Аксонометрия и проекции Комплексный чертёж Монжа Взаимное положение прямых и плоскостей Преобразование комплексного чертежа Поверхностью вращения Способ вспомогательных секущих сфер Развёртки поверхностей

Построение линии пересечения проецирующей плоскости с плоскостью общего положения

 Для решения этой задачи необходимо определить две точки прямой пересечения плоскостей. На плоскости общего положения выбираются две произвольные прямые (как правило, это прямые, входящие в определитель плоскости) и находятся точки их пересечения с проецирующей плоскостью. Соединив найденные точки между собой прямой линией, получим искомую линию пересечения.

 Пусть плоскость Σ задана треугольником АВС – Σ(ΔАВС) и дана горизонтально проецирующая плоскость Θ. Необходимо построить их линию пересечения (рис.5.5).

Рис.5.5

Найдём точки пересечения сторон АС и АВ треугольника с проецирующей плоскостью. Для этого обозначим точки пересечения горизонтальных проекций этих сторон с горизонтальной проекцией проецирующей плоскости Θ1 – точки 11 и 21. Используя вертикальные линии связи, определим фронтальные проекции 12 и 22 найденных точек. Соединив между собой горизонтальные и фронтальные проекции точек 1 и 2, получим проекции искомой прямой. Необходимо отметить, что горизонтальная проекция найденной прямой совпала с горизонтальной проекцией проецирующей плоскости Θ.

Пересечение прямой общего положения с плоскостью общего положения

 Эта позиционная задача (как и большинство других позиционных задач) решается с помощью вспомогательной плоскости. Пусть задана прямая n общего положения и плоскость Σ общего положения. Необходимо найти их точку пересечения (рис.5.6). Задача решается в следующей последовательности.

 1. Заданная прямая n заключается во вспомогательную плоскость Θ: n Ì Θ.

 2. Строится прямая пересечения заданной плоскости Σ со вспомогательной плоскостью Θ: 12= Θ Ç Σ.

 3. Построенная прямая 12 и заданная прямая n лежат в одной плоскости Θ, а значит будут пересекаться между собой: М=12Çn. Их общая точка М является общей для прямой n и плоскостей Σ и Θ, а значит, является искомой точкой пересечения прямой n и плоскости Σ.

Рис.5.6

 В качестве вспомогательной плоскости чаще всего используют проецирующие плоскости.

 Рассмотрим пример решения задачи на комплексном чертеже (рис.5.7).

Рис.5.7

 Заключаем прямую n во вспомогательную горизонтально проецирующую плоскость Θ, которую зададим горизонтальным следом Θ1 (горизонтальная проекция плоскости). Причем след Θ1 должен совпадать с горизонтальной проекцией прямой n1. Далее находим прямую пересечения вспомогательной плоскости Θ с заданной плоскостью Σ. Сторона АВ пересекается с плоскостью Θ в точке 1, а сторона АС – в точке 2. Сначала отмечаем горизонтальные проекции точек 11 и 21, а затем с помощью вертикальных линий связи находим фронтальные проекции точек 12 и 22 соответственно на фронтальных проекциях сторон треугольника А2В2 и А2С2. Таким образом, плоскости пересекаются по прямой 12. Теперь можно определить фронтальную проекцию К2 искомой точки. Она будет являться точкой пересечения фронтальных проекций построенной прямой 1222 и заданной прямой n2. Горизонтальная проекция К1 определяется с помощью вертикальной линии связи на горизонтальной проекции прямой n1.

Затем нужно определить видимость прямой n относительно плоскости Σ. Для определения видимости на П2 необходимо воспользоваться фронтально конкурирующими точками 3 и 4 (точка 3 лежит на стороне ВС треугольника, а точка 4 – на прямой n). Видимость прямой на П1 определяем с помощью горизонтально конкурирующих точек 1 и 5 (точка 1 лежит на стороне АВ, а точка 5 – на прямой n).

Решение рассмотренной задачи в краткой алгоритмической записи выглядит следующим образом:

1. Θ (n Ì Θ)

2. 12 = Σ ∩ Θ

3. K = 12 ∩ n .

3. Проекции прямой, перпендикулярной плоскости

При решении геометрических задач часто бывает необходимо строить перпендикуляры к плоскости. Это требует установления признаков, которые позволяли по чертежу судить о перпендикулярности прямой и плоскости в пространстве и, наоборот, строить на чертеже прямые и плоскости, перпендикулярные друг другу в пространстве.

Известно, что прямая перпендикулярна к плоскости, если она перпендикулярна к двум пересекающимся прямым этой плоскости. В качестве этих двух пересекающихся прямых плоскости приходится использовать линии уровня плоскости, т.к. согласно теоремы о проецировании прямого угла, именно с этими прямыми сохраняется прямой угол на плоскостях проекциях. Условия перпендикулярности прямой и плоскости устанавливаются следующей теоремой.

Теорема. Для того, чтобы прямая была бы перпендикулярна к плоскости, необходимо и достаточно, чтобы горизонтальная проекция прямой была бы перпендикулярна к горизонтальной проекции горизонтали, а фронтальная проекция – перпендикулярна к фронтальной проекции фронтали этой плоскости.

Доказательство. Необходимость. Допустим, что прямая перпендикулярна к плоскости. Тогда она перпендикулярна к любым прямым этой плоскости, в том числе горизонталям и фронталям плоскости. Согласно теоремы о проецировании прямого угла, перпендикулярность прямой и горизонтали сохраняется на горизонтальной плоскости проекций, а перпендикулярность прямой и фронтали – на фронтальной плоскости проекций. Что и требовалось доказать.

Достаточность. Пусть на комплексном чертеже горизонтальная проекция прямой перпендикулярна горизонтальной проекции горизонтали, а фронтальная проекция прямой перпендикулярна к фронтальной проекции фронтали плоскости. Тогда в соответствии с теоремой о проецировании прямого угла, прямая в пространстве будет перпендикулярна к горизонтали и фронтали плоскости. А это значит, что прямая и плоскость взаимно перпендикулярны, что и требовалось доказать.

Установленные теоремой признаки позволяют строить на комплексном чертеже прямые, перпендикулярные к плоскости.

Основы этой науки заложены были при разработке первых чертежей. Дошедшие до нас чертежи и рисунки Древней Руси говорят о том, что при их создании применялись методы близкие к геометрическим методам. Древние памятники инженерной графики свидетельствуют, что графическое искусство на Руси было на высоком уровне.
Начертательная геометрия Задачи и примеры