НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие написано преподавателями кафедры графики Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьева. Оно отображает систему и методику преподавания начертательной геометрии и инженерной графики, которые сложились на кафедре графики на протяжении пятидесяти лет ее существования.

В число дисциплин, составляющих основу инженерного образования, входит «Начертательная геометрия и инженерная графика». Это утверждение основано на том факте, что инженер по роду своей профессии призван заниматься конструированием новых изделий, а конструирование - это процесс создания норм в виде конструкторских документов, пользуясь которыми можно изготовить изделия, выполняющие заданные функции в определенных эксплуатационных условиях.

Таким образом, продуктом труда инженера является комплект конструкторских документов, основу которых составляют графические конструкторские документы, называемые чертежами.

Дисциплина «Начертательная геометрия и инженерная графика» предназначена для изучения способов разработки конструкторских документов изделий в соответствии с существующими требованиями. Условно эта дисциплина разделена на две части:

- теоретическую, включающую начертательную геометрию и проекционное черчение;

- практическую, включающую инженерную и компьютерную графику.

Начертательная геометрия представляет собой раздел геометрии, в котором пространственные формы предметов действительного мира и соответствующие геометрические закономерности изучаются при помощи изображений на плоскости.

Это не случайно. Дело в том, что потребность в изображениях появилась уже в первобытном обществе. Об этом свидетельствуют многочисленные изображения на камнях и скалах, на предметах и орудиях первобытного человека, сохранившиеся до нашего времени. В дальнейшем развитие производственной деятельности человека поставило перед ним задачу более точного изображения пространственных предметов (объектов) на плоскости. Строительство крепостей и других сооружений требовало предварительного составления их изображений, а в дальнейшем чертежей.

С некоторых пор изготовление любого предмета (изделия) начинается с разработки его чертежей, которые должны позволить рабочему определить не только форму и размеры всех составных частей изделия, но и получить наглядное представление о нем, сведения о материалах и способах их обработки.

Таким образом, в отличие от изображения чертеж должен иметь дополнительные сведения, с помощью которых можно изготовить изделие, изображенное на чертеже. Для целей правильной разработки чертежей служит вторая, практическая, часть данной дисциплины, которую называют инженерная графика.

Инженерная графика изучает способы разработки конструкторских документов (чертежей) с использованием методов начертательной геометрии и требований к их оформлению, регламентированных государственными стандартами Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Проектирование изделий машиностроения и электроники вступило в новый этап своего развития, когда при возрастающей сложности проектов сокращение сроков на проектирование и уменьшение числа разработчиков стало обеспечиваться за счет автоматизации проектирования на базе компьютеризации инженерного труда. В связи с этим широкое использование получают системы автоматизированного проектирования (САПР), позволяющие конструктору при выработке проектных решений вести диалог с ЭВМ на естественном для инженера языке компьютерной графики.

Возможности САПР и компьютерной графики изменяют общепринятую технологию решения задач разработки новых изделий. Творческое начало, вносимое разработчиком, в совокупности со способностью компьютера быстро и безошибочно обрабатывать огромное количество информации и выдавать ее в наглядной, компактной форме - основное преимущество таких систем автоматизированного проектирования. Оперативный обмен графической информацией, полученной с помощью методов компьютерной графики, существенно увеличивает активность инженеров-разработчиков.

return false">ссылка скрыта

НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ

Создатель начертательной геометрии как науки знаменитый французский геометр и инженер времен Великой французской революции Гаспар Монж (1746 - 1818) заявлял, что «чертеж является языком техника». Дополняя высказывание Монжа, профессор В. И. Курдюмов (1853 - 1904) – автор классического русского учебника «Курс начертательной геометрии» - говорил: «Если чертеж является языком техника, то начертательная геометрия служит грамматикой этого языка, т. к. она учит нас правильно читать чужие мысли, пользуясь в качестве слов одними только линиями и точками как элементами всего изображения».

Содержание начертательной геометрии сводится к изучению следующих трех основных задач:

- разработка способов отображения объектов трехмерного пространства в виде изображений на двумерной плоскости;

- изучение способов решения и исследования пространственных задач при помощи изображений на плоскости;

- применение способов начертательной геометрии к исследованиям теоретических и практических вопросов науки и техники.

Изображения (чертежи) позволяют непосредственно изучать объекты и решать задачи, связанные с ними. При этом имеется в виду, что проведенные в плоскости чертежа построения отражают соответствующие операции в пространстве.

Законы начертательной геометрии дают возможность изображать не только существующие, но и воображаемые предметы, поэтому изучение этой науки способствует развитию пространственного воображения – умению человека мысленно представить форму, размеры, пропорции отдельных частей и другие качества различных объектов, изображенных на чертежах. Такое исключительное значение изображений на чертежах обуславливает ряд требований, предъявляемых к ним:

- чертеж должен быть наглядным, т. е. он должен вызывать пространственное представление изображенного предмета;

- чертеж должен быть обратимым, т. е. таким, чтобы по нему можно было точно воспроизвести форму, размеры и положение в пространстве изображенного предмета;

- чертеж должен быть достаточно простым с точки зрения его графического выполнения;

- графические операции, выполняемые на чертеже, должны давать достаточно точные решения.

Легко понять, что не всякое изображение объекта на листе бумаги позволяет точно определить его геометрические свойства. Для этого необходимо, чтобы изображение объекта было построено по определенным геометрическим правилам, позволяющим от плоских и, следовательно, искаженных форм на чертеже переходить к натурным пространственным формам изображенного предмета.

Такое геометрически закономерное изображение пространственного объекта на плоскости достигается при помощи метода проецирования, который является основным методом в начертательной геометрии и инженерной графике.