CC BY
9
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА,
1966
Том 143
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЧЕРТЕЖНЫЙ ПРИБОР ЛС-2
Л. С. СКРИПОВ
(Представлена научным семинаром кафедры начертательной геометрии и графики)
В 1949 г. автор настоящего труда сконструировал универсальный чертежный -прибор ЛС-1, в задачу которого входило осуществлять механическим путем построения:
1) перспективных изображений по двум ортогональным проекциям предмета;
2) теней собственных и падающих на ортогональных проекциях предмета;
3) аксонометрических изображений любого вида по двум ортогональным проекциям предмета;
4) и, наконец, использовать прибор, как обычный чертежный, заменяющий рейсшину и угольник.
Создание такого .механизма имело целью упростить, ускорить и удешевить графические работы, связанные с вышеперечисленными задачами и сосредоточить их в одном приборе.
Автору удалось создать один ¡из вариантов, возможных для подобного рода механизмов, на который м. было выдано авторское свидетельство (Гостехникой СССР) за № 90373 от 21 /XI 1949 г. с ¡приоритетом от 28/111 1950 г.
Подобные механизмы, конечно, могут быть различных конструкций, отличаться достоинствами и недостатками, и для .получения более совершенных приборов нужна последующая исследовательская работа в этом направлении.
В настоящем труде автор предлагает несколько иную конструкцию универсального чертежного прибора, выполняющего вышеуказанные задачи и обладающего лучшими достоинствами, чем предыдущий тип. Автор называет его «Универсальный чертежный прибор ЛС-2», в отличие от первого «Универсального чертежного прибора ЛС-1».
Теоретическое обоснование чертежного прибора как прибора для построения перспективы
Для большей ясности в работе прибора необходимо вкратце напомнить теоретическое обоснование его конструкции.
На фиг. 1 представлены две произвольные точки 1, 1' и 2, 2' в ортогональных проекциях. Выбрана произвольно расположенная картинная плоскость <5, заданная следами и <3к - Выбран полюс проектирования— точка Р. Проектируя взятые точки 1 и 2 на плоскость получим их центральные проекции Ь, 1/, и 2Ь 2/. Для лучшего рассмотрения
полученных проекций плоскость (3 следует совместить с фронталыной плоскостью V ¡поворотом около следа (3 у . Для механического построения центральных -проекций точек 1 и 2 на совмещенной плоскости С? и была разработанная автором конструкция чертежного прибора ЛС-1 (Универограф ЛС-1).
Проектирующие лучи заменены двумя стержнями, закрепленными в точках р и р/ (проекции точки зрения — полюса). Вращая эти стержни, можно установить их на любой точке чертежа, а в нашем случае на точках 1, Г или 2, 2'.
Вместо следа картинной плоскости С}н создана линейка, вдоль которой перемещается каретка, имеющая свободное движение. К каретке прикреплена линейка, перпендикулярно к следу С} Такой механизм упрощает построение перспективы любой точки, что легко проследить по фиг. 1.
Нижний стержень вращением около точки р устанавливается на горизонтальной проекции точки 1, а верхний стержень — на фронтальной проекции ее — V.
Каретка на линейке устанавливается на точке 1, вертикальная линия, щроведен'Ная .и.з точки 1, встретит стержень в точке Г — вертикальной проекции перспективы точки 1.
Линейка, перпендикулярная к <3//, пересечет в точке Ь линию Т2у расположенную в любом свободном месте чертежа справа и параллельную биссектрисе Т1 угла а.
Проведением из точки 12 вертикальной линии, а из точки 1 [ —горизонтальной линии 'находится в пересечении искомая перспектива точки 1 з на совмещенной картинной плоскости и перенесенной вправо на любое свободное место чертежа.
Для большего упрощения построений (прибор располагается на ящике со стеклом, на .котором уже нанесена сетка из вертикальных и горизонтальных линий. На стекло 'кладется бумага и подсвечивается снизу через стекло, что дает возможность не проводить вертикальных
Фиг. 1
и горизонтальных линий, а только отметить искомую перспективу точки 1 (12').
На фиг. 1 схема механизма 'показана толстыми линиями.
Конструктивное оформление чертежного прибора ЛС-2
Основной частью прибора ЛС-2 является прямоугольная рамка 1 (фиг. 2) !из круглых стержней. Рамка устанавливается на четырех винтах 2 с заостренными концами для устойчивости и регулировки ее высоты над чертежом.
На стержнях рамки могут перемещаться муфты 3 >и закрепляться винтами 4. Муфты несут стержень 5 с перестанавливающимися на нем муфтами 6. Стержень 5 и муфты 6 могут быть установлены <на .проекциях р и // точки зрения и твердо закреплены в этом положении винтами 7. что дает твердую фиксацию точек р и р\ как центров вращения проектирующих стержней 8.
На той же рамке могут перемещаться муфты 14 и устанавливать стержень 15 в выбранном направлении картинной'плоскости В этом положении стержень 15 закрепляется винтами. Положение стержня .может быть выбрано любое. Стержень 15 заменяют направляющую линейку Универографа ЛС-1, создавая, таким образом, нужную устойчивость в этом направлении каретки. Около центров р и р' могут вращаться проектирующие лучи 8 и устанавливаться на соответствующих проекциях заданных точек, например, точки а, а'.
По стержню 15 может перемещаться каретка 18, связанная с муфтой 10 при перемещении последней в зависимости от места установки нижнего стержня 8. Проектирующие стержии 8 ¡перемещаются в плоскости, расположенной ниже, чем плоскость, в которой находится стержень 15, и такой конструкцией устраняется возможность задевания одних стержней за другие. Каретка 18 несет линейку 21, расположенную к стержню 15 1под ¡прямым углом и так, что ребро ее пересекается в пространстве с продолжением ребра линейки 24 .на стержне 8 в точке центра прозрачного полудиска с .градусным делением. Ребро линейки 21
Фиг. 3
пересекается линией Т2, параллельной линии Т1—биссектрисе угла наклона стержня 15 с осью ОХ7 в точке а2. Перспектива взятой точки а'2 определится, если из центра полудиска линейки 21 провести вертикальную линию до встречи с линейкой 24 на верхнем стержне 8 в точке а а из этой точки провести горизонтальную линию до встречи с вертикальной линией, проведенной из точки а2. Для того, чтобы избежать проведения на чертеже вспомогательных линий аха[ , а[а\ и и тем
не загромождать его ненужными линиями и ускорить процесс построения перспективы отдельных точек, весь прибор устанавливается на ящике 25 (фиг. 3) со стеклянной ¡крышкой 26, разграфленной в виде сетки горизонтальных и вертикальных линий. На стекле располагается чертеж и снизу подсвечивается электролампами, чем создается на стекле теневая сетка. Проведение линий аАа\, а[а2, а2а'2 уже не требуется, а только отмечается взаимное их пересечение >в точке искомой перспективы а'й . Установка всего прибора на ящике 25 понятна по фиг. 3, на котором обозначения всех элементов прибора соответствуют обозначению их на фиг. 2. Пример построения перспективы куба показан на фиг. 2 по данным его двум ортогональным проекциям и выбранной точки зрения р, р'. Проекции всех вершин куба находятся вышеописанным способом и затем соединяются -прямыми линиями. Для контроля правильности построения перспективы линий при помощи прибора можно определить и точку схода перспективных линий р
Чертежный прибор ЛС-2 как прибор для построения аксонометрических проекций
Предлагаемая конструкция может быть использована в качестве «аксонографа», как механизма, строящего аксонометрию с любыми коэффициентами искажения по осям. Конструкция аксонографа разработана автором отдельным трудом и опубликована в библиотеке ТЭХСО за № 939/21 1942 г. В настоящей работе показано только применение чертежного прибора ЛС-2 как аксонографа. Рамка прибора 1 (фиг. 4} устанавливается на чертеже с двумя проекциями 'какого-нибудь объекта. На стержне прибора 5 остается только одн.а муфта 6, в точке р которой на одном винте скреплены оба стержня 8. Стержни 8 могут вращаться около точки р и устанавливаться под любыми углами ф и к горизонтальной линии чертежа.
По стержням могут скользить по две муфты с линейками 27 и '28, 30 и 31. Линейки 27 и 28, а также 30 и 31 могут перемещаться только совместно, так как связаны стержнями 29 и 32, и могут располагаться на'различных расстояниях одна от другой по желанию.
Линейки 27 и 28, 30 и 31 устанавливаются под определенными углами ф! и ф2, и г|)2 относительно стержней 8, в зависимости от желаемого вида аксонометрического изображения. Углы ф и -ф также зависят от вида предполагаемой аксонометрии.
Конструкция муфт с укрепленными на них линейками показана на фиг. 2. Муфты 9 заканчиваются снизу дисками 22 с градусными делениями. Около оси этих дисков могут вращаться нижние диски 23 с укрепленными ¡в них линейками 24 и устанавливаться под необходимыми углами фЬ ф2, ф] И1|)2 к осям стержней 8 (фиг. 4).
Для получения аксонометрии объекта достаточно ребра линеек 28 и 31 установить на проекциях какой-либо точки, например, а, а' (фиг. 4) и в пересечении линеек 27 и 30 найдется аксонометрическое ее изображение в виде то>чки а{.
Так же следует поступать и при нахождении аксонометрических проекций других точек объекта, которые затем соединяются между со-
бой линиями. На фиг. 4 построено диметрическое изображение некоторого уголка с ребрами.
Фиг. 4
Ниже приведена таблица углов установки стержней и линеек для построения некоторых аксонометрических проекций.
Таблица
№ пп. Характеристика аксонометрических изображений Значение углов для установки прибора
9 Ъ ф +1
1 Прямоугольная изометрия р=д—г 22°30' 67°30' 67°30' 52°30' 82°30' 82°30'
2 Прямоугольная диметрия р = г, я- р 4 2 10°2Г 79°39' 79°39' 40°47' 88°13' 88° 13'
3 Косоугольная диметрия /7 = 1, 1 , 0° 70°35' 90° 45° 90° 90°
4 Косоугольная триметрия /7=0,8, <7=0,9, г= 1 24°20' 65о40' 69°30' 93°55' 45° 130°15'
5 Косоугольная триметрия р=0,9, ¿7=0,6, г— 1 11°54' 92°46' 78°6' 92° 53°10' 125°50'
Величины углов ф, фь ?2> 'Фь могут быть подсчитаны теоретически для любого вида аксонометрических проекций прямоугольного и .косоугольного проектирования на основании теории, предложенной автором в его тр^де «Акоонограф».
Чертежный прибор ЛС-2 как прибор для построения теней на ортогональных проекциях
Предлагаемая конструкция чертежного прибора ЛС-2 может быть применена также для механического построения теней на ортогональных чертежах. Для этой цели (на рамке прибора 1 (фиг. 5) остается стержень 5 с муфтой 6, в точке р которой укрепляются на винте стержни 8, наклоненные к линии ОХ под любыми произвольными углами ф и
Линейки 27 и 30 устанавливаются под углами ф! и ifi к стержням 8 так, что должны составлять с осью ОХ углы в 45°. Величины углов ф1 и можно подсчитать для угло.в ф и if, под которыми поставлены ,к оси стержни 8, из выражений
ф1 = 180°—ф—45°, i|?i = 180°——45°.
Если наклоны проекций световых лучей к оси ОХ берутся отличными от 45°, то их значения -следует подставить вместо 45 в вышеприведенные выражения для углов ф! и
Для нахождения теней точек достаточно установить внутренние ребра линеек 27 и 30 на соответствующих проекциях точек, например, а и а', отметить точки пересечения одной из линеек с осью ОХ (в примере на черт. 5 линейки 27), из точки пересечения с ОХ восстановить пер-
пендикулярк оси ОХ до встречи с ребром другой линейки 30 в точке ¿Л, которая и будет тенью точки а, аг на вертикальной плоскости проекций.
Чертежный прибор ЛС-2 устанавливается на ящике, показанном на фиг. 5, чертеж .подсвечивается снизу, и !при наличии сетки на стекле на чертеже не требуется проводить вспомогательных линий, а только отмечать тени точек на плоскостях проекций.
Чертежный прибор ЛС-2 как чертежная машина
Предлагаемая конструкция чертежного прибора ЛС-2 позволяет попользовать прибор как обычную чертежную машину, заменяющую рейсшину и угольник. Рамка прибора 1 (фиг. 6) устанавливается на
листе бумаги, на рамке устанавливается стержень 5 и твердо закрепляется муфтами 3. На стержне 5 устанавливается ближе к нижнему его концу,муфта б и твердо закрепляется. В точке р муфты соединяются оба стержня 8 и так же твердо закрепляются в выбранном положении под любым углом относительно друг друга.
Линейки 27 и 30 могут свободно перемещаться по стержням 8, причем углы их установки ф1 и г|)1 к стержням 8 выбираются такой величины, чтобы линейка 30 была горизонтальной, а линейка 27 — вертикальной и ¡перпендикулярной к 30. Линейка 30 заменяет собой рейсшину, а линейка 27 — угольник.
Таким образом, передвигая линейки 30 и 27 по стержням 8, можно строить любые проекции объекта.
