Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Задание 3. Многогранники
Содержание
  1. 4.1. Краткие теоретические сведения
  2. 4.2. Способ перемены плоскостей проекций
  3. 4.3. Развертывание поверхностей
  4. 4.4. Задание 3. Построение натурального вида сечения пирамиды плоскостью
  5. 4.4.1. Условие задания
  6. 4.4.2. Рекомендации по выполнению задания № 2
  7. Видеопример выполнения задания №3
  8. 4.5. Варианты задания 3
  9. Взаимное пересечение поверхностей в начертательной геометрии с примерами
  10. Взаимное пересечение поверхностей
  11. Пересечение двух многогранников
  12. Пересечение гранной и кривой поверхности
  13. Пересечение двух кривых поверхностей. Метод вспомогательных секущих плоскостей
  14. Пересечение поверхностей вращении. Метод вспомогательных секущих сфер
  15. Теорема Монжа
  16. Пересечение поверхностей вращения с многогранниками
  17. Пересечение поверхностей вращения
  18. Способ вспомогательных секущих плоскостей
  19. Пересечение цилиндрической и торовой поверхности
  20. Особые случаи пересечения
  21. Пересечение соосных поверхностей вращения
  22. Теорема Монжа для пересекающихся поверхностей вращения
  23. Способ вспомогательных секущих сфер
  24. Способ вспомогательных секущих плоскостей
  25. Способ вспомогательных сфер
  26. Элементы технического рисования
  27. Взаимное пересечение поверхностей с примерами
  28. Способ вспомогательных параллельных плоскостей
  29. Способ вспомогательных сфер
  30. Способ концентрических сфер
  31. Построение линии пересечения плоскостей, заданных различными способами
  32. Пересечение плоскостей, заданных следами
  33. Пересечение плоскостей треугольников
  34. 🌟 Видео

Видео:Пересечение пирамиды плоскостьюСкачать

Пересечение пирамиды плоскостью

4.1. Краткие теоретические сведения

Многогранниками называются тела, ограниченные плоскими n-угольниками, которые называются гранями . Линии пересечения граней называются ребрами , точки пересечения ребер – вершинами. Для всех многогранников справедлива формула Эйлера: сумма граней и вершин за минусом числа ребер есть величина постоянная: Г + В – Р = 2.

Наиболее распространенными в технике многогранниками являются правильные и неправильные, прямые и наклонные призмы и пирамиды. Призмой называется многогранник, в основании которого находится плоский n-угольник, а остальные грани являются в общем случае параллелограммами. Пирамидой называется многогранник, в основании которого находится плоский n-угольник, а боковыми гранями являются треугольники с общей вершиной. На эпюре многогранники задаются проекциями ребер, так называемой сеткой ребер .

Типовой задачей для многогранников является задача о пересечении многогранников плоскостями частного и общего положения. Для построения фигуры сечения многогранника плоскостью используют следующие приемы:

    • определение каждой вершины сечения, как точки пересечения ребер многогранника с секущей плоскостью ( способ ребер );
  • построение стороны сечения, как линии пересечения с секущей плоскостью граней многогранника ( способ граней ).

Чаще применяется первый из заданных приемов, второй же целесообразно применять в тех случаях, когда грани многогранника являются проецирующими плоскостями, линии пересечения которых с секущей плоскостью общего положения строятся очень просто.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми
а б
Рисунок 4.1 – Пересечение пирамиды плоскостью (а — задание, б — результат)

В методе ребер несколько раз (по числу пересекаемых ребер) решается задача о пересечении прямой (ребра) с плоскостью (секущей плоскостью). В этом случае находятся точки 1, 2, 3 (рис. 4.1). Найденные точки являются вершинами сечения пирамиды плоскостью.

В методе граней несколько раз решается типовая задача о пересечении двух плоскостей (граней многогранника и секущей плоскости), в которой находят линии 1-2, 2-3, 3-1, являющиеся сторонами многоугольника (в данном примере, треугольника сечения). Если секущая плоскость является плоскостью частного положения, то задача решается упрощенно.

Видео:Построение линии пересечения поверхности пирамиды с проецирующей плоскостьюСкачать

Построение линии пересечения поверхности пирамиды с проецирующей плоскостью

4.2. Способ перемены плоскостей проекций

Сущность способа перемены плоскостей проекций заключается в том, что положение геометрических элементов (точек, прямых, фигур, тел) в пространстве остается неизменным, а система плоскостей проекций заменяется новой, по отношению к которой эти элементы занимают положение, наиболее удобное для решения той или иной задачи.

В ряде случаев для решения задачи бывает достаточно заменить новой плоскостью одну из основных плоскостей проекций – фронтальную или горизонтальную. В других же случаях замена лишь одной плоскости проекций вопроса не разрешает и бывает необходимо последовательно заменить новыми плоскостями обе основные плоскости проекций.

При замене основной плоскости проекций новой плоскостью эта последняя должна располагаться по отношению к остающейся основной плоскости проекций перпендикулярно.

Рассмотрим способ перемены плоскостей проекций на примерах.

Для того чтобы данная прямая общего положения m=АВ оказалась линией уровня, следует ввести новую плоскость проекций π4, которая была бы ей параллельна (рис. 4.2 и 4.3).

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми
Рисунок 4.2 Рисунок 4.3

На Рисунке 4.2 введена плоскость π4, параллельная прямой m и перпендикулярная к плоскости π1; по новым линиям связи от оси π14 откладываем расстояния от точек А и В до плоскости π1 (отмеченное штрихом и D1). В новой системе плоскостей проекций π14 прямая m является линией уровня.

На Рисунке 4.3 плоскость π4 параллельна прямой m=АВ и перпендикулярна к плоскости π2. Прямая m в системе π24 является линией уровня.

Для того чтобы прямая линия была проецирующей прямой вводится плоскость проекций, перпендикулярная к ней. Для прямой общего положения требуется провести две замены плоскостей проекций. На Рисунке 4.4 прямая m=АВ спроецирована на параллельную ей плоскость π4. Затем вводится плоскость проекций π5, перпендикулярная m4. В системе плоскостей проекций π54 прямая m проецируется в точку.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рисунок 4.4 – Проецирование отрезка прямой в точку

Чтобы определить натуральную величину плоской фигуры общего положения (Рисунок 4.5), требуется сначала ввести такую плоскость проекций π4, чтобы образовалась система, в которой плоскость α, заданная треугольником АВС будет проецирующей. Данную подзадачу можно решить, введя дополнительную плоскость проекций π4 перпендикулярно либо горизонтальной проекции горизонтали, либо фронтальной проекции фронтали. Затем вводится дополнительная плоскость π5, перпендикулярная к плоскости π4 и параллельная плоскости α .

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми
Рисунок 4.5 – Определение натуральной величины треугольника

Видео:Пересечение плоскостей, заданных параллельными и пересекающимися прямымиСкачать

Пересечение плоскостей, заданных параллельными и пересекающимися прямыми

4.3. Развертывание поверхностей

Разверткой называется плоская фигура, получаемая путем совмещения с плоскостью чертежа поверхности тела.

Построение разверток имеет большое значение в таких областях техники, как котлостроение, судостроение, кровельное и жестяночное дело, продукция которых изготовляется из листового материала.

Точные развертки могут быть построены лишь для линейчатых поверхностей, смежные положения образующих которых параллельны (цилиндрическая поверхность) или пересекаются (коническая поверхность).

Для нелинейчатых поверхностей, образующей которых является кривая линия (например, сферическая поверхность), можно построить развертки лишь приближенные. С этой целью такие поверхности разбиваются на небольшие элементы, и каждая такая часть кривой поверхности заменяется плоскостью. Это означает, что данная кривая поверхность заменяется вписанным в нее многогранником, развертка которого приближенно принимается за развертку кривой поверхности.

Развертка боковой поверхности пирамиды (Рисунок 4.7) состоит из трех треугольников, представляющих в истинном виде боковые грани пирамиды.

Для построения развертки необходимо предварительно определить истинные длины боковых ребер пирамиды. Повернув эти ребра вокруг высоты пирамиды до положения параллельного плоскости ?2, на фронтальной плоскости проекций получим их истинные длины в виде отрезков S2 A 2, S2 B 2, S2 C 2 (Рисунок 4.6).

Построив по трем сторонам S2 A 2, S2 B 2 и A1B1 грань пирамиды ASB (Рисунок 4.7), пристраиваем к ней смежную грань – треугольник BSC, а к последнему – грань CSA. Полученная фигура представит собою развертку боковой поверхности данной пирамиды.

Для получения полной развертки к одной из сторон основания пристраиваем основание пирамиды – треугольник АВС.

Для построения на развертке линии, по которой поверхность пирамиды пересечется плоскостью α (Рисунок 4.7), следует нанести на ребра SA, SB и SC, соответственно, точки 1, 2 и 3, в которых эта плоскость пересекает ребра, определив истинные длины отрезков S1, S2 и S3.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми
Рисунок 4.6 – Определение истинных длин ребер
Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми
Рисунок 4.7 – Построение развертки

Видео:СЕЧЕНИЯ. СТРАШНЫЙ УРОК | Математика | TutorOnlineСкачать

СЕЧЕНИЯ. СТРАШНЫЙ УРОК | Математика | TutorOnline

4.4. Задание 3. Построение натурального вида сечения пирамиды плоскостью

4.4.1. Условие задания

Задание следует выполнять в соответствии с алгоритмом:

    1. По координатам вершин (Таблицы 3.1- 3.3) построить: две проекции пирамиды 1234S;
    1. Выполнить две проекции сечения пирамиды плоскостью общего положения АВС (Таблица 3.4);
    1. Найти натуральный вид сечения способом перемены плоскостей проекций;
  1. Выполнить развертку верхней отсеченной части пирамиды.

4.4.2. Рекомендации по выполнению задания № 2

Порядок выполнения задачи следующий:

  1. Построить горизонтальные и фронтальные проекции пирамиды и 1234S и плоскости ∆АBC (Рисунок 4.8);
  2. Способом ребер или способом граней построить проекции сечения пирамиды 1234S плоскостью ∆АBC.

Способ ребер заключается в том, что ребро пирамиды (например, 1S) заключается во фронтально-проецирующую плоскость γ: γπ212S2. Затем выполняется построение точки 8 пересечения ребра 1S с плоскостью γ:

Аналогично выполняется построение остальных точек искомого сечения.

Способом граней строятся линии пересечения с помощью плоскостей-посредников;

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рисунок 4.8 – Построение сечения

  1. Способом перемены плоскостей проекций найти натуральный вид сечения 56789.

Сущность способа перемены плоскостей проекций состоит в том, что положение геометрического образа (прямой, плоскости, поверхности) в пространстве остается неизменным, а система плоскостей проекций π12 дополняется плоскостями, образующими с π1 или π2, либо между собой системы двух взаимно перпендикулярных плоскостей проекций. Расположение новой плоскости проекций по отношению к геометрическим образам выбирается в зависимости от условия задачи.

В данной задаче необходимо дважды ввести новые плоскости проекций: в системе плоскостей π14 сечение 56789 станет проецирующей плоскостью, а в системе плоскостей проекций π45 – плоскостью уровня;

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми
Рисунок 4.9 – Пересечение пирамиды плоскостью общего положения

  1. Выполнить развертку нижней отсеченной части пирамиды.

Видео:Точка встречи прямой с плоскостьюСкачать

Точка встречи прямой с плоскостью

Видеопример выполнения задания №3

Видео:Параллельность прямой к плоскостиСкачать

Параллельность прямой к плоскости

4.5. Варианты задания 3

Таблица 3.1– Значения координат точек (для вариантов с 1 по 10)

S1234
X5090301070
Y505057080
Z9010101010
Таблица 3.2– Значения координат точек (для вариантов с 11 по 20)

S1234
X5090301070
Y505057080
Z900000
Таблица 3.3– Значения координат точек (для вариантов с 21 по 30)

S1234
X5010025580
Y505057080
Z10010101010
Таблица 3.4– Значения координат точек

ВариантКоординаты (x, y, z) точекВариантКоординаты (x, y, z) точек
АВСАВС
1100;15;3035; 85; 9010; 45; 301690; 0; 0100; 50; 705; 55; 40
265; 10; 0100; 50; 8020; 80; 801795; 35; 4050; 35; 05; 65; 50
3100; 25;4015; 90; 9050; 15; 01850; 50; 450; 55; 0100; 20; 5
430; 80; 9020; 25; 0100; 25; 401930; 90; 6090; 30; 200; 35; 0
5100; 15; 20100; 60; 9010; 45; 202095; 15; 05; 60; 2070; 85; 80
690; 0; 0100; 50; 805; 55; 4021100;15;3035; 85; 9010; 45; 30
795; 35; 5050; 35; 05; 65; 502265; 10; 0100; 50; 8020; 80; 80
850; 50; 550; 55; 5100; 20; 523100; 25;4015; 90; 9050; 15; 0
930; 90; 7090; 30; 300; 35; 02430; 80; 9020; 25; 0100; 25; 40
1095; 15; 105; 60; 3070; 85; 8025100; 15; 20100; 60; 9010; 45; 20
11100;15;2035; 85; 8010; 45; 302690; 0; 0100; 50; 805; 55; 40
1265; 10; 0100; 50; 7020; 80; 802795; 35; 5050; 35; 05; 65; 50
13100; 25;3015; 90; 8050; 15; 02850; 50; 550; 55; 5100; 20; 5
1430; 80; 8020; 25; 0100; 25; 402930; 90; 7090; 30; 300; 35; 0
15100; 15; 10100; 60; 8010; 45; 203095; 15; 105; 60; 3070; 85; 80

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми
Рисунок 4.10 – Пример оформления задания 3

Видео:Как строить сечения тетраэдра и пирамидыСкачать

Как строить сечения тетраэдра и пирамиды

Взаимное пересечение поверхностей в начертательной геометрии с примерами

Содержание:

Взаимное пересечение поверхностей:

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

При пересечении поверхностей образуется линия, которую принято называть линией взаимного пересечения поверхностей. Эта линия пересечения принадлежит одновременно двум поверхностям. Поэтому построение линии пересечения сводится к определению точек одновременно принадлежащих обеим поверхностям. Для нахождения таких точек используется в общем случае метод вспомогательных секущих поверхностей. Сущность способа заключается в следующем: Пусть задано две поверхности Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Общий алгоритм построения линии пересечения поверхностей:

  1. Введем вспомогательную поверхность Ф.
  2. Строим линии пересечения поверхности Ф с поверхностями Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми
  3. Определяем точки пересечения К и М, простроенных линий a и b
  4. Многократно повторяя эту операцию, найдем ряд точек, принадлежащих одновременно двум поверхностям.
  5. Соединяем последовательно точки с учетом видимости.

В качестве посредников могут быть приняты как поверхности, так и плоскости, но целесообразно выбирать такие, которые дают наиболее простые линии пересечения с заданными поверхностями.

Видео:№55,б Пересечение пирамиды плоскостью общего положенияСкачать

№55,б Пересечение пирамиды плоскостью общего положения

Взаимное пересечение поверхностей

Линия, общая для двух пересекающихся поверхностей — линия пересечения.

Чтобы определить проекцию линии пересечения, необходимо найти проекции точек, общих для этих поверхностей. Их находят способом вспомогательных секущих плоскостей или вспомогательных сфер.

Если рёбра призмы или ось вращения цилиндра перпендикулярны какой-либо из плоскостей проекций, то на этой плоскости проекций линия пересечения совпадает с контуром основания призмы или цилиндра.

Пересечение двух многогранников

Для построения линии пересечения двух многогранников необходимо определить точки пересечения ребер первого многогранника с гранями второго, затем ребер второго с гранями первого. Полученные точки соединить отрезками прямой с учетом видимости. На рисунке 9.2 заданы поверхности трехгранной призмы DEFD’E’F’ и трехгранной пирамиды SABC. Так как призма F, фронтально-проецирующая, фронтальная проекция линии пересечения совпадает с гранями призмы, поэтому необходимо построить только горизонтальную проекцию. Для этого определяем точки пересечения ребер пирамиды с гранями призмы. Ребро SC пересекает грани призмы в точках I и 2, ребро SB — в точках 3 и 4, ребро SA не пересекает призму. Затем определяем точки пересечения ребер призмы с гранями пирамиды.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

По чертежу видим, что только ребро DD’ пресекает поверхность пирамиды. Для определения точек пересечения 5 и б через ребро DD’ проводим горизонтальную плоскость, которая пересекает пирамиду по треугольнику. Точки 5 и 6 получаем, как пересечение DD’ с построенным треугольником.

Полученные точки соединяем с учетом видимости. Видимой считается тот отрезок прямой, который принадлежит двум видимым граням поверхностей.

Как видим, линия пересечения двух многогранников представляет собой пространственную ломаную линию.

В том случае, когда обе гранные поверхности общего положения, последовательность соединения точек вызывает затруднение. Поэтому для соединения точек используется диаграмма Ананова — условные развертки поверхностей (см. учебник).

Пересечение гранной и кривой поверхности

Линия пересечения гранной и кривой поверхности, представляет собой пространственную кривую линию, с точками излома на ребрах многогранника.

Поэтому сначала определяем точки пересечения ребер многогранника с кривой поверхностью, а затем промежуточные точки и соединяем их с учетом видимости. На рисунке 9.3 заданы поверхности трехгранной призмы и кругового конуса.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Так как призма фронтально-проецирующая, фронтальная проекция линии пересечения совпадает с проекцией боковых граней призмы, поэтому необходимо построить только горизонтальную проекцию линии пересечения.

Сначала определяем точки пересечения ребер призмы Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымис поверхностью конуса, а затем находим промежуточные точки, принадлежащие линиям пересечения. Для нахождения точек пересечения, используем горизонтальные плоскости посредники, так как они пересекают конус по окружностям, а призму но прямым линиям. Как видим, в данном случае линия пересечения распадается на две отдельные части.

Пересечение двух кривых поверхностей. Метод вспомогательных секущих плоскостей

Линия пересечения двух кривых поверхностей, представляет пространственную кривую линию. Поэтому для ее построения необходимо определить ряд точек принадлежащих этой лини.

На рисунке 9.4 заданы поверхности конуса и сферы. Точки строятся при помощи горизонтальных плоскостей посредников, которые рассекают обе поверхности но окружностям.

Обязательно находим опорные точки, к которым относятся высшая и низшая точки линии пересечения и точки границы видимости. Так как оси поверхностей лежат в одной фронтальной плоскости, контурные образующие поверхностей пересекаются в точках 1 и 2 — это и будет высшая и низшая точки. Точки границы видимости лежат на экваторе сферы, поэтому точки 3 и 3′ находим с помощью вспомогательной горизонтальной плоскости, проходящей через центр сферы. Она рассекает сферу по экватору, а конус но параллели радиуса R.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Взаимно пересекаясь, они и дают точки 3 и 3′ фронтальную проекцию определяем по вертикальной линии связи на плоскости Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиЗатем берем еще две вспомогательные плоскости расположенные выше и ниже плоскости Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымии выполняя, аналогичные построения определяем точки 4 и Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми5 и 5′. Полученные точки соединяем с учетом видимости.

Пересечение поверхностей вращении. Метод вспомогательных секущих сфер

Способ вспомогательных секущих сфер применяется при следующих условиях:

  1. Пересекающиеся поверхности являются поверхностями вращения.
  2. Оси этих поверхностей пересекаются.
  3. Оси поверхностей параллельны одной из плоскостей проекций.

Перед рассмотрением этого способа разберем понятие соосных поверхностей. Соосными называются поверхности вращения, имеющие общую ось. Соосные поверхности пересекаются по окружностям перпендикулярным оси вращения.

На рисунке 9.5 приведены некоторые из них.

Именно то, что поверхности пересекаются по окружностям, которые проецируются в линии и используется в методе сфер. Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рассмотрим пример на рисунок 9.6. Даны поверхности вращения — конус и цилиндр. Так как оси лежат в одной плоскости, можно определить точки пересечения контурных образующих в точках 1 и 2, как в предыдущем примере.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Однако, для нахождения промежуточных точек, вспомогательные секущие плоскости не подходят, т.к. горизонтальные плоскости рассекут цилиндр по эллипсам, фронтально-нроецирующие — конус по эллипсам. А сам эллипс строить непросто. Поэтому именно в этом случае удобно использовать в качестве посредников — сферы. За центр вспомогательных сфер, принимается точка пересечения осей заданных поверхностей. Далее необходимо определить, размеры радиусов вспомогательных секущих сфер. Максимальный радиус сферы

  • Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми— это расстояние от центра сфер до наиболее удаленной точки пересечения контурных образующих (в данном случае точка 1). Минимальный радиус сферы Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми— радиус сферы, которая вписана в одну из поверхностей, а другую пересекает.

В данном случае минимальная сфера вписана в конус. Минимальная сфера касается поверхности конуса по окружности, а цилиндр пересекает по окружности. Нужно, иметь ввиду, что проекции окружностей пересечения перпендикулярны осям вращения. Эти две окружности пересекаются в точке Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми. Фактически таких точек две, они совпадают на фронтальной проекции. Для построения промежуточных точек берем вспомогательные сферы радиусов в пределах от Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Они пересекают и поверхность цилиндра, и поверхность конуса по окружностям, которые пересекаясь даюг промежуточные точки. Полученные точки соединяются плавной линией.

Здесь построена только фронтальная проекция. Для построения горизонтальной проекции, если это необходимо, точки строят как лежащие на окружностях полученных радиусов.

Теорема Монжа

Рассмотрим вариант, когда минимальная сфера касается двух поверхностей вращения. В этом случае для построения линии пересечения поверхностей используется теорема Г. Монжа, которая формулируется так:

Если две поверхности вращении второго порядка описаны около третьей или вписаны в нее, то линии их пересечении распадается на две плоские кривые второго порядка. Плоскости этих кривых проходит через прямую, соединяющую точки пересечении линий касании.

В соответствии с этой теоремой линии пересечения конуса и цилиндра описанного около сферы (рисунок 9.7) будут плоскими кривыми -эллипсами, фронтальные проекции которых изображаются прямыми Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымипроходящими через Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми— точки линий пересечения окружностей касания.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Пересечение поверхностей вращения с многогранниками

Внешние и внутренние формы большинства предметов образуются сочетанием нескольких поверхностей. Пересекаясь между собой, они образуют линии, которые принято называть линиями перехода.

На рис. 9.1 изображена деталь с несколькими линиями перехода. Линия 1 является границей между плоской и торовой поверхностями, 2 — торовой и конической, 3 — конической и плоскими (гранями призмы), 4 и 5 — торовой поверхностью корпуса и цилиндрическими поверхностями патрубков.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиРисунок 9.1 – Корпус с линиями перехода

Линия пересечения многогранника с телом вращения в общем случае состоит из отдельных участков кривых линий, получающихся при пересечении граней многогранника с поверхностью вращения. Точки перехода от одного участка к другому находятся в пересечении ребер многогранника с телом вращения и называются точками излома. Участок линии пересечения может быть и прямой линией в случае пересечения линейчатой поверхности вращения гранью многогранника по образующей.

При проницании (полном пересечении) получаются две замкнутые линии пересечения. Они могут быть плоскими (поверхность вращения проницает одну грань) или пространственными, состоящими из нескольких плоских кривых с точками излома в местах пересечения поверхности вращения ребрами многогранника.

При врезании (неполном пересечении) получается одна замкнутая пространственная линия.

Таким образом, в соответствии с указанным выше, задачи данной темы решаются по следующему плану:

  • Определяются точки излома линии пересечения, являющиеся точками пересечения ребер многогранника с поверхностью вращения;
  • Находятся точки принадлежащие линиям пересечения отдельных граней многогранника с телом вращения. При этом сначала следует найти характерные (опорные) точки кривых. Это точки, проекции которых отделяют видимую часть проекции линии пересечения от невидимой, это проекции наивысших и наинизших точек линии пересечения, ближайших и наиболее удаленных, крайних слева и справа на проекциях линии пересечения;
  • Определение видимости линии пересечения поверхностей и их очерков. Видимость проекций участков линии пересечения определяется из условия расположения их на видимой стороне каждой поверхности.

При построении точек линии пересечения многогранников с телами вращения используют вспомогательные секущие плоскости. Их располагают так, чтобы они пересекали данные поверхности по простым для построения линиям (прямым или окружностям).

Рассмотрим линии пересечения поверхности прямой трехгранной призмы с поверхностью конуса вращения. Боковые грани призмы являются фронтально-проецирующими плоскостями, а ось конуса перпендикулярна горизонтальной плоскости проекций.

Призму можно рассматривать, как три плоскости, проходящие через ее грани, а задача сводится к нахождению линий пересечения этих плоскостей с конусом.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рисунок 9.2 — Пересечение трехгранной призмы с конусом

Пример. Построить линию пересечения поверхности тора с поверх-ностью трехгранной призмы (рис. 9.3).

Решение. Боковые грани призмы являются фронтально-проецирующими плоскостями и фронтальная проекция линии пересечения совпадают с проекцией боковой поверхности призмы. Из фронтальной проекции видно, что в данном случае имеет место проницание тора призмой (две замкнутые линии пересечения).

На рис. 9.3 рассмотрен пример пересечения поверхностей тора и треугольной призмы [2].

По двум заданным проекциям строим третью – профильную.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рисунок 9.3 – Построение линии пересечения трехгранной призмы с тором

Заданная призма – горизонтально-проецирующая. Так как грани призматического отверстия перпендикулярны горизонтальной плоскости проекций, то на чертеже известна горизонтальная проекция линии пересечения, она совпадает с вырожденной проекцией поверхности призмы.

Следовательно, линия пересечения совпадает с горизонтальной проекцией основания призмы.

Определяем характерные точки: самую близкую точку 1 фронтальной плоскостью Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымии самые далекие – Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымии 3 фронтальной плоскостью S (Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми).

Определяем промежуточные точки 4 и 5 при помощи вспомогательных фронтальных плоскостей Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми.

Соединяем полученные точки плавной кривой линией с учетом видимости.

Пересечение поверхностей вращения

Линия пересечения двух поверхностей вращения в общем случае представляет пространственную кривую, которая может распадаться на две и более части. Эти части могут быть, в частности, и плоскими кривыми и даже прямыми линиями.

Линию пересечения поверхностей обычно строят по ее отдельным точкам. Точки подразделяются на характерные (опорные) и промежуточные (случайные).

Общим способом построения этих точек является способ вспомогательных секущих поверхностей – посредников. При пересечении данных поверхностей вспомогательной поверхностью определяются линии пересечения ее с данными поверхностями, в пересечении этих линий получаются точки, принадлежащие искомой линии пересечения.

Наиболее часто в качестве поверхностей-посредников применяются плоскости или сферы.

Для определения линии пересечения часто пользуются вспомогательными секущими поверхностями. Поверхности-посредники пересекают данные поверхности по линиям, которые, в свою очередь, пересекаются в точках линии пересечения данных поверхностей.

Секущие поверхности-посредники выбираются так, чтобы они, пересекаясь с данными поверхностями, давали простые для построения линии, например прямые и окружности.

Из общей схемы построения линии пересечения поверхностей выделяют два основных метода — метод секущих плоскостей и метод секущих сфер.

Способ вспомогательных секущих плоскостей

В качестве вспомогательных секущих плоскостей чаще всего используют плоскости, параллельные одной из плоскостей проекций.

Положение их выбирают таким, чтобы они пересекали заданные поверхности по простейшим линиям – прямым или окружностям.

Этот способ рекомендуется применять, если сечениями заданных поверхностей одной и той же плоскостью являются прямыми линиями или окружностями. Такая возможность существует в трех случаях:

  1. Если образующие (окружности) расположены в общих плоскостях уровня;
  2. Если в общих плоскостях уровня оказываются прямолинейные образующие линейчатой поверхности и окружности циклической;
  3. Линейчатые каркасы заданных поверхностей принадлежат общим плоскостям уровня или пучкам плоскостей общего положения.

Пересечение цилиндрической и торовой поверхности

Если одна из поверхностей является цилиндрической проецирующей поверхностью, то построение линии пересечения упрощается, так как в этом случае одна проекция линии пересечения совпадает с окружностью – проекцией цилиндра на перпендикулярную плоскость проекций.

На рис. 9.4 построена линия перехода между цилиндром и тором. Так как поверхность цилиндра перпендикулярна плоскости Н, то горизонтальная проекция линии перехода известна. Она совпадает с горизонтальной проекцией цилиндра. Фронтальную и профильную проекции строим по принадлежности точек линии перехода не проецирующей поверхности тора.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рисунок 9.4 — Построение линии пересечения цилиндра с тором

Линия пересечения заданных поверхностей представляет собой пространственную кривую линию, имеющую фронтальную плоскость симметрии, образованную пересекающимися поверхностями цилиндра и тора.

Рассмотрим линию пересечения поверхности сферы с поверхностью конуса вращения (Рисунок 9.5).

Точки 1 и 7, расположенные на очерках фронтальных проекций конуса и сферы, очевидны и определяются без дополнительных построений.

Точка 4 на экваторе сферы построена с помощью горизонтальной плоскости, пересекающей конус по окружности. В пересечении горизонтальных проекций этой окружности и экватора находится горизонтальная проекция 4′ точки 4 и фронтальная 4» проекции точки 4 определим с помощью линии связи. Точка 4 на горизонтальной проекции разделяет кривую на видимую и невидимую части.

Точки 2, 3, 5 и 6, расположенные в промежутке между характерными точками 1,4 и 7 строим аналогично. С помощью линий связи определим фронтальные и горизонтальные проекции этих точек.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рисунок 9.5 — Построение линии пересечения конуса и сферы

Особые случаи пересечения

Пересечение соосных поверхностей вращения

Соосными называют поверхности вращения, оси которых совпадают. Линия пересечения таких поверхностей строится на основании теоремы о пересечении соосных поверхностей вращения: соосные поверхности вращения пересекаются между собой по окружностям.

Если ось вращения соосных поверхностей перпендикулярна к какой либо плоскости проекций, то линия их пересечения проецируется на эту плоскость в виде окружности, а на другую плоскость проекций – в прямую линию.

На рис. 9.6 даны примеры пересечения соосных поверхностей вращения (ось вращения параллельна горизонтальной плоскости). На рис. 9.6, а приведены сфера и конус, б – сфера и цилиндр, в – сфера и тор.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рисунок 9.6 — Пересечение соосных поверхностей вращения

Теорема Монжа для пересекающихся поверхностей вращения

Если две поверхности второго порядка описаны около третьей или вписаны в нее, то линия их пересечения распадается на две плоские кривые второго порядка. Плоскости этих кривых проходят через прямую, соединяющую точки пересечения линий касания.

Для этого случая пересечения поверхностей вращения необходимо выполнение трех условий:

  • пересекающиеся поверхности должны быть поверхностями вращения;
  • оси поверхностей должны пересекаться;
  • плоскость, образованная осями поверхностей, должна быть параллельна одной из плоскостей проекций.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рисунок 9.7 — Пересечение поверхностей вращения по теореме Монжа

Это положение подтверждается теоремой Монжа: Если две поверхности второго порядка могут быть вписаны или описаны около третьей поверхности второго порядка, то пространственная кривая их пересечения четвертого порядка распадается на две плоские кривые второго порядка.

Способ вспомогательных секущих сфер

При построении линии пересечения поверхностей вращения не всегда удается подобрать секущие плоскости так, чтобы они пересекали поверхности по линиям, проекции которых были бы прямыми или окружностями. В некоторых таких случаях в качестве секущих поверхностей (посредников) целесообразно применять сферы. Этот способ основан на свойстве сферы пересекаться с любой поверхностью вращения, ось которой проходит через центр сферы по окружности.

Чтобы сфера одновременно пересекала две поверхности по окружностям, проецирующимся в прямые линии, необходимо выполнить условия:

  • Оси поверхностей вращения должны пересекаться (точку пересечения принимают за центр вспомогательных концентрических сфер).
  • Оси поверхностей вращения должны располагаться параллельно какой-либо плоскости проекций.

Пример. Построить проекции линии пересечения поверхностей конуса и цилиндра (рис. 9.8) [1].

Заданы прямой усеченный конус и наклонный цилиндр – тела вращения. Их оси параллельны фронтальной плоскости проекций и пересекаются в точке О(о′,о), т.е. соблюдены условия метода сфер.

Как и в предыдущих задачах, найдем проекции характерных точек. Точка 1 – самая высокая, точка 2 – самая низкая. Чтобы убедится в этом проведем через оси тел вспомогательную фронтальную плоскость Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми. Эта плоскость рассекает рассматриваемые тела по крайним очерковым образующим, которые на фронтальную плоскость проекции проецируются без искажения и, пересекаясь между собой, образуют искомые точки 1′, 2′. С помощью вспомогательных сфер найдем другие точки линии пересечения заданных поверхностей. Для определения радиуса наименьшей сферы из центра О(о′) проведем две нормали, перпендикулярные очерковым образующим этих тел и большей нормалью выполним эту сферу. Эта сфера будет наименьшей Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми, проведенной в большем теле, поэтому поверхности конуса она касается по окружности, которая проецируется на фронтальную плоскость проекций в виде отрезка m′′n′′, а поверхность наклонного цилиндра пересекает по окружности, фронтальная проекция которой также проецируется в прямую линию k′′l′′. В пересечении k′′l′′ и m′′n′′ получим точку 3′′ – самую глубокую точку пересечения. Для нахождения промежуточных точек проведем ряд концентрических сфер, радиусы которых должны находится в пределе Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми, и аналогично точке 3′′ находим необходимые промежуточные точки.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рисунок 9.8 — Построение линии пересечения конуса и цилиндра

Учитывая, что сфера минимального радиуса всегда касается той поверхности, которая пронизывается другой, соединим найденные фронтальные проекции плавной кривой. Получим фронтальную проекцию линии пересечения. В нашем случае сфера радиусом Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымикасается поверхности конуса, значит, поверхность цилиндра пронизывает поверхность конуса.

Построим горизонтальную проекцию линии пересечения. Т.к. точки 1′′, 2′′ лежат на очерковой образующей конуса, то горизонтальные проекции этих точек находятся на оси конуса, т.е. на горизонтальной проекции этой образующей. Для нахождения горизонтальных проекций точек 3′, 4′, 5′ воспользуемся горизонтальными плоскостями Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми, проведенными через эти точки соответственно. Каждая плоскость рассекает поверхность конуса по окружности, которая на горизонтальной плоскости проекций не искажается. По линиям связи найдем горизонтальные проекции точек 3′, 4′, 5′.

Для правильного соединения точек определим их видимость. Границей видимости на плоскости Н является точка 4′′, лежащая на осевой фронтальной проекции цилиндра. Горизонтальные проекции ее Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыминаходятся на очерковых образующих цилиндра. Соединив плавной кривой найденные точки, получим горизонтальную проекцию линии пересечения рассматриваемых тел.

Способ вспомогательных секущих плоскостей

Суть способа — вспомогательная секущая плоскость одновременно пересекает поверхности каждого тела и образует фигуры сечения, контуры которых пересекаются. Точки пересечения контуров соединяют.

Этот способ применим тогда, когда контуры отдельных сечений представляют прямые линии или окружности.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Точки Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиявляются очевидными — это точки пересечения очерковых и оснований конусов. Найдём соответствующие вторые проекции этих точек.

Проведём горизонтальную плоскость Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымикоторая рассечет оба конуса. В сечении конусов будут окружности Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымипричем их фронтальными проекциями являются прямые. Построим горизонтальные проекции этих сечений — окружности радиусом Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

На пересечении этих окружностей сечений на Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиопределим горизонтальную проекцию общей точки — Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиФронтальную проекцию точек 2 и 2 определим по линиям связи на секущей плоскости Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Проведём еще ряд горизонтальных секущих плоскостей и определим проекции других промежуточных точек линии пересечения, которые соединим лекальной кривой с учётом видимости.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

При взаимном пересечении конуса и цилиндра (рисунок 1) ось вращения цилиндра перпендикулярна Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми. Значит, на Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымилиния пересечения совпадет с контуром основания цилиндра, т.е. фронтальной проекцией линии пересечения будет являться фронтальная проекция цилиндра.

Построив горизонтальную проекцию линии пересечения, на Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымина пересечении горизонтальной оси симметрии цилиндра с проекцией цилиндра наметим точки Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиПересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми— точки границы видимости линии пересечения, лежащие на экваторе цилиндра.

На Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиточки линии пересечения, лежащие выше экватора будут видимы, а точки, лежащие ниже экватора — невидимы.

Способ вспомогательных сфер

Этот метод можно применять при соблюдении следующих условий :

  • пересекающиеся поверхности должны быть поверхностями вращения;
  • их оси должны пересекаться ; точка пересечения осей является центром вспомогательных сфер;
  • их оси должны быть // какой-либо плоскости проекций.

Сфера Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымипроходит через самую дальнюю очевидную точку.

Сфера Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми, должна касаться образующей большего тела, а меньшее тело -пересекать.

Сфера Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми определяется как большее расстояние от центра сфер до образующих обоих тел — перпендикуляры из центра сфер к очерковым образующим. Больший перпендикуляр и будет являться радиусом минимальной сферы.

Сфера пересекает тела по окружностям, проецирующимся на одну из плоскостей проекций отрезком.

1. Определяем очевидные точки Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

2. Восстанавливаем перпендикуляры из центра сфер Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымик очерковым образующим цилиндра и конуса. Перпендикуляр к цилиндру Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымибольше, чем перпендикуляр к образующей конуса. Значит, Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымии будет являться радиусом минимальной сферы. На Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымипроводим из центра Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиэтим радиусом R окружность, которая рассечет и конус и цилиндр по окружностям, фронтальной проекцией которых будут прямые — сечение конусаПересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымии сечение цилиндра Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

На пересечении этих сечений определяем фронтальную проекцию точки 3 — Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми.

3. На Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымистроим горизонтальную проекцию сечения конуса, на котором находится точка 3 -окружность радиусом Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми/ 2, на которой по линии связи определяем точкиПересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

1. Проводим ещё ряд секущих сфер радиусом больше минимальной и меньше максимальной и определяем другие промежуточные точки линии пересечения, которые соединяем лекальной кривой с учётом видимости.

Большее тело поглощает меньшее.

2. Видимость линии пересечения определяем следующим образом:

  • — на пересечении фронтальной проекции линии пересечения с осью симметрии цилиндра намечаем точку Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиопределяем на Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымина очерковых образующих цилиндра);
  • — часть линии, находящаяся выше точки К — видимая. Точка К — граница видимости.

Видео:Пересечение двух многогранниковСкачать

Пересечение двух многогранников

Элементы технического рисования

Технический рисунок — это наглядное изображение, выполненное по правилам аксонометрических проекций от руки, на глаз, соблюдая пропорции. Им пользуются на производстве для иллюстрации чертежей.

Обычно технический рисунок выполняется в изометрии.

Выполнение рисунка модели или детали начинается с проведения аксонометрических осей. Затем рисуется основание и строятся габаритные очертания -прямоугольные параллелепипеды. Деталь мысленно расчленяют на отдельные геометрические элементы, постепенно вырисовывая все элементы.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми
Технические рисунки получаются более наглядными, если их покрыть штрихами. При нанесении штрихов считают, что лучи света падают на предмет справа и сверху или слева и сверху.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Видео:Построение сечения пирамиды. Метод следов.Скачать

Построение сечения пирамиды. Метод следов.

Взаимное пересечение поверхностей с примерами

Алгоритм решения задач по определению линии пересечения поверхностей Ф’ и Ф» (рис. 9.1) в целом аналогичен решению второй позиционной задачи и состоит в следующем:

  1. Обе заданные поверхности Ф’ и Ф» рассекают третьей, вспомогательной плоскостью или поверхностью P.
  2. Определяют линии пересечения каждой заданной поверхности со вспомогательной: Ф’ × P =l’, Ф» × P =l».
  3. Определяют точки пересечения полученных линий l’×l» = A и A’. Точки A и a´ принадлежат обеим поверхностям.
  4. Проведя несколько вспомогательных поверхностей, находят достаточное количество точек и соединяют их плавной лекальной кривой, которая и является искомой линией пересечения поверхностей.
  5. Определяют видимость поверхностей и линии их пересечения.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рис. 9.1. Пересечение поверхностей

В качестве вспомогательных поверхностей P следует выбирать поверхности — плоскости или сферы, которые пересекают обе заданные поверхности по наиболее простым для построения линиям — прямым или окружностям. Кроме того, если в сечении поверхности получаются окружности, они должны проецироваться на одну из плоскостей проекций без искажения.

Определение точек линии пересечения поверхностей начинают с построения так называемых опорных точек. К ним относятся:

  • точки пересечения очерковых образующих, если образующие лежат в одной плоскости,
  • точки, лежащие на очерковых образующих поверхностей,
  • точки, лежащие в общей плоскости симметрии,
  • экстремальные (верхние — нижние, правые — левые) по отношению к плоскостям проекций, к центру концентрических сфер.

При соединении точек следует иметь ввиду, что проекции линии пересечения не могут выходить за пределы общей площади — площади наложения — проекций пересекающихся поверхностей. Видимыми будут те участки линии пересечения, которые принадлежат видимым частям обеих поверхностей.

Способ вспомогательных параллельных плоскостей

Этот способ заключается в том, что обе поверхности рассекаются параллельными плоскостями уровня. Этот способ применяют лишь в тех случаях, когда вспомогательные плоскости рассекают поверхности по простым линиям — прямым или окружностям, которые проецируются на соответствующую плоскость проекций без искажения.

Рассмотрим построение линии пересечения прямого кругового конуса и сферы (рис. 9.2).
Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рис. 9.2. Линия пересечения поверхностей прямого кругового конуса и сферы

Фронтальные плоскости уровня пересекают поверхность конуса по гиперболам, следовательно, для решения данной задачи нужно применить горизонтальные плоскости уровня, которые рассекают обе данные поверхности по окружностям.

Решение задачи начинают с построения опорных точек. Конус и сфера имеют общую плоскость симметрии γ(γ1), параллельную плоскости П2. Поэтому высшая точка A и низшая точка F линии пересечения получаются как результат пересечения очерковых образующих конуса и сферы (рис. 9.3).

Остальные точки определяются с помощью горизонтальных плоскостей уровня. Более подробно разберем построение точек E и E'(рис. 9.4).

1. Пересечь обе поверхности вспомогательной горизонтальной плоскостью уровня α(а2). Плоскость а(а2) пересекает сферу по окружности m(m1,m2), а конус — по окружности q(q1,q2):
m(m1 ,m 2)=Ф сф Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиа (а2);
q(q1 ,q2) =Ф к Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиа (u2).

2. Построив горизонтальные проекции окружностей m и q, определить точки их пересечения E и E’:
E1= m1 × q1; E2=E1E2Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиα2.
E’1=m1 × q1; E’2=ElE2Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиα2.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рис. 9.3. Определение опорных точек линии пересечения поверхностей

3. Аналогичным образом определяются остальные точки, формирующие линию пересечения (рис. 9.5,а). Они получены с помощью горизонтальных плоскостей уровня β(β2), δ(δ2) и μ(μ2). Пределы этих плоскостей по высоте определяют высшая и низшая опорные точки линии пересечения поверхностей. Плоскость μ(μ2)рассекает поверхность сферы по очерковой образующей b (b2, b2),поэтому полученные точки В и В’ являются опорными, ограничивающими линию пересечения поверхностей по ширине.

4. Последовательно соединить одноименные проекции полученных точек плавной лекальной кривой. Полученная линия не должна выходить за пределы области перекрытия проекций данных поверхностей.

5. Определить видимость линии пересечения поверхностей и их очерковых образующих.

Поверхность конуса на горизонтальной плоскости проекций полностью видима, следовательно, видимость линии пересечения определяется по поверхности сферы. Видима будет та часть сферы, которая на П2 лежит выше очерковой образующей b2.Точки В и В’ на очерковой образующей сферы являются точками смены видимости линии пересечения на плоскости проекций П1.
Искомая линия пересечения поверхностей конуса и сферы d(d1,d2) (кривая второго порядка), полученная способом вспомогательных секущих плоскостей, приведена на рис 9.5,б.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рис. 9.4. Определение промежуточных точек линии пересечения поверхностей:
а — наглядное изображение;
б — комплексный чертеж
Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рис. 9.5. Определение линии пересечения поверхностей способом вспомогательных параллельных плоскостей:
а — определение промежуточных точек;
б — искомая линия пересечения

Способ вспомогательных сфер

При построении линии пересечения двух поверхностей способом вспомогательных сфер возможны два случая. В одном из них используются сферы, проведенные из одного, общего центра (концентрические), а в другом -сферы, проведенные из разных центров (эксцентрические).

Способ концентрических сфер

Этот способ применяется для построения линии пересечения поверхностей вращения произвольного вида, при условии, что оси этих поверхностей пересекаются.

В основу способа концентрических сфер положено свойство сферы с центром на оси какой-либо поверхности.

Если центр сферы находится на оси любой поверхности вращения, то сфера соосна с поверхностью вращения и в их пересечении получатся окружности (рис. 9.6).

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рис. 9.6. Соосные поверхности вращения:
a- наглядное изображение;
б — на комплексном чертеже

Рассмотрим способ концентрических сфер на примере построения линии пересечения цилиндра и конуса вращения, оси которых i(i1,i2) и q(q1,q2) пересекаются и точка пересечения осей обозначена через O (O1 ,O2)(рис. 9.7).

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рис. 9.7. Линия пересечения поверхностей цилиндра и прямого кругового конуса

Точка пересечения осей поверхностей принимается за центр вспомогательных концентрических сфер.

Алгоритм решения задачи об определении линии пересечения поверхностей состоит в следующем:

1. Определить опорные точки (рис. 9.8). Так как обе данные поверхности имеют общую плоскость симметрии δ(δ1), параллельную плоскости проекций П2, то их очерковые образующие, по отношению к плоскости П2,пересекаются. Точки A(A1,A2), B(B1,B2), C(C1,C2) и D(D1,D2) пересечения этих образующих являются точками видимости линии пересечения поверхностей.

2. Определить радиусы максимальной и минимальной сфер, необходимых для определения точек линии пересечения.

Радиус максимальной сферы Rmax равен расстоянию от центра вспомогательных сфер до наиболее удаленной точки пересечения очерковых образующих, в данном случае Rmax=O2A2 (рис. 9.9).

Чтобы определить радиус минимальной сферы Rmin, необходимо провести через точку O2 нормали к очерковым образующим данных поверхностей. Тогда больший из отрезков этих нормалей и будет Rmin. В этом случае сфера минимального радиуса будет касаться одной из данных поверхностей, а со второй — пересекаться.

В данном случае сферой минимального радиуса является сфера, касающаяся цилиндрической поверхности (см. рис. 9.9).

Сфера радиусом Rmin касается цилиндрической поверхности по окружности m, которая на фронтальной проекции изображается в виде прямой m2, перпендикулярной q2(m2Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиq2). Эта же сфера пересекает коническую поверхность по двум окружностям. Но, в данном случае, нам интересна только окружность n, так как только она дает решение. Эта окружность n изображается на фронтальной проекции в виде прямой n2, перпендикулярной i2(n2Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямымиi2). Точки E и Fпересечения этих окружностей будут принадлежать обеим поверхностям:

Чтобы построить горизонтальные проекции точек Е и F следует воспользоваться окружностью n, содержащей данные точки, так как она не искажается на плоскости проекций П1:

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рис. 108. Определение опорных точек линии пересечения поверхностей

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

Рис. 9.9. Определение радиусов максимальной и минимальной сфер.

Для построения промежуточных точек линии пересечения проводят несколько концентрических сфер с центром в точке O, причем радиус R этих сфер должен изменяться в пределах Rmin

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Видео:Определение кратчайшего расстояние между скрещивающимися прямыми методом замены плоскостей проекцииСкачать

Определение кратчайшего расстояние между скрещивающимися прямыми методом замены плоскостей проекции

Построение линии пересечения плоскостей, заданных различными способами

Две плоскости пересекаются друг с другом по прямой линии. Чтобы её построить, необходимо определить две точки, принадлежащие одновременно каждой из заданных плоскостей. Рассмотрим, как это делается, на следующих примерах.

Найдем линию пересечения плоскостей общего положения α и β для случая, когда пл. α задана проекциями треугольника ABC, а пл. β – параллельными прямыми d и e. Решение этой задачи осуществляется путем построения точек L1 и L2, принадлежащих линии пересечения.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

  1. Вводим вспомогательную горизонтальную плоскость γ1. Она пересекает α и β по прямым. Фронтальные проекции этих прямых, 1»C» и 2»3», совпадают с фронтальным следом пл. γ1. Он обозначен на рисунке как f0γ1 и расположен параллельно оси x.
  2. Определяем горизонтальные проекции 1’C’ и 2’3′ по линиям связи.
  3. Находим горизонтальную проекцию точки L1 на пересечении прямых 1’C’ и 2’3′. Фронтальная проекция точки L1 лежит на фронтальном следе плоскости γ.
  4. Вводим вспомогательную горизонтальную плоскость γ2. С помощью построений, аналогичных описанным в пунктах 1, 2, 3, находим проекции точки L2.
  5. Через L1 и L2 проводим искомую прямую l.

Стоит отметить, что в качестве пл. γ удобно использовать как плоскости уровня, так и проецирующие плоскости.

Видео:Построение линии пересечения поверхности конуса с проецирующей плоскостьюСкачать

Построение линии пересечения поверхности конуса с проецирующей плоскостью

Пересечение плоскостей, заданных следами

Найдем линию пересечения плоскостей α и β, заданных следами. Эта задача значительно проще предыдущей. Она не требует введения вспомогательных плоскостей. Их роль выполняют плоскости проекций П1 и П2.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

  1. Находим точку L’1, расположенную на пересечении горизонтальных следов h0α и h0β. Точка L»1 лежит на оси x. Её положение определяется при помощи линии связи, проведенной из L’1.
  2. Находим точку L»2 на пересечении фронтальных следов пл. α и β. Точка L’2 лежит на оси x. Её положение определяется по линии связи, проведенной из L»2.
  3. Проводим прямые l’ и l» через соответствующие проекции точек L1 и L2, как это показано на рисунке.

Таким образом, прямая l, проходящая через точки пересечения следов плоскостей, является искомой.

Видео:Линия пересечения двух поверхностей конус и цилиндр (Метод секущих плоскостей)Скачать

Линия пересечения двух поверхностей конус и цилиндр (Метод секущих плоскостей)

Пересечение плоскостей треугольников

Рассмотрим построение линии пересечения плоскостей, заданных треугольниками ABC и DEF, и определение их видимости методом конкурирующих точек.

Пересечение пирамиды плоскостью заданной параллельными прямыми

  1. Через прямую DE проводим фронтально-проецирующую плоскость σ: на чертеже обозначен ее след f. Плоскость σ пересекает треугольник ABC по прямой 35. Отметив точки 3»=A»B»∩f и 5»=A»С»∩f, определяем положение (∙)3′ и (∙)5′ по линиям связи на ΔA’B’C’.
  2. Находим горизонтальную проекцию N’=D’E’∩3’5′ точки N пересечения прямых DE и 35, которые лежат во вспомогательной плоскости σ. Проекция N» расположена на фронтальном следе f на одной линии связи с N’.

Через прямую BC проводим фронтально-проецирующую плоскость τ: на чертеже обозначен ее след f. С помощью построений, аналогичных тем, что описаны в пунктах 1 и 2 алгоритма, находим проекции точки K.

  • Через N и K проводим искомую прямую NK – линию пересечения ΔABC и ΔDEF.
  • Фронтально-конкурирующие точки 4 и 5, принадлежащие ΔDEF и ΔABC соответственно, находятся на одной фронтально-проецирующей прямой, но расположены на разном удалении от плоскости проекций π2. Так как (∙)5′ находится ближе к наблюдателю, чем (∙)4′, то отсек ΔABC с принадлежащей ему (∙)5 является видимым в проекции на пл. π2. С противоположной стороны от линии N»K» видимость треугольников меняется.

    Горизонтально-конкурирующие точки 6 и 7, принадлежащие ΔABC и ΔDEF соответственно, находятся на одной горизонтально-проецирующей прямой, но расположены на разном удалении от плоскости проекций π1. Так как (∙)6» находится выше, чем (∙)7», то отсек ΔABC с принадлежащей ему (∙)6 является видимым в проекции на пл. π1. С противоположной стороны от линии N’K’ видимость треугольников меняется.

    🌟 Видео

    10 класс, 14 урок, Задачи на построение сеченийСкачать

    10 класс, 14 урок, Задачи на построение сечений

    Построение сечений (часть 1). Пирамиды. сечениеСкачать

    Построение сечений (часть 1). Пирамиды. сечение

    Построение параллельной плоскости на расстояние 30 мм.Скачать

    Построение параллельной плоскости на расстояние 30 мм.

    Как строить сеченияСкачать

    Как строить сечения

    Построение следов плоскостиСкачать

    Построение следов плоскости

    Начертательная геометрия. 14 урок. Пересечение пирамиды плоскостью общего положенияСкачать

    Начертательная геометрия. 14 урок. Пересечение пирамиды плоскостью общего положения

    Стереометрия 10 класс. Часть 1 | МатематикаСкачать

    Стереометрия 10 класс. Часть 1 | Математика
    Поделиться или сохранить к себе: