В тех случаях, когда необходимо быстро пояснить форму рассматриваемого предмета, показать его наглядно, пользуются техническим рисунком. Техническим рисунком
называют наглядное изображение имеющегося или проектируемого предмета, выполненное без применения чертежных инструментов, от руки в глазомерном масштабе с соблюдением пропорций и размеров элементов, составляющих его. Технические рисунки, применяемые в конструкторской практике, используют для того, чтобы более быстро выразить свою мысль в наглядной форме. Это дает возможность более доступно, доходчиво пояснить чертежи сложных предметов. Применение технического рисунка позволяет закрепить техническую идею или предложение. Кроме того, применение технического рисунка детали очень полезно при эскизировании деталей с натуры, хотя выполнять технический рисунок можно и по комплексному чертежу предмета.
Важнейшим требованием, предъявляемым к техническому рисунку, является наглядность. Технический рисунок в законченном виде с нанесением тени и штриховки иногда может быть более наглядным, чем аксонометрическое изображение и с нанесенными размерами может заменить чертеж несложной детали, служащей документом для ее изготовления.
Чтобы быстро и правильно выполнить технический рисунок, необходимо получить навыки проведения параллельно расположенных линий под разным наклоном, на разном расстоянии, различной толщины без применения чертежных инструментов, не пользуясь приборами, делить отрезки на равные части, строить наиболее применяемые углы (7,15, 30,41,45,60,90°), делить углы на равные части, строить окружности, овалы и др. Необходимо иметь представление об изображении различных фигур в каждой из плоскостей проекций, уметь выполнить на техническом рисунке изображения наиболее применяемых плоских фигур и простых геометрических форм.
Перед началом выполнения технического рисунка решают вопрос о выборе наиболее эффективной системы наглядного изображения. В машиностроительном черчении для этой цели чаще всего используют прямоугольную изометрию. Это объясняется тем, что очертания фигур, расположенных в аксонометрических плоскостях, в изометрии претерпевают одинаковое искажение, что обеспечивает наглядность изображения и сравнительную простоту ее достижения. Находит применение и прямоугольная диметрия.
На рис. 297, а
приведен технический рисунок прямоугольного треугольника, расположенного в горизонтальной плоскости проекций и выполненный в прямоугольной изомерии, а на рис. 297, б
- технический рисунок прямоугольного треугольника, расположенного во фронтальной плоскости проекций и выполненного в прямоугольной диметрии.
На рис. 298, а
показан технический рисунок шестиугольника, расположенного в горизонтальной плоскости проекций и выполненного в прямоугольной изометрии. На рис. 298, б
приведен технический рисунок того же шестигранника, выполненный в прямоугольной диметрии. Точно так же выполнен рисунок окружности, расположенной в
горизонтальной плоскости проекций (рис. 299, а), и технический рисунок такой же окружности, расположенной во фронтальной плоскости проекций и выполненный с применением правил прямоугольной ди-метрии (рис. 299, б).
Используя правила построения аксонометрических проекций и технических рисунков простейших плоских фигур, можно приступить к выполнению технических рисунков объемных геометрических фигур.
На рис. 300, а
приведен технический рисунок прямой четырехгранной пирамиды, выполненный в прямоугольной изомерии, на рис. 300, б
- технический рисунок прямой четырехгранной пирамиды, выполненный в прямоугольной диметрии.
Выполнение технических рисунков поверхностей вращения связано с построением эллипсов. На рис. 301, а приведен технический рисунок прямого кругового цилиндра, выполненный в прямоугольной изомерии, а на рис. 301, б
- рисунок прямого кругового конуса, выполненный в прямоугольной диметрии.
Технический рисунок может быть выполнен в такой последовательности.
1. В выбранном на чертеже месте строят аксонометрические оси и намечают расположение детали с учетом максимальной ее наглядности (рис. 302, а).
2. Отмечают габаритные размеры детали, начиная с основания, и строят объемный параллелепипед, охвативший всю деталь (рис. 302, б).
3.
Габаритный параллелепипед мысленно расчленяют на отдельные геометрические формы, составляющие его, и выделяют их тонкими линиями (рис. 302, в).
4. После проверки и уточнения правильности сделанных наметок обводят линиями необходимой толщины видимые элементы детали (рис. 302, г, д).
5. Выбирают способ оттенения и выполняют соответствующую дорисовку технического рисунка (рис. 302, е).
На рис. 302 показана последовательность построения технического рисунка ттетели.
Для повышения наглядности и выразительности на выполненный технический рисунок наносят штриховку сплошными параллельными линиями различной толщины или штриховку в виде сетки. Нанесение на технический рисунок светотени, показывающей распределение света на поверхностях изображаемого предмета, называют оттенением.
Оттенение может быть выполнено также с помощью точек. С увеличением освещения расстояние между точками увеличивается. При выполнении оттенения считают, что на изображаемый предмет свет попадает сверху, сзади и слева, поэтому освещенные части делают более светлыми, а правые и нижние части - затемненными. Ближе рас-
положенные части предмета оттеняют светлее, чем участки, расположенные от света дальше. На каждом рисунке применяют один какой-либо способ оттенения, и все поверхности изображаемого предмета оттеняются.
На рис. 303, а
приведен технический рисунок цилиндра, на котором оттенение выполнено параллельной штриховкой, на рис. 303, б
- траферовкой, а на рис. 303, в
- с помощью точек. На рис. 302, е
показан технический рисунок детали с оттенением, выполненным параллельной штриховкой.
Оттенение на рабочих чертежах деталей могут быть выполнены также тушевкой - частым, почти сплошным нанесением штрихов в различном направлении, или отмывкой, выполненной тушью или красками.
Технический рисунок - это наглядное изображение, выполненное по правилам построения аксонометрических проекций {от руки или при помощи чертежных инструментов) с использованием светотени. Целями выполнения технического рисунка являются проверка умения студента читать тот или иной чертеж и закрепление навыков выполнения наглядных изображений.
Выполнение наглядных изображений, особенно от руки, без предварительного построения аксонометрических проекций, развивает глазомер, пространственное представление о формах предмета, умение анализировать эти формы и наглядно их изображать. Особое значение технический рисунок получил в связи с внедрением в процесс конструирования требований технической эстетики.
Выполнение технических рисунков, как правило, производят при съемке эскизов с натуры (рисунок выполняют от руки) и при деталировании чертежа общего вида (рисунок выполняют при помощи чертежных инструментов).
В качестве основы технического рисунка в большинстве случаев применяют прямоугольные изо- и диметрические проекции, которые наряду с наглядностью достаточно просты по своему выполнению.
Для построения наглядных изображений в диметрии лучше применять положение осей, предусматривающее «левую» систему координат (рис. 6.19, а, б). Светотень, являющуюся дополнительным средством передачи объема предмета, применяют для придания аксонометрическому изображению большей выразительности (рис. 6.19, б). Чтобы выполнять аксонометрические изображения предметов с учетом светотени, кратко познакомимся с основными правилами этих построений.
Светотенью называется распределение света на поверхности предмета. В зависимости от формы предмета лучи света, падая на
него, распределяются по его поверхности неравномерно, благодаря чему светотень и создает выразительность изображения - рельефность и объемность.
Можно отметить следующие элементы светотени (рис. 6.20): свет, полутень и тень (собственную и падающую). На затененной части имеется рефлекс, а на освещенной - блик.
Свет - освещенная часть поверхности предмета. Освещенность поверхности зависит от того угла, под которым падают на эту поверхность световые лучи. Наиболее освещенная поверхность та, которая расположена перпендикулярно к направлению лучей света.
Полутень - умеренно освещенная часть поверхности. Переход от света к полутени на гранных поверхностях может быть резким, а на кривых - всегда постепенный. Последнее объясняется тем, что угол падения лучей света на соседние части изменяется также постепенно.
Тень собственная - часть поверхности предмета, которую не достигают лучи света.
Тень падающая появляется в том случае, если на пути лучей света расположить какой-либо предмет, который и отбрасывает на находящуюся за ним поверхность падающую тень.
Рефлекс - высветление собственной тени за счет освещения теневой стороны предмета отраженными лучами от окружающих освещенных предметов или поверхностей данного предмета.
Блик
Контур собстбенной тени
Рефлекс
Контур падающей тени
Тень собстденная
На техническом рисунке светотень обычно изображают упрощенно. Предмет, как правило, изображают на условном фоне изолированно от окружающей обстановки; свет на предмете изображают светлым пятном, не учитывая зависимость освещенности частей предмета от угла падения лучей света и удаления от источника света. Пример такого упрощенного изображения светотени показан на рисунке 6.19, б.
Иногда технический рисунок выполняют с еще большим упрощением: показывают только собственную тень, а падающую нигде не показывают. Такое упрощение сильно облегчает построение, но при этом теряется выразительность изображения.
Таким образом, для выполнения светотени на рисунке необходимо знать законы построения теней. Каждая тень имеет свою геометрическую форму, построение которой можно выполнить, используя методы начертательной геометрии. Для построения контуров теней необходимо знать характер лучей света и их направление.
При выполнении технических рисунков принято пользоваться солнечным освещением, когда лучи параллельны друг другу, а направление их сверху, слева направо. Такое направление соответствует естественному, когда свет на рабочее место падает с левой стороны.
Для единообразия в построении лучи света обычно направляют по диагонали куба, как показано на рис. 6.21, где дано направление лучей света 5 для изометрической (рис. 6.21, а) и двух диметричес-ких проекций с «правой» (рис. 6.21, б) и «левой» (рис. 6.21, в) системой координат.
Построение контура собственной тени (линии, отделяющей освещенную часть поверхности от неосвещенной) сводится к постро-
6 )
ению линии МЫЬ касания лучевой поверхности 5 с поверхностью предмета (рис. 6.22), а построение контура падающей тени - к построению линии М N Ь пересечения лучевой поверхности 5 с плоскостью Р (или с поверхностью какого-либо предмета).
Под лучевой поверхностью (или плоскостью) понимается поверхность, обертывающая данное тело, с образующими, проведенными параллельно лучам света.
На рисунке 6.23, а, б , в , г показано построение контуров тени для призмы, пирамиды, цилиндра и конуса. Для этих построений необходимо знать не только направление лучей света, но и направление 5 их вторичных проекций. Построение контура падающей тени сводится к построению точек пересечения лучей света, проведенных через контур предмета, с горизонтальной плоскостью, на которой стоит предмет.
Например, точка Л р контура падающей тени призмы построена как точка пересечения луча 5 со вторичной проекцией 5 этого луча.
Две плоскости Т и 0, касательные к цилиндру, позволяют построить контур собственной тени Л В и контур падающей тени В А. Падающую тень от верхнего основания цилиндра строят по точкам / 2
Для построения контура собственной тени АВ конуса сначала нужно построить падающую тень на плоскость его основания (построить точкуА р), а затем провести касательную/!^ из этой точки
к основанию конуса. Точка В=В р и определяет образующую Л В конуса, которая является контуром собственной тени.
Если на пути лучевой поверхности (или плоскости) находится другой предмет или поверхность, то контур падающей тени строят на этом предмете так, как показано на рис. 6.24, где падающая тень построена на плоскости основания призмы и на части цилиндрической поверхности (9. Порядок построения ясен из чертежа.
Светотень можно передавать карандашом, пером (тушью) или отмывкой (разведенной тушью или акварелью). В техническом рисовании обычно пользуются карандашом, выполняя штриховку, тушевку или шраффировку.
Штриховка заключается в покрытии различных частей рисунка штрихами (не пользуясь чертежным инструментом). Желаемого тона добиваются частотой и толщиной штрихов. Длина штрихов
не должна быть очень большой, так как длинные штрихи проводить трудно. На рис. 6.25, 6.26 показаны примеры выполнения штриховки на различных поверхностях.
Направление штрихов должно быть согласовано с формой изображаемого предмета (см. рис. 6.25, а, б, в, г), так как штрихи, наложенные «по форме», помогают передавать и воспринимать эту форму.
Тушевка является разновидностью штриховки, когда штрихи накладывают очень близко друг к другу так, что они сливаются. Иногда штрихи растирают пальцем или растушевкой.
Шраффировка является особым видом штриховки, выполненной с помощью чертежных инструментов. Этот способ выполнения светотени наиболее часто применяют в техническом рисунке, несмотря на то что, пользуясь им, невозможно получить плавные переходы от светлого к темному на кривых поверхностях. Примеры шраффировки на различных поверхностях показаны на рис. 6.27, 6.28, 6.29, 6.30, на рис. 6.28 - только аксонометрическое изображение.
Следует заметить, что средством передачи объема нужно пользоваться в технических рисунках осторожно и экономично, не делая такое изображение самоцелью. На рис. 6.28 приведен пример передачи формы предмета без нанесения тени.
Условия задачи: выполнить эскиз и технический рисунок детали с натуры (рис. 10.20). Работу сделать на двух листах.
Как видно из рис. 10.20, деталь представляет собой фланец, предназначенный для разъемного соединения трубопроводов. Ко встречной детали он присоединяется с помощью шести болтов, о чем свидетельствует наличие отверстий без резьбы. Соединение с последующей деталью резьбовое. Фланец выполнен из металла, который имеет характерный для латуни оттенок желтого цвета.
Прежде чем приступить к выполнению эскиза, в соответствии с рекомендациями и. 10.2, составим план его выполнения:
1. Планировка площади рабочего поля чертежа и вычерчивание габаритных прямоугольников.
Порядок выполнения работы А. Выполнение эскиза
Изображаем на рабочем иоле чертежа габаритные прямоугольник и квадрат таким образом, чтобы вокруг оставалось достаточно места для простановки размеров (рис. 10.21а).
Рис. 10.21а - вычерчивание габаритных прямоугольников
Рис. 10.216
Рис. 10.21 в - простановка размерных линий
Рис. 10.21 г - простановка размерных чисел и оформление эскиза
Рис. 10.22
Б. Выполнение технического рисунка
1. Технический рисунок будем выполнять по правилам изометрической проекции. При этом ось вращения фланца расположим гак же, как и на эскизе, вдоль оси X.
В рассматриваемом случае фланец по форме представляет собой тело вращения. Вследствие этого вполне допустимо дать его полный разрез, дополнив изображениями цилиндрических отверстий малого диаметра.
Результат построений приведен на рис. 10.22.
2. В заключение оформляем чертеж гак же, как эскиз на рис. 10.21 г, дополнительно внеся в 1рафу «Листов» номер листа - 2.
Чтобы быстро и наиболее наглядно передать форму предмета, пользуются техническими рисунками.
Техническим рисунком называют изображение, выполненное на глаз и от руки по правилам аксонометрии.
При выполнении технических рисунков оси необходимо располагать под теми же углами, что и для аксонометрических проекций, а размеры предметов откладывать вдоль осей.
Выбор аксонометрической проекции, на базе которой будет выполнен технический рисунок, зависит от формы детали.
Фронтальная диметрическая проекция удобна для изображения деталей, криволинейные очертания которых расположены в плоскости, параллельной плоскости xОz (см. рис. 92 и 93). Изометрические проекции предпочтительнее при изображении деталей, криволинейные элементы которых расположены в разных плоскостях.
Технические рисунки удобно выполнять на бумаге, разлинованной в клетку. На рис. 103 показаны способы, облегчающие работу карандашом от руки.
Угол 45 легко построить разделив прямой угол пополам (рис. 103, а). Для построения угла 30 нужно разделить прямой угол на три равные части (рис. 103, б).
Правильный шестиугольник можно нарисовать в изометрии (рис. 103, в), если на оси, расположенной под углом 30°, отложить отрезок, равный 4я, а на вертикальной оси - 3,5а. Так получают точки, определяющие вершины шестиугольника, сторона которого равна 2а.
Чтобы описать окружность, сначала нужно на осевых линиях нанести четыре штриха, а затем между ними еще четыре (рис. 103, г).
Овал нетрудно построить, вписав его в ромб. Для этого внутри ромба наносят штрихи, намечающие линию овала (рис. 103, д), а затем обводят овал.
Чтобы придать техническим рисункам объемность, на них наносят штриховку (рис. 104). При этом предполагают, что свет падает на предмет сверху слева. Освещенные поверхности не заштриховывают. На затененные поверхности наносят штриховку, которая тем чаще, чем темнее поверхность.
Можно наносить штриховку не на всю поверхность, а только в местах, подчеркивающих форму предмета (рис. 105).
Для выявления внутренних очертаний предметов на аксонометрических проекциях и технических рисунках применяют разрезы (рис. 106, а), которые выполняют плоскостями, параллельными плоскостям проекций. Линии штриховки сечений наносят, как показано на рис. 106, б, т. е. параллельно диагонали проекций квадратов, построенных на осях х и z, х и у, у и z
При нанесении размеров выносные линии проводят параллельно аксонометрическим осям, а размерные линии параллельно измеряемому отрезку (рис. 106, а и рис. 87, г).
1. В чем отличие технического рисунка от аксонометрической проекции?
2. Как располагают оси при выполнении технических рисунков?
3. Каковы правила штриховки технических рисунков с целью выявления объема предмета?
4. Как располагают выносные и размерные линии при нанесении размеров на аксонометрических проекциях?
Постройте от руки на клетчатой бумаге: а) углы 45 и 30°; б) оси фронтальной диметрической проекции (см. рис. 85, в); в) оси изометрической проекции (см. рис. 85, в); г) окружность диаметром 30 мм; д) три овала, изображающие в изометрической проекции окружность диаметром 40 мм (один овал расположите перпендикулярно оси х, другой - оси у, третий - оси z). Выполните технические рисунки деталей, представленных на рис. 107: для примеров на рис. 107, а и б - на базе фронтальной диметрической проекции, для примеров на рис. 107, в - Э - на базе изометрической проекции. Размеры определите по числу клеток, считая, что сторона клетки равна 5 мм. Оттените поверхность деталей.
Упражнение 48
Возьмите в фильмотеке училища диафильм "Построение наглядных изображений" и повторите материал темы.
К § 12.
1 - объект проецирования; 2 - проецирующие лучи; 3 - плоскость проекции; 4 - проекция.
К упражнению 40
Последовательность выполнения упражнения приведена на рис. 275.
К упражнению 41
Целесообразна последовательность выполнения изометрической проекции правильной треугольной призмы, показанной на рис. 276.
Технический рисунок в практике конструирования имеет большое значение, являясь первичной формой изображения. Инженер или дизайнер, приступая к созданию проекта, чаще всего начинает свою деятельность с построения технического рисунка, ведь он выполняются гораздо быстрее, чем чертеж, и более нагляден, т.е., с такого рисунка, который обладает высокой техникой исполнения и помогает составить чертеж, сделать проект.
Технический рисунок - это рисунок выполненный на глаз, от руки, без применения измерительного и чертежного инструмента. Технический рисунок выполняется по законам аксонометрических проекций начертательной геометрии. Технический рисунок предназначен для быстрого создания наглядного изображения детали или конструкции.
В зависимости от характера объекта и задачи, поставленной в конкретном проекте, технический рисунок можно выполнить либо в центральной проекции (в перспективе), либо по правилам параллельных проекций (в аксонометрии).
Технический рисунок может быть линейным (без светотени) и бъёмнопространственным с передачей светотени и цвета.
Для придания рисунку большей наглядности и выразительности в техническом рисовании применяются условные средства передачи объема с
помощью оттенений - светотени. Светотенью называется распределение света на поверхностях предмета. Светотень играет главную роль при восприятии объема предмета. Освещенность предмета зависит от угла наклона световых лучей. Когда световые лучи падают на предмет перпендикулярно, то освещение достигает наибольшей силы, поэтому та часть поверхности, которая расположена ближе к источнику света, будет светлее, а которая дальше – темнее.
В техническом рисовании условно принято считать, что источник света находится сверху слева и сзади рисующего.
Светотень состоит из следующих элементов: собственной тени, падающей тени, рефлекса, полутона, света и блика.
Собственная тень - тень, находящаяся на неосвещенной части предмета.
Падающая тень - тень, отбрасываемая предметом на какую-либо поверхность. Так как технический рисунок носит в основном условный, прикладной характер, падающие тени на нем не показывают.
Рефлекс - отраженный свет на поверхности предмета в неосвещенной его части. Он по тону немного светлее, чем тень. С помощью рефлекса создается эффект выпуклости, стереоскопичности рисунка.
Полутон - слабоосвещенное место на поверхностях предмета. Полутонами осуществляется постепенный, плавный переход от тени к свету, чтобы рисунок не получился слишком контрастным. Полутоном «лепится» объемная форма предмета.
Свет - освещенная часть поверхности предмета.
Блик - самое светлое пятно на предмете. В техническом рисунке блики показывают в основном на поверхностях вращения.
Тени на техническом рисунке изображаются с помощью тушевки, штриховки или шрафировки (пересекающейся штриховки)
АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО РИСУНКА ДЕТАЛИ
Приступая к выполнению технического рисунка, необходимо предварительно изучить изображаемый объект и расчленить его мысленно на составляющие элементарные геометрические тела. Далее следует определить основные пропорции объекта: соотношение высоты, ширины и длины, а также пропорции отдельных его частей. Затем выбирается соответствующий вид аксонометрии и строятся аксонометрические оси.
Технический рисунок начинают выполнять с общих контуров объекта, а затем переходят к изображению отдельных его частей. Размеры на техническом рисунке не ставят, так как по рисункам, как правило, детали не изготовляют.
Линии невидимого контура на техническом рисунке обычно не проводят; штриховку на техническом рисунке, в отличие от чертежа, выполняют прямыми или кривыми линиями, сплошными или прерывистыми, одинаковой или разной толщины, а также нанесением теней.
