежа. Выбрав соответствующее положение изображений, наметить осевые линии и приступить к геометрическим построениям. Очертание кулачка начать с построения лекальной кривой – эллипса, параболы и т.д. Затем в заданных точках кривых построить касательные к ним, нанести центры заданных окружностей, вычертить окружности заданных радиусов, определить путем геометрических построений величины неизвестных радиусов Rx, центры сопрягающих дуг и провести их. Все последующие построения одинаковы как для очертания кулачка, так и для очертания детали с сопряжениями.

    Способы построения лекальных кривых, касательных к ним и сопряжений необходимо изучить по данным методическим указаниям и рекомендуемой литературе.

       При выполнении профиля прокатной стали необходимо обратить внимание на построение уклонов. Уклоном называют величину, характеризующую наклон одной прямой линии к другой прямой (рис. 6). Уклон выражают простой дробью или в процентах. Уклон i отрезка ВС относительно отрезка ВА определяют из отношения катетов прямоугольного треугольника АВС, т.е. i = АС/АВ = tg a.

 

 

Рис. 6. Выполнение уклона

 

    Уклоны применяются при вычерчивании многих деталей, например, при выполнении чертежей профилей стальных балок и рельсов, изготавливаемых на прокатных станах, и на чертежах некоторых деталей, изготовленных литьем. По ГОСТ 2.307–68 перед размерным числом, определяющим уклон, наносится условный знак, острый угол которого должен быть направлен в сторону уклона.

    На рис. 7 показан пример построения уклона 1: 5 или 20%.

     

        

Рис. 7. Пример вычерчивания уклона на профиле стальной балки

 

    Из рисунка видно, что линия уклона проходит через точку А, положение которой определено размерами m и t. Для построения уклона необходимо через точку А провести прямую параллельную DЕ и отложить на ней пять равных отрезков произвольной величины. В точке В восстановить перпендикуляр и отложить на нем такой же отрезок. Прямая, проведенная через точки А и С, будет иметь заданный уклон. После построения прямой с уклоном 1:5, строятся сопряжения радиусами R и R₁.

Обводку чертежа следует начать с осевых и центровых линий и продолжать обводить последовательно лекальные и циркульные кривые, горизонтальные, вертикальные и наклонные линии видимого контура, штриховку, выносные и размерные линии, надписи.

При ширине линий видимого контура 0,8–1,0мм величина элементов стрелок размерных линий должна соответствовать размерам, приведенным на рис. 8.

 

 

Рис. 8. Оформление размерных стрелок

 

1. СОПРЯЖЕНИЯ

 

1. Сопряжение прямых дугами окружностей

    Для построения сопряжения двух прямых l и m заданным радиусом  сопряжения R, предварительно находим центр дуги сопряжения – точку О и точки сопряжения А и В (рис. 9а.б.в).

 Точка О найдена как точка пересечения двух прямых, параллельных, соответственно, прямым l и m и расположенных на расстоянии R. Точки сопряжения А и В – основания перпендикуляров, опущенных из точки О.

 

Рис. 9. Сопряжение прямых

 

    На рис. 9г радиус дуги сопряжения не задан, но на одной прямой (например l) задана точка сопряжения А. Для нахождения центра дуги сопряжения достаточно построить биссектрису угла прямых l и m – прямую k. Величину радиуса сопряжения R найдем, опустив перпендикуляр из точки сопряжения А на биссектрису k. Точка В – вторая точка сопряжения.

 

2. Сопряжение дуги окружности с прямой

    Более сложными являются задачи на сопряжения прямых с дугами окружностей. В задачах (рис. 10а,б) даны окружности радиуса R₁, прямые l и радиус сопряжения R. Нахождение центра сопряжения О окружности радиуса R ясно из рисунка.

В задачах (рис. 10в, г, д) даны дуги радиуса R₁, прямые l и точки сопряжения А на них. Необходимо найти вторую точку сопряжения В и радиус сопряжения R.

в)                                 г)

а)                                          б)

Решение задачи (внутреннее сопряжение) (рис. 10в). На перпендикуляре n₁, восстановленном из точки сопряжения А, на расстоянии, равном R_1, находим точку С. Соединив точки С и О₁, строим срединный перпендикуляр n₂ к отрезку О₁С. На пересечении перпендикуляров n₁ и n₂ находим центр дуги сопряжения О. Продлив отрезок ОО₁,найдем вторую точку сопряжения В.

д)                                 е)

Рис. 10. Сопряжение окружности с прямой

Задача  (рис. 10г)  (внешнее сопряжение) решается аналогично задаче на рис. 10в. Другой  вариант  решения  задачи  (рис 10г)  представлен на рис. 10д. Здесь, построив отрезок О₁С_, вторую точку сопряжения В находим, проведя прямую АВ!! О₁С. Продлив отрезок О₁В до пересечения с перпендикуляром n₁, находим центр О дуги сопряжения радиуса R.

В задаче (рис. 10е) заданы окружность радиуса R₁ c точкой сопряжения В и прямая l. Для того чтобы найти точку сопряжения А, достаточно знать направление прямой АВ. Для этого на произвольном перпендикуляре n₁ к прямой l возьмем произвольную точку С, через которую проведем прямую m!! О₁В. Биссектриса угла между прямыми m и n ₁ – прямая n ₂, а перпендикуляр к прямой n ₂ – прямая n ₃.

Точку сопряжения А на прямой l находим из условия АВ!! n ₃. Далее, восстановив срединный перпендикуляр n ₂ к отрезку АВ, на пересечении его с перпендикуляром n ₁ найдем центр дуги сопряжения О радиуса R.

 

		а)                                              б)
	в)                                 г)
			д)                                           е)

Рис. 11. Сопряжение дуг окружностей

 

Простейшие  случаи  сопряжения  дуг  окружностей  представлены на рис. 11. Нахождение  центров  О  дуг  сопряжения радиуса R ясно из рис. 11а, б, в, г, д. Точки сопряжения А и В расположены на прямых, соединяющих центры О₁ и О₂ дуг радиусов R₁ и R₂ с центром О дуги сопряжения радиуса R.

Дуги радиусов R₁ и R₂ (рис. 11е) имеют одну общую точку А, которая и будет точкой сопряжения.

 

1. ПОСТРОЕНИЕ ЛЕКАЛЬНЫХ КРИВЫХ И КАСАТЕЛЬНЫХ К НИМ

 

Лекальные кривые не могут быть построены с помощью циркуля. Вначале находят ряд точек, принадлежащих данной лекальной кривой. Затем полученные точки плавно соединяют по лекалу.

При сечении плоскостью прямого кругового конуса, в зависимости от положения плоскости по отношению к оси конуса, получаются контуры сечения, образующие эллипс, параболу, гиперболу.

Эллипс – замкнутая плоская кривая, сумма расстояний каждой точки которой до двух данных точек (фокусов), лежащих на большой оси, есть величина постоянная и равная длине большой оси.