Giáo trình Bổ túc cấp GCNKNCM máy trưởng hạng ba - Vẽ kỹ thuật

ét làm đơn vị đo kích thước dài và sai lệch giới hạn. Trên bản vẽ không cần ghi đơn vị đo. Trường hợp dùng đơn vị độ dài khác như centimét, mét... thì đơn vị đo được ghi ngay sau chữ số kích thước hoặc trong phần chú thích của bản vẽ. - Dùng độ, phút, giây làm đơn vị đo góc và sai lệch giới hạn của nó. 2.6.2. Ghi kích thước a. Đường kích thước và đường gióng. + Đường kích thước : ( Hình 2-9) 20 R 25 20 c) d) e) 30 60 80 a) b) F 60 Hình 2-9: Các kích thước - Đường kích thước xác định phần tử được ghi kích thước, vẽ bằng nét liền mảnh và giới hạn ở hai đầu bằng 2 mũi tên. - Đường kích thước của đoạn thẳng được kẻ song song với đoạn thẳng đó. - Đường kích thước của độ dài cung tròn là cung tròn đồng tâm. - Đường kích thước của góc là cung tròn có tâm ỏ đỉnh góc. - Khi đường kích thước ngắn quá không đủ vẽ mũi tên thì đường kích thước được kéo dài và mũi tên vẽ ỏ ngoài hai đường gióng. (Hình 2-10) Dùng dấu chấm hay gạch xiên thay cho mũi tên Kích thước ngắn qúa (dùng mũi tên vẽ ở ngoài hai đường gióng). Hình 2-10: Các đường kích thước + Đường gióng : - Là đường giới hạn phần tử được ghi kích thước. - Đường gióng vẽ bằng nét liền mảnh và vạch quá đường kích thước một khoảng từ 2 ¸ 5 mm. - Chỗ có góc lượn, đường gióng được kẻ từ giao điểm của hai đường bao (Hình 2-11). Hình 2-11: Đường gióng kẻ từ giao điểm của hai đường bao R R X Y Hình 2-12: Đường tâm, đường bao làm đường gióng - Cho phép dùng các đường trục, đường tâm, đường bao làm đường gióng (Hình 2-12). b. Mũi tên - Trên mỗi đầu mút của đường kích thước là mũi tên làm với nhau một góc khoảng 30o. Độ lớn của mũi tên tỉ lệ thuận với chiều rộng nét vẽ của bản vẽ (Hình 2-13) 30o Hình 2- 13: Mũi tên - Hai mũi tên được vẽ ở phía trong giới hạn đường kích thước. Nếu không đủ chỗ, chúng được vẽ ở phía ngoài. Cho phép thay hai mũi tên đối nhau bằng một chấm đậm. - Chỉ vẽ một mũi tên đầu mút đường kích thước của bán kính. c. Chữ số kích thước - Dùng khổ chữ 2,5 trở lên để ghi chữ số kích thước. Chữ số kích thước được đặt ở vị trí như sau: + Ở khoảng cách giữa và phía trên đường kích thước sao cho chúng không bị cắt hoặc bị ngăn cách bởi bất kỳ đường nào của bản vẽ. + Để tránh các chữ số sắp theo hàng dọc, nên đặt các chữ số so le nhau về hai phía của đường kích thước. Khi đó đường kích thước vẽ ngắn lại. + Trong trường hợp không đủ chỗ, chữ số được viết trên đoạn kéo dài của đường kích thước và thường viết về phía bên của đường này. - Cho phép gạch dưới các chữ số kích thước của các phần tử không vẽ đúng theo tỉ lệ biểu diễn. - Hướng chữ số kích thước dài theo hướng nghiêng của đường kích thước. - Hướng chữ số kích thước góc được ghi. Trong một số trường hợp, chữ số kích thước góc được ghi theo hướng nằm ngang. d. Chữ và ký hiệu - Kí hiệu kèm theo các chữ số kích thước như sau: + Đường kính: + Bán kính: R + Cạnh hình vuông : + Độ dốc: + Độ côn: Các cạnh của kí hiệu độ dốc tương ứng song song với các đường thể hiện mặt dốc. Đỉnh của kí hiệu độ côn hướng về đỉnh hình côn được ghi. - Trước các kích thước của bán kính hoặc đường kính của mặt cầu ghi chữ “cầu” Chương 3 VẼ HÌNH HỌC 3.1. Dựng hình cơ bản 3.1.1. Dựng đường thẳng song song - Cho một đường thẳng a và một điểm C ở ngoài đường thẳng a. Hãy vẽ qua C đường thẳng song song với đường thẳng a. a. Cách dựng bằng thước và compa - Cách dựng như sau: a b A B C D O Lấy điểm B tùy ý trên a làm tâm, vẽ cung tròn bán kính BC, cung tròn này cắt đường thẳng a tại điểm A. Vẽ cung tròn tâm C, bán kính CB và cung tròn tâm B, bán kính AC, hai cung tròn này cắt nhau tại điểm D. Nối CD; CD là đường thẳng b song song với đường thẳng a. Hình 3-1: Cách dựng đường thẳng song song bằng thước và compa b. Cách dựng bằng thước và êke Áp dụng tính chất các góc đồng vị bằng nhau của các đường thẳng song song bằng cách dùng các ê ke, trượt lên thước (hoặc 2 êke trượt lên nhau) để dựng các đường thẳng song song với nhau, cách dựng như sau: - Đặt một cạch của êke trùng với đường thẳng a đã cho và áp sát cạnh của thước vào một cạnh khác của êke, sau đó trượt êke theo mép thước đến vị trí cạnh của êke đi qua điểm C. - Kẻ đường thẳng theo cạnh của êke đi qua điểm C, ta được đường thẳng b. C a b Hình 3-2: Cách dựng đường thẳng song song bằng êke 3.1.2. Dựng đường thẳng vuông góc - Cho một đường thẳng a và một điểm C ở ngoài đường thẳng a. Hãy vạch qua điểm C một đường thẳng vuông góc với đường thẳng a. D A B R1 R2 R C a a. Cách dựng bằng thước và compa, cách dựng như sau - Lấy điểm C làm tâm, vẽ cung tròn có bán kính lớn hơn khoảng cách từ điểm C đến đường thẳng a, cung tròn này cắt đường thẳng a tại hai điểm A và B; - Lần lượt lấy A và B làm tâm, vẽ cung tròn có bán kính lớn hơn . Hai cung tròn này cắt nhau tại điểm D. Hình 3-3: Dựng đường thẳng vuông góc bằng thước và compa - Nối C và D, CD là đường thẳng vuông góc với đường thẳng a. Nếu điểm C nằm trên đường thẳng a thì cách vẽ cũng tương tự như (Hình 3-3). b. Cách dựng bằng thước và êke Dùng hai cạnh vuông góc của êke để vẽ, cách vẽ như sau: - Đặt một cạnh góc vuông của êke trùng với đường thẳng a đã cho và áp sát mép thước vào cạnh huyền của êke; - Trượt êke đến vị trí sao cho cạnh kia của góc vuông của êke đi qua điểm C. - Vạch qua C đường thẳng theo cạnh góc vuông đó của êke. Hình 3-4: Sử dụng thước và êke 3.1.3. Chia đều một đoạn thẳng a. Chia đôi một đoạn thẳng * Cách dựng bằng thước và compa. - Để chia đôi đoạn thẳng AB ta lấy hai điểm A và B làm tâm, quay 2 cung tròn có bán kính R > . Cắt nhau tại C và D. Nối CD Cắt AB tại I; I là điểm giữa của AB. * Cách dựng bằng thước và êke. Dùng êke dựng một tam giác cân, nhận đoạn AB làm cạnh đáy, sau đó dựng đường cao của tam giác cân đó. Cách dựng như hình vẽ. A R R B C I 2 AB R > D Hình 3-5: Sử dụng compa Hình 3-6: Sử dụng thước êke b. Chia đôi đoạn thẳng ra nhiều phần bằng nhau Áp dụng tính chất của các đường thẳng song song cách đều để chia một đoạn thẳng ra nhiều phần bằng nhau. Ví dụ: Chia đoạn thẳng AB thành 4 phần bằng nhau. Vẽ như (Hình 3-7) - Từ đầu mút A (hoặc B) vạch nửa đường thằng Ax, bắt đầu từ A bốn đoạn thẳng bằng nhau, chẳng hạn: AC’ = C’D’ - D’E’ - E’F’ - Nối điểm cuối F’ với điểm B, sau đó dùng thước và êke trượt lên nhau để kẻ các đường song song với đường F’B lần lượt đi qua các điểm E’, D’, C’; chúng cắt AB tại các điểm E, D, C. Theo tính chất của các đường song song và cách đều, đoạn thẳng AB cũng được chia làm 4 phần bằng nhau: A B x A C D E B C’ D’ E’ F’ AC = CD = DE = EB Hình 3-7: Cách chia đoạn thẳng 3.1.4. Vẽ độ dốc và độ côn 6a A B C 1:6 a a a. Vẽ độ dốc Hình 3- 8: Vẽ độ dốc Độ dốc giữa đường thẳng AB đối với đường thẳng AC là tang của góc ABC (Hình 3-8). i =BC / AC + tga TCVN 5705-1993 quy định trước số đo độ dốc ghi dấu , đỉnh của dấu hướng về phía đỉnh của góc. Vẽ độ dốc là vẽ góc theo tang của góc đó. Ví dụ: Vẽ độ dốc 1: 6 của đường thẳng đi qua điểm B đã cho đối với đường thẳng AC. Cách vẽ như sau: - Từ B hạ đường vuông góc xuống đường thẳng AC; C là chân đường thẳng vuông góc. - Dùng compa đo đặt lên đường thẳng AC, kể từ điểm C, sáu đoạn thẳng mỗi đoạn có độ dài bằng BC, ta được điểm A. - Nối AB, ta được đường thẳng AB là đường có độ dốc bằng 1 : 6 đối với đường thẳng AC. b. Vẽ độ côn Độ côn là tỷ số giữa hiệu đường kính hai mặt cắt vuông góc của hình nón tròn xoay tới khoảng cách tới hai mặt cắt đó (Hình 3- 9). Trước số đo độ côn ghi ký hiệu , đỉnh ký hiệu hướng về đỉnh góc. TCVN 135-63 quy định các độ côn thông dụng. Ví dụ: các độ côn theo K có : 1 :3 ; 1 :5 ; 1 :8 ; 1 :10 ; 1 :12 ; 1 ;15 ; 1 :20 ; 1 :30 ; 1 :50 ; 1 :100 ; 1 :200. Vẽ độ côn K của một hình côn là vẽ hai cạnh bên của hình thang cân, mà mỗi cạnh có độ dốc đối với đường cao của hình thang bằng . Ví dụ : Vẽ hình côn đỉnh A, trục AB có độ côn K=1:5. cách vẽ như sau : Vẽ qua A hai đường thẳng về hai phía của trục AB có độ dốc đối với trục AB (Hình 3-10). Hình 3-9: Độ côn Hình 3-10: Kí hiệu độ côn 1:5 l 3.2. Chia đều đường tòn Khi vẽ đường tròn, trước hết phải xác định tâm đường tròn bằng cách kẻ hai đường tâm vuông góc, giao điểm của hai đường tâm vuông góc là tâm đường tròn. 3.2.1. Chia đường tròn ra 3 phần và 6 phần bằng nhau a. Chia đường tròn ra 3 phần bằng nhau (Hình 3-11). 1 1 Lấy giao điểm 4 của một đường tâm với đường tròn làm tâm, vẽ cung tròn có bán kính bằng bán kính của đường tròn, cung này cắt đường tròn tại hai điểm 2 và 3. Các điểm 1,2,3 là các điểm chia đường tròn ra 3 phần bằng nhau. 6 2 5 3 3 2 4 4 Hình 3-11: Chia đường tròn thành 3 phần bằng nhau Hình 3-12: Chia đường tròn thành 6 phần bằng nhau b. Chia đường tròn ra 6 phần bằng nhau(Hình 3-12). Lấy giao điểm 1 và 4 của một đường tâm với đường tròn làm tâm, vẽ hai cung tròn bán kính bằng bán kính của đường tròn. Hai cung tròn này cắt đường tròn tại bốn điểm 2, 3, 5, 6. Ta có các điểm 1, 2, 3, 4, 5 và 6 là các điểm chia đều đường tròn ra 6 phần bằng nhau. 3.2.2. Chia đường tròn ra 4 phần và 8 phần bằng nhau a. Chia đường tròn thành 4 phần bằng nhau (Hình 3- 13) 1 2 3 4 6 8 7 1 2 3 Vẽ hai đường tâm vuông góc chia đường tròn ra 4 phần bằng nhau. 4 5 Hình 3- 14: Chia đường tròn thành 8 phần bằng nhau Hình 3- 13: Chia đường tròn thành 4 phần bằng nhau b. Chia đường tròn thành 8 phần bằng nhau (Hinh 3- 14) Nếu vẽ thêm hai đường phân giác của các góc vuông do hai đường tâm tạo thành thì giao điểm của các đường tâm và các đường phân giác với đường tròn đã chia đường tròn thành 8 phần bằng nhau. C A B 3.2.3. Chia đường tròn ra 5 phần và 10 phần bằng nhau D Hình 3-15: Chia đường tròn thành 5, 10 phần bằng nhau Cách vẽ : Vẽ hai đường tâm vuông góc AB và CD, dựng trung điểm M của bán kính OA, sau đó vẽ cung tròn tâm M bán kính MC, cung này cắt cung tròn 0B tại điểm N. CN là độ dài cạnh ngũ giác đều nội tiếp và 0N là độ dài cạnh thập giác đều nội tiếp. - Muốn chia đường tròn ra 5 phần bằng nhau ta đặt liên tiếp CN lên đường tròn. - Muốn chia 10 phần bằng nhau ta đặt liên tiếp 0N lên đường tròn. E D F C 1 2 3 4 5 6 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 7 1’ 2’ 3’ 4’ 5’ 6’ 7’ 3.2.4. Chia đường tròn thành 7, 9, 11, 13 ... bằng nhau Hình 3 - 16: Cách chia đường tròn thành các phần bằng nhau - Vẽ đường tâm vuông góc AB CD - Vẽ cung tròn tâm D, bán kính CD, cung này cắt AB kéo dài tại hai điểm E và F. - Chia đường kính CD thành 7 phần bằng nhau bằng các điểm chia 1’, 2’, 3’, ... - Nối hai điểm E và F với các điểm chia chắn 2’, 4’, 6’ (hoặc các điểm chia lẻ 1’, 3’, 5’), các đường này cắt đường tròn tại các điểm 1, 2, 3, ..., 7 đó là các đỉnh của hình 7 cạnh đều nối tiếp cần tìm. 3.2.5. Dùng thước và êke dựng các đa giác đều nội tiếp Lợi dụng các góc 300, 600, 450, 900 của êke để dựng các hình tam giác đều, lục giác đều, hình vuông nội tiếp. Cách vẽ như các hình sau: Hình 3-17: Cách dựng tam giác đều Hình 3-18: Cách dựng lục giác đều Hình 3-19: Cách dựng hình vuông 3.3. Vẽ một số đường cong hình học Trong kỹ thuật thường dùng môt số đường cong không tròn như các đường bậc hai, đường sin, đường thân khai của đường tròn, đường xoắn ốc Acsimet... Các đường cong đó là những đường cong có quy luật, có thể được biểu diễn bằng một phương trình toán học. Các đường cong này được vẽ bằng thước cong. Dưới đây trình bày cách vẽ elip. C M B A F1 F2 0 2a 3.3.1.Đường elip Đường elip là quỹ tích những điểm có tổng khoảng cách đến hai điểm cố định F1 và F2 bằng một số lớn hơn khoảng cách F1F2. MF1 + MF2 = 2a Đường AB = 2a gọi là trục dài của elip, đường CD vuông góc với AB gọi là trục ngắn của elip Hình 3-20: Đường elip A B 6’ 12’ 5’ 7’ 8’ 9’ 10’ 11’ 4’ 3’ 1’ 2’ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cách vẽ đường elip theo hai trục AB và CD như hình vẽ sau: - Trước hết vẽ hai đường tròn tâm O, đường kính bằng AB và CD. - Từ giao điểm các đường kính của đường tròn lớn, kẻ đường thẳng song song với trục ngắn CD và từ giao điểm của đường kính đó với đường tròn nhỏ kẻ đường thẳng song song với trục dài AB. Giao điểm của hai đường kẻ xác định điểm nằm trên elip. Để cho dễ vẽ ta kẻ các đường kính qua những điểm chia đều đường tròn. Hình 3-21: Cách vẽ đường elip - Nối các giao điểm đã tìm bằng thước cong ta sẽ được đường elip. A B 01 02 03 04 E C D Trong trường hợp không đòi hỏi vẽ chính xác đường elip có thể thay bằng đường Ôvan. Ôvan là đường cong khép kín tạo bởi 4 cung tròn nối tiếp có dạng gần giống đường elip. Cách vẽ đường Ôvan theo hai trục AB và CD như hình vẽ sau: - Vẽ cung tròn bán kính OA, tâm O cung này cắt trục ngắn CD tại E. - Vẽ cung tròn tâm C bán kính CE cung này cắt đường thẳng AC tại F. - Vẽ đường trung trực của đoạn thẳng AF, đường trung trực này cắt trục dài tại O1 và trục ngắn tại điểm O3. Hai điểm O1 và O3 là tâm của 2 cung tạo thành hình Ôvan . Hình 3-22: Cách vẽ đường Ôvan 3.3.2. Đường sin Đường sin là đường cong có phương trình y = sina. Đường sin biểu diễn đường cong của dòng điện xoay chiều, hình chiếu vuông góc của đường xoắn ốc trụ ... Cách vẽ đường sin như sau: - Trước hết vẽ hai đường vuông góc Ox và Oy làm 2 trục toạ độ và vẽ đường tròn tâm O’ nằm trên trục Ox, có đường kính d bằng biên độ. - Trên Ox lấy đoạn OA = pd và chia đều đường tròn cùng đoạn OA ra cùng một số phần như nhau (12 phần) bằng các điểm chia 1, 2, 3, 1’, 2’, 3’ Hình 3-23: Cách vẽ đường Sin - Qua các điểm chia trên đường tròn kẻ đường song song với trục Ox và qua điểm chia tương ứng trên OA kẻ các đường song song với trục Oy. Giao điểm của các đường song song vừa kẻ là điểm nằm trên đường sin. - Nối các điểm nằm trên đường sin bằng thước cong sẽ được đường sin phải vẽ. 3.4. Đường thân khai của đường tròn Đường thân khai của đường tròn là qũy tích của một điểm nằm trên một đường thẳng, khi đường thẳng này lăn không trượt trên một đường tròn có định. Đường tròn cố định gọi là đường tròn cơ sở. Khi vẽ đường thân khai, thường cho biết bán kính đường tròn cơ sở R. Đường thân khai của đường tròn biểu diễn Profin răng của bánh răng, dao cắt răng... Cách vẽ đường thân khai như sau: Hình 3-27: Cách vẽ đường thân khai - Chia đều đường tròn cơ sở ra một số phần bằng nhau: Ví dụ: Chia 12 phần bằng các điểm 1, 2, 3, ... , 12 ( n = 12 ) - Từ các điểm chia đó kẻ các tiếp tuyến của đường tròn và lấy trên tiếp tuyến tại điểm 12 một đoạn thẳng bằng chu vi đường tròn cơ sở bằng 2R. - Chia đều đoạn đó thành 12 phần bằng nhau ( bằng số phần chia trên đường tròn, với các điểm chia 1’, 2’, 3’, ... , 12’ ). - Lần lượt đặt lên các tiếp tuyến tại các điểm 1, 2, 3, ..., 12 các đoạn thẳng bằng 1, 2, 3, ..., 12 lần đoạn , sẽ được các điểm M1, M2, M3, ..., M12 của đường thân khai phải vẽ. Chương 4 HÌNH CHIẾU VUÔNG GÓC 4.1. Khái niệm về các phép chiếu 4.1.1. Các phép chiếu Giả thiết trong không gian, ta lấy một mặt phẳng P và một điểm S ở ngoài mặt phẳng đó. Từ một điểm A bất kỳ trong không gian dựng đường thẳng SA, đường này cắt mặt phẳng P tại một điểm A’ (Hình 4 - 1) Như vậy ta đã thực hiện một phép chiếu và gọi mặt phẳng P là mặt phẳng hình chiếu, đường thẳng SA là tia chiếu và điểm A’ là hình chiếu của điểm A trên mặt phẳng P. Trong phép chiếu trên, nếu tất cả các tia chiếu đều đi qua một điểm S cố định gọi là tâm chiếu thì phếp chiếu đó là phép chiếu xuyên tâm, điểm A’ gọi là hình chiếu xuyên tâm của điểm A trên mặt phẳng hình chiếu P, tâm chiếu S. Hình 4 - 1: Hình chiếu xuyên tâm Hình 4 - 2: Hình chiếu song song Nếu tất cả các tia chiếu không đi qua một điểm cố định mà song song với một đường thẳng cố định gọi là phương chiếu thì phép chiếu đó gọi là phép chiêu song song. Điểm A’ là giao điểm của đường thẳng đi qua điểm A và song song với phương chiếu i với mặt phẳng P gọi là hình chiếu song song của điểm A trên mặt phẳng hình chiếu P, phương chiếu (Hình.4 - 2). Trong thực tế ta thường thấy những hiện tượng giống như phép chiếu xuyên tâm với ngọn đèn chiếu đồ vật lên mặt đất giống như phép chiếu xuyên tâm với ngọn đèn là tâm chiếu, mặt đất là mặt phẳng hình chiếu, bóng đồ vật trên mặt đất là hình chiếu xuyên tâm của đồ vật đó (Hình.4 - 3). Ánh sáng của mặt trời chiếu đồ vật lên mặt đất giống như phép chiếu song song với các tia sáng mặt trời chiếu song song, mặt đất là mặt phẳng hình chiếu và bóng đồ vật trên mặt đất là hình chiếu song song của đồ vật đó (Hình 4 - 4) Trong phép chiếu song song, nếu phương chiếu i không vuông góc với mặt phẳng hình chiếu P, đó là phép chiếu xiên góc. Nếu phương chiếu i vuông góc với mặt phẳng chiếu P, đó là phép chiếu vuông góc. a) b) Hình 4 - 3: Ánh sáng của ngọn đèn và phép chiếu xuyên tâm Hình 4 -4: Ánh sáng của mặt trời và phép chiếu song song Phép chiếu xuyên tâm được dùng trong vẽ mĩ thuật, trong các bản vẽ xây dựng, kiến trúc ...vv... Phép chiếu xuyên tâm cho những hình vẽ của vật thể giống như những hình ảnh khi nhìn vật thể đó bằng mắt thường. Phép chiếu song song, nhất là phép chiếu vuông góc được dùng nhiều trong các bản vẽ kỹ thuật nói chung và các bản vẽ cơ khí nói riêng. 4.1.2. Phương pháp các hình chiếu vuông góc Như trên ta thấy rằng một điểm A trong không gian thì có một hình chiếu A’ duy nhất trên một mặt phẳng hình chiếu. Nhưng ngược lại điểm A’ không chỉ là hình chiếu của một điểm A duy nhất mang A’ còn là hình chiếu vô số điểm khác nhau thuộc tia chiếu AB (Hình 4 - 5). Hình 4- 5: Hình chiếu các điểm Hình 4- 6: Hình chiếu giống nhau nằm trên cùng một tia chiếu của vật thể khác nhau Xem một vật thể là một tập hợp điểm nào đó. Vì vậy một hình chiếu của một vật thể trên một mặt phẳng hình chiếu chưa đủ để xác định hình dạng và kích thước của vật thể đó, nghĩa là căn cứ vào một hình chiếu, chưa thể hình dung hay xây dựng lại vật thể đó trong không gian. Ví dụ : Ở Hình 4 - 6 hai vật thể có hình dạng khác nhau, song hình chiếu của chúng trên một mặt phẳng hình chiếu giống nhau. Để diễn tả một cách chính xác hình dạng và kích thước của vật thể, trên các bản vẽ kỹ thuật, người ta dùng phép chiếu vuông góc để chiếu vật thể lên các mặt phẳng hình chiếu, sau đó gập các mặt phẳng hình chiếu cho trùng với một mặt phẳng (mặt phẳng bản vẽ), sẽ được các hình chiếu vuông góc của một vật thể (Hình 4 - 7) Hình 4- 7: Hình chiếu của vật thể trên các mặt phẳng hình chiếu khác nhau. 4.2. Hình chiếu của điểm, đường thẳng và mặt phẳng Để nghiên cứu hình chiếu của vật thể, trước hết phải nghiên cứu hình chiếu của các yếu tố hình học, đường thẳng và mặt phẳng. 4.2.1. Hình chiếu của điểm Trong không gian ta lấy ba mặt phẳng P1, P2 và P3 vuông góc với nhau từng đôi một. P1 thẳng đứng gọi là mặt phẳng chiếu đứng. P2 nằm ngang gọi là mặt phẳng chiếu bằng. P3 ở bên phải P1 gọi là mặt phẳng chiếu cạnh. - Giao tuyến của các mặt phẳng gọi là trục hình chiếu, đó là 0X, 0Y, 0Z. - Giao điểm 0 của 3 trục chiếu gọi là điểm gốc. - Chiếu vuông góc một điểm A tùy ý trong không gian lên 3 mặt phẳng chiếu ta có: A1 trên P1, A2 trên P2 và A3 trên P3. + A1 gọi là hình chiếu đứng của điểm A. + A2 gọi là hình chiếu bằng của điểm A. A1 Ax A3 A2 P2 Az P1 P3 X Y Z O O Ay Ay Az Z Ax X Y Ay Y1 A3 A1 A2 A + A3 gọi là hình chiếu cạnh của điểm A. (Hình 4- 8). Hình 4- 8: Hình chiếu của điểm A trên ba mặt phẳng hình chiếu - Để vẽ 3 hình chiếu của điểm A trên cùng một mặt phẳng, Ta quay P2 quanh trục ox và quay P3 quanh trục 0Z để P2 và P3 trùng với P1. Ta có 3 điểm A1, A2 và A3 là hình chiếu của điểm A trên 3 mặt phẳng chiếu với các tính chất sau : + T ¤ C 1: Đường thẳng nối hình chiếu đứng A1 với hình chiếu bằng A2 vuông góc với trục 0X (A1A2 ^ 0X). + T ¤ C 2: Đường thẳng nối hình chiếu đứng A1 với hình chiếu cạnh A3 vuông góc với trục 0Z (A1A3 ^ 0Z). + T ¤ C 3: Khoảng cách từ hình chiếu bằng A2 đến trục 0X bằng khoảng cách từ hình chiếu cạnh A3 đến trục 0Z (A2A x = A3A z). Dựa vào tính chất trên bao giờ ta cũng vẽ được hình chiếu thứ 3 khi biết hai trong ba hình chiếu của điểm. 4.2.2. Hình chiếu của đường thẳng Để vẽ hình chiếu của một đường thẳng ta chỉ cần vẽ hình chiếu của 2 điểm nằm trên đường thẳng đó. a. Hình chiếu của đoạn thẳng song song với mặt phẳng chiếu Ví dụ : Đoạn thẳng AB song song với mặt phẳng chiếu P1 (Hình 4- 9). Ta có: + Hình chiếu bằng song song với trục 0X : (A2B2 ¤¤ 0X). + Độ dài hình chiếu đứng của đoạn AB bằng chính đoạn AB (A1B1 = AB). A1 A3 A2 P2 Az P1 P3 X Y Z O B2 A B B1 B3 O A3 B3 Z A1 B1 A2 B2 X Y Y1 45O + Đoạn thẳng song song với P2 hay P3 cũng có các tính chất tương tự như trên. Hình 4- 9: Hình chiếu của AB ¤ ¤ P1. Z A1 B1 A3 A2 P2 Az P1 P3 X Y O B2 A B B3 b. Hình chiếu của đoạn thẳng vuông góc với mặt phẳng chiếu O A3 B3 Z A2 B2 X Y Y1 A1 B1 Hình 4-10: Hình chiếu của đoạn thẳng AB vuông góc với P1 Ví dụ : Đường thẳng AB vuông góc với mặt phẳng chiếu đứng P1. (Hình 4-10). Vì AB ^ P1 nên AB song song với P2 và P3 ta có: + Hình chiếu đứng của đường thẳng biến thành một điểm A1 º B1. + Độ dài hình chiếu bằng và hình chiếu cạnh của đoạn AB bằng chính đoạn AB: A2B2 = A3B 3 = AB. Trường hợp đoạn thẳng vuông góc với mặt phẳng chiếu P2 hoặc P3 cũng có các tính chất tương tự. 4.2.3. Hình chiếu của mặt phẳng Ta biết một mặt phẳng được xác định bởi 3 điểm không thẳng hàng, do đó muốn vẽ hình chiếu của một hình phẳng ta chỉ cần vẽ hình chiếu của 3 điểm không thẳng hàng của mặt phẳng đó . a. Hình chiếu của một hình phẳng ở vị trí bất kỳ Hình chiếu của hình phẳng ABC trên 3 mặt phẳng hình chiếu (Hình 4-11). Từ các đỉnh của tam giác ABC, ta lần lượt hạ những đường vuông góc xuống 3 mặt phẳng chiếu. Ta được A1B1C1 trên P1; A2B2C2 trên P2 và A3B3C3 trên P3. P1 Z A1 B1 A A2 B2 C2 P2 O C C3 A3 B3 P3 X Y A1 X A2 B2 Y Y1 B3 Z C2 O C1 C3 A3 B1 B Sau khi vẽ được 3 hình chiếu của hình phẳng rồi ta đưa về dạng đồ thức tam diện. Hình 4- 11: Hình chiếu của mặt phẳng trên ba mặt phẳng hình chiếu b. Hình chiếu của mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng chiếu Ví dụ: Hình phẳng ABCD ^ P1 (hình chiếu đứng), ta có (Hình 4-12): - Hình chiếu đứng của hình phẳng suy biến thành một đoạn thẳng. - Trường hợp hình phẳng vuông góc với mặt phẳng chiếu P2 hoặc P3 cũng có các tính chất tương tự. B1 C1 A1 D1 C2 B2 A2 D2 Y Z O A3 D3 B3 C3 3 Y P1+1 P2 P3 A1 D1 B1 C1 A D C B D2 A2 B2 C2 O Z X A3 B3 C3 D3 X . Hình 4-12: Hình phẳng ABCD ^ P1 c. Hình chiếu của hình phẳng song song với mặt phẳng hình chiếu Ví dụ: Hình phẳng ABCD // với mặt phẳng chiêú bằng P2 (Hình 4- 13). C3 D3 A1 D1 B1C1 P1+1 P2 P3 A D C B D2 A2 B2 C2 O Z Y X B1 C1 A1 D1 C2 B2 A2 D2 Y Z O A3 B3 C3 D3 A3 B3 X Y1 Hình 4- 13: Hình chiếu của mặt phẳng ABCD // P2. - Vì ABCD // P2 Nên ABCD vuông góc với P1 và P3 ta có: + Hình chiếu đứng và hình chiếu cạnh của ABCD là đoạn thẳng song song với trục hình chiếu (A1B1C1D1 và A3B3C3D3 // 0X). + Hình chiếu bằng A2B2C2D2 = ABCD. Trường hợp hình phẳng song song với mặt phẳng chiếu P1 hoặc P3 cũng có tính chất tương tự. 4.3. Hình chiếu của các khối hình học Các khối hình học cơ bản thường gặp gồm có khối đa diện như hình lăng trụ, hình chóp cụt và khối tròn như hình trụ, hình nón, hình nón cụt, hình cầu... 4.3.1. Khối đa diện a. Khối đa diện - Khối đa diện là khối hình học được giới hạn bằng các đa giác phẳng. - Muốn vẽ hình chiếu của các khối đa diện, ta vẽ hình chiếu của các đỉnh, các cạnh, các mặt của khối đa diện. - Khi chiếu lên một mặt phẳng chiếu nào đó. Nếu cạnh không bị các mặt của vật thể che khuất, thì cạnh đó được vẽ bằng nét cơ bản. - Ngược lại nếu cạnh bị che khuất thì cạnh đó được vẽ bằng nét đứt (Hình 4-14). S1 S K K1 A1 D C C1 D2 E1 B1 D1 E2 C2 E B S2 A2 A B2 Hình 4-14: Hình chiếu của khối đa diện b. Hình chiếu của khối lăng trụ * Hình chiếu của hình hộp chữ nhật. Để đơn giản, hãy đặt đáy ABCD của hình hộp song song với mặt phẳng hình chiếu bằng P2 mặt bên ABA’B’ song song với mặt phẳng hình chiếu cạnh P3. Sau đó vẽ hình chiếu của các đỉnh của hình hộp trên ba mặt phẳng hình chiếu. Nối hình chiếu của các điểm, các cạnh, ta sẽ được hình chiếu của các cạnh và các mặt của hình hộp. Vì các mặt của hình hộp song song với mặt phẳng hình chiếu, do đó các hình chiếu đều là các hình chữ nhật (Hình 4 - 15) 0 y1 x y z K1 A1 D1 B1 C1 D3 C3 A3 B3 K3 A2 D2 K2 B2 C2 D A B C K Hình 4 - 15: Hình chiếu của hình hộp Muốn xác định một điểm K nằm trên mặt của hình hộp, vẽ qua K đường thẳng nằm trên mặt của hình hộp. 0 C1 A3 C2 y1 y x z A1 A2 C3 B3 B1 B2 A C B * Hình chiếu của hình lăng trụ đều Hình 4 - 16: Hình chiếu của hình lăng trụ Cách vẽ hình chiếu và cách xác định điểm nằm trên mặt phẳng của hình lăng trụ đều tương tự như trường hợp hình hộp chữ nhật. Hình 4 - 16 là hình chiếu của hình lăng trụ tam giác cân. c. Hình chiếu của khối chóp và chóp cụt đều * Hình chiếu của hình chóp Để đơn giản, nên đặt mặt đáy ABCDEF của hình chóp đều song song với mặt phẳng hình chiếu P2 và đường chéo AD song song với P1, sẽ được các hình chiếu như Hình 4 - 17. Hình chiếu bằng là hình lục giác đều, hình chiếu