Взаимное пересечение геометрических фигур

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

по курсу «Начертательная геометрия»

МОДУЛЬ №3

Тольятти 2007

УДК 514.18(076)

ББК 22.15.3

Н36

Рецензент:

к.т.н., доцент А.Г. Егоров (ТГУ).

Н36Начертательная геометрия. Модуль №3 Модуль №1ятти : ТГУ, 2007.- 40ва,

косиссией автомеханического иснтитута Тольяттинского государственного университетапросами и: учеб.-метод. Пособие / сост. Т.А. Варенцова, Г.Н. Уполовникова. – Тольятти : ТГУ, 2007.- 32 с.

Содержит полный теоретический материал для успешного освоения студентами курса «Начертательная геометрия». Учебный материал разбит на 4 модуля. Каждый модуль является логически завершенной частью, заканчивается контрольными вопросами и тестом с ответами для самоконтроля студента.

Для студентов технических специальностей высших учебных заведений

Рекомендовано к изданию методической комиссией автомеханического института Тольяттинского государственного университета

© Т.А. Варенцова, Г.Н. Уполовникова,

Составление, 2007

© Тольяттинский государственный

Университет, 2007

Содержание

Позиционные задачи. 3

Взаимное пересечение геометрических фигур. 3

Характер пересечения поверхностей. 4

Решение главных позиционных задач. 6

3 случая. 3 алгоритма. 6

1 алгоритм.. 7

2 алгоритм.. 10

Конические сечения. 14

3 алгоритм.. 30

Решение 1ГПЗ. 30

Решение 2ГПЗ (в случае пересечения непроецирующих фигур) 35

Частные случаи пересечения поверхностей вращения второго порядка. 41

Теорема Монжа. 42

Контрольные вопросы. 45

Тест №1. 46

Ответы на тест № 1. 46

Позиционные задачи

В данном модуле вы научитесь находить общий элемент пересекающихся геометрических фигур в пространстве, овладеете алгоритмом построения проекций элементов пересечения геометрических фигур, занимающих различное положение относительно плоскостей проекций.

В технике детали большинства изделий имеют формы, представляющие собой поверхности, пересечённые либо плоскостями, либо другими поверхностями. Для того, чтобы проектировать и изготавливать такие изделия, необходимо научиться строить линии пересечения различных геометрических фигур. В этом вам поможет данный раздел начертательной геометрии.

Позиционными задачами называют такие, в которых определяется взаимное расположение геометрических фигур в пространстве.

Существует три типа позиционных задач:

1. Взаимный порядок геометрических фигур.
2. Взаимная принадлежность геометрических фигур.
3. Взаимное пересечение геометрических фигур.

Первые две задачи были рассмотрены в предыдущих разделах курса.. Взаимный порядок геометрических фигур - это расположение геометрических фигур относительно плоскостей проекций и наблюдателя: "ближе - дальше", "выше - ниже", "левее - правее" и т.д. Взаимная принадлежность геометрических фигур - это "точка принадлежит ...", "прямая принадлежит ..." и т.д.

Рассмотрим подробнее всё многообразие решений третьего типа задач.

Взаимное пересечение геометрических фигур.

Две геометрические фигуры, пересекаясь, дают общий элемент:

1. Прямая с прямой - точку (а Ç b Þ К).
2. Прямая с плоскостью - точку (а Ç S Þ К).
3. Прямая с поверхностью - одну или несколько точек (а Ç D Þ К, М ...).
4. Плоскость с плоскостью - прямую линию (S Ç Г Þ а).
5. Плоскость с поверхностью - плоскую кривую или плоскую ломаную (S Ç D Þ m).
6. Поверхность с поверхностью - пространственную кривую или несколько пространственных кривых, которые, в свою очередь, могут состоять из плоских кривых или плоских ломаных (D Ç L Þ m).

Из всего многообразия этих задач выделяются две общие задачи, которые называют главными позиционными задачами:

Первая главная позиционная задача (1 ГПЗ) - пересечение линии с поверхностью (первые

три задачи).

Вторая главная позиционная задача (2 ГПЗ) - взаимное пересечение двух поверхностей

(4, 5 и 6 задачи).

При этом следует помнить, что плоскость - это частный случай поверхности, поэтому условимся пересечение плоскостей или плоскости с поверхностью относить ко 2 ГПЗ.

При решении 2 ГПЗ сначала необходимо выяснить, что будет являться общим элементом у двух пересекающихся поверхностей. Чаще всего бывает следующее:

а) Пересекаются два многогранника - общий элемент есть пространственная ломаная линия, состоящая из отдельных звеньев (каждое звено - прямая линия), как результат пересечения граней многогранников; звенья между собой соединены в точках А, В, С ..., которые представляют собой точки пересечения рёбер первого многогранника с гранями второго и наоборот (рис. 3-1).

Рис. 3-1

б) Пересекаются многогранник с кривой поверхностью (например, тор с пирамидой). Общий элемент - пространственная кривая линия, состоящая из отдельных звеньев. Каждое звено есть результат пересечения граней многогранника с кривой поверхностью (звенья m, n, k ...- есть плоские кривые). Звенья между собой соединены в точках А, В, С, D, которые представляют собой результат пересечения рёбер многогранника с кривой поверхностью (рис. 3-2а).

Рис. 3-2а

Рис. 3-2б

в) Пересекаются две кривые поверхности (например, сфера с конусом). Общий элемент - пространственная кривая линия (рис. 3-2б).

Далее необходимо определить количество общих элементов пересекающихся поверхностей. Определяется оно в зависимости от характера пересечения поверхностей.