Санкт-Петербургской Государственный Университет Телекоммуникаций им проф М А

Санкт-Петербургской Государственный Университет Телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича (ГУТ) ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ по дисциплине «Инженерная и компьютерная графика» 1. Предмет курса, его роль и значение в подготовке инженера. 2. Краткая наук. историческая справка о развитии графических 3. Методы проецирования. Преподаватель: Мусаева Татьяна Вагифовна доцент кафедры Инженерной Машинной Графики (ИМГ) СПб. ГУТ им. проф. М. А. Бонч-Бруевича кандидат технических наук, доцент. Кабинет № 418

1. Предмет курса, его роль и значение в подготовке инженера. Инженерная и компьютерная графика –основа инженерного образования. которые изучаются инженерами всех специальностей. Начертательная геометрия - исследования геометрических основ построения изображений предметов на плоскости, решение пространственных геометрических задач при помощи изображений. Применяется: - в геометрическом моделировании при изучения объектов различной природы ( механика, архитектура, строительство, геодезия, геология, кристаллография и т. д. ); - в различных областях техники при составлении различного вида технических чертежей ( машиностроительных, различного рода карт и т. д. ).

Инженерная графика - методы изображения предметов и общие правила черчения. Одной из основных задач является выработка умений и навыков оформления конструкторской документации, как традиционными способами, так и с помощью САПР. Компьютерная графика дает возможность изучить методы построения моделей изображений посредством их генерации в соответствии взаимодействия с некоторыми человека и алгоритмами ЭВМ. в процессе Результатом такого моделирования является электронная геометрическая модель, которая используется на всех стадиях ее жизненного цикла.

Составные части курса, порядок его изучения и методические особенности. Вид учебной работы Общая трудоемкость Аудиторные занятия (всего) В том числе: Лекции Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные работы(ЛР) Самостоятельная работа (всего) Подготовка к экзамену Всего часов 110 54 20 (16. 30 -18. 05, пнд. , чет. нед. 2 -18) 34 (18. 15 -19. 50 , среда, все нед. 2 -18) 56 36

Составные части курса, порядок его изучения и методические особенности. В результате освоения дисциплины студент должен: Знать: -технологию работы на компьютере, -нормы Единой системы конструкторской документации, -элементы начертательной геометрии и инженерной графики, -геометрическое моделирование, Программные средства КГ. Уметь: -оставлять техническую документацию, -составлять техническую документацию, -применять интерактивные графические системы для выполнения и редактирования изображений и чертежей. Владеть: - современными программными средствами подготовки конструкторско- технологической документации. , -правилами составления технической документации.

№ п/п № раздела (темы) Наименование практических занятий Всего часов 1. 1 Проецирование точки на три плоскости проекций. 2 2. 3 Работа над заданием по теме 3 в программе КОМПАС 6 3 4 Работа над заданием по теме 4 в программе КОМПАС 6 4 5, 6, 7 Работа над заданием по темам 5, 6, 7 в программе КОМПАС 16 5 8 Работа над заданием по теме 8 в программе КОМПАС 4

№ Содержание СРС раздела дисципли ны Форма контроля 1. Выполнение заданий по теме 1 отчёт 1 2. Освоение программы КОМПАС отчёт 10 3. Выполнение заданий по теме 3 отчёт 10 4. Выполнение заданий по теме 4 отчёт 9 Подготовка к выполнению заданий по тест теме 7 Выполнение задания по теме 7 отчёт 4 5, 6 7 8 Подготовка к выполнению к заданию7 Тест Всего часов 14 6

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература: 1. Инженерная и компьютерная графика: учебник для учрежд. высш. проф. обр. / В. М. Дегтярев, В. П. Затыльникова. - М. Издательский центр «Академия» , 2011, - 240 с. – (Сер. Бакалавриат). б) дополнительная литература: 1. Электрические схемы: Методические указания. / В. А. Волков, Т. И. Иващенко. - РИО СПб. ГУТ, 2008, 120 с. 2. Автоматизация конструкторских работ в среде КОМПАС-3 D: учеб. Пособие для студ. высш. учеб. заведений / В. В. Самсонов, Г. А. Красильникова. – м. : Издательский центр «Академия» , 2008. – 224 с. 3. Машиносстроительное черчение: Справочник /Г. Н. Попова, С. Ю. Алексеев. СПб, : Политехника , 2001, - 448 с. : ил. в) программное обеспечение: 1. Автоматизированная система учебных целей. КОМПАС-3 D для

2. Краткая историческая справка о развитии графических наук. 2500 лет до нашей эры карта – вавилонский чертеж, исполненный на глиняной плитке. наскальное изображение колесницы

Берестяная грамота Наскальный рисунок намогильная плита с жизнеописанием индейца. При строительстве жилищ, крепостей и других сооружений появились первые чертежи, которые назывались «планами» . Созданы первые чертежные инструменты – деревянный циркуль измеритель и веревочный прямоугольный треугольник.

Древняя Русь (летописи XIII в. с рисунками). Литье металлов, изготовление оружия, строительство зданий. Москва 1586 г. Проект (чертежи) Федора Коня. Построена каменная стена с многочисленными башнями толщиной 5 м. и длиной 7 км.

Перспективное изображение г. Пскова, выполненное в 1518 году

Чертеж весельного шлюпа, выполненный в 1719 году Петром I. Петр I 1672 -1725 г. Чертежи И. И. Ползунова (1728 – 1766 гг. ) – изобретателя первой в мире паровой машины. Чертеж выполнен в одной ортогональной проекции.

Чертежи арочного моста пролетом 140 саженей о изобретателя И. П. Кулибина Русские механики изобретатели: отец и сын Черепановы, создавшие первый русский паровоз.

А. Ф. Можайский в 1883 году спроектировал первый в мире самолет.

Основоположник начертательной геометрии в России, профессор Курдюмов В. И. , наиболее полно разработал все разделы начертательной геометрии

Профессор Добряков А. И. разрабатывал вопросы перспективных изображений и теории теней применительно к архитектурностроительному проектированию

Профессор Рынин Н. А. Многочисленные труды по начертательной геометрии и её приложениям, применяющиеся во многих областях науки, техники

Профессор Каргин Д. И. проводил исследования по точности графических расчетов, был выдающимся специалистом в области шрифтовой графики

3. Методы проецирования. Чертеж отображает: Ø метрические (линейные и угловые размеры предмета и его элементов), Ø позиционные свойства предмета (принадлежность и взаимное расположение элементов предмета или предметов). Геометрическими элементами предмета могут быть: Ø точка (бесконечно малая величина, не имеющая размера и имеющая три координаты размещения в пространстве); Ø линия (состоит из последовательного бесчисленного множества точек, подчиняется определенному закону распространения в пространстве, не имеет толщины); Ø поверхность (частный случай плоскость, состоит из совокупности множества точек, размещенных в пространстве по определенному закону распределения, не имеет толщины).

Способы представления графических объектов. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Точка Прямая линия Отрезок прямой Кривая второго порядка Отрезок кривой 2 -го порядка Кривая третьего порядка Отрезок кривой 3 -го порядка (x, y) y=kx+b y=x 3

Перечень поверхностей второго порядка Любое уравнение второй степени можно с помощью формул преобразования координат преобразовать в одно из нижеперечисленных уравнений в таблице, называемых каноническими

3. Методы проецирования. Основные требования к чертежу предмета (изделия): • быть наглядным, позволяющим представить изображаемый предмет; • быть однозначным, давать возможность воссоздать конкретный предмет (изделие); • быть измеримым, позволять воспроизвести все размеры предмета. Чертеж формируется путем отображения пространственного предмета на плоском экране (методами проецирования). Проецирование – это получение изображения на плоскости с помощью проецирующих лучей (световых или зрительных), исходящих из определенной точки пространства (центра проецирования), проходящих через точки изображаемого предмета и отображаемых на плоскости в виде точек и линий. Плоскость, на которую плоскостью проекций. проецируют предмет, называется

Центральное проецирование. Недостаток. При совпадении линий предмета с проецирующими линиями, размерность искажается и пропадает. Используется для создания различных зрительных эффектов в кино, телевидении, архитектуре и изобразительном искусстве. Не используется для решения технических задач, где требуется отображать точные размеры предметов.

Примеры центральной проекции Компьютерное представление.

Параллельное(прямоугольное) проецирование Достоинство. Не искажает реальные размеры предмета при отображении на плоскости проекций. Недостаток. Линии предмета, совпадающие с линиями проецирования, превращаются в точки.

Виды проекций, используемые в КГ для представления объектов Проекции Перспективные (центральные) Параллельные Прямоугольные Аксонометрические Косоугольные Ортогональные • Вид спереди, • Вид сверху, • Вид сбоку • Изометрическая, • Прямоугольная диметрическая, • Триметрическая • Косоугольная диметрическая, • Косоугольная изометрическая Рис. Основные виды проекций

Развитие промышленности тормозилось отсутствием общей теории построения чертежа. Эту теорию создал в конце XYIII века политический деятель французской революции и ученый Гаспар Монж, основоположник начертательной геометрии. В 1798 году он опубликовал свой труд «Начертательная геометрия» , в котором теоретически обосновывались правила выполнения ортогонального (прямоугольного) чертежа. Проблема. При проецировании на одну плоскость проекций теряется пространственная размерность предмета. Решение Метод построения изображений, основанный на прямоугольном проецировании предмета на две взаимноперпендикулярные плоскости

Проецирование точки А, расположенной в пространстве, на две взаимно перпендикулярные плоскости– горизонтальную плоскость 1 и фронтальную плоскость 2 , которые пересекаются по линии, называемой осью проекций – ОХ.

Повернув горизонтальную плоскость 1 вокруг оси проекций ОХ на угол 90º до совмещения с фронтальной плоскостью 2 , получаем одну плоскость – плоскость чертежа. высота Линия связи горизонтальной и фронтальной проекции т. А ширина глубина Чертеж Монжа. Однозначно определяет расположение точки по ее 2 -м совмещенным проекциям на одной плоскости. Содержит 3 пространственные координаты точки А : ширина (абсцисса) – расстояние от начала координат O – АX ; высота (аппликата) – расстояние над горизонтальной плоскостью АX – А′′, глубина (ордината) – расстояние до фронтальной плоскости А′ – АX.

фронтальная плоскость проекции F|| Невидимые фронтальные проекции Видимая точка A||ΞB|| C|| (G||)Ξ (H||) Ξ K|| D|| X E|ΞE|| C| Ось проекций G| H| A|ΞB| D| F| горизонтальная плоскость проекции K| Конкурирующие точки (совпадают проекции)

Для повышения наглядности чертежа предмет проецируют на три взаимно-перпендикулярные плоскости проекций: горизонтальную 1, фронтальную 2 и профильную 3. 1 совмещаем с 2 поворотом на 900 вокруг ОХ, 3 совмещаем с 2 поворотом на 900 вокруг ОZ • • • ОY делится на 2 части S 1 –направление проецирования на плоскость π1, S 2 -направление проецирования на плоскость π2, S 3 -направление проецирования на плоскость π3.

Комплексный чертёж Недостаток. Избыточность информации. Часто достаточно совмещать плоскости проекций 1 и 2, либо 2 и 3. В обоих случаях на чертеже имеются все три координаты точки в пространстве. • не является плоскостью проекций, • служит для вспомогательных построений линии связи проекций • А'А"вертикальная линия связи перпендикулярна оси(ОХ); А"А"'горизонтальная линия связи перпендикулярна оси(ОZ); • А'А"' горизонтально-вертикальная линия связи перпендикулярна оси (ОY).

Контрольные вопросы к теме 1 1. Дайте определения геометрических элементов предмета. 2. Почему метод проецирования называется центральным? 3. Чем отличается метод проецирования, называемый параллельным от центрального метода? 4. Что такое чертеж? 5. Основной принцип метода Монжа? 6. Назовите положения точек в пространстве относительно плоскостей проекций и как они определяются на эпюре Монжа.