Bài giảng đồ họa kỹ thuật

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI BỘ MÔN ĐỒ HOẠ KỸ THUẬT BÀI GIẢNG ĐỒ HỌA KỸ THUẬT NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ Hà Nội - 2011 NHÓM BIÊN SOẠN: Th.S KTS Nguyễn Việt Anh ThS KS Nguyễn Thị Hồng ThS KS Nguyễn Kim Hiền ThS KTS Phạm Thị Liên Hương KTS Đặng Đức Dương MỤC LỤC ĐỒ HỌA KỸ THUẬT Error! Bookmark not defined MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU GIỚI THIỆU MÔN HỌC Mục đích, u cầu mơn học: Nội dung môn học: Thiết bị dụng cụ vẽ kỹ thuật: 3.1 Thiết bị dụng cụ vẽ kỹ thuật truyền thống: 3.2 Thiết bị vẽ đại: 10 Dụng cụ vẽ cần thiết 10 CHƯƠNG CÁC QUY ƯỚC VÀ TIÊU CHUẨN ĐỐI VỚI BẢN VẼ KỸ THUẬT 11 1.1 Khổ giấy: 11 1.2 Quy ước tiêu chuẩn đường nét vẽ 12 1.3 Quy ước chữ viết: 14 1.4 Ghi kích thước: 14 1.4.1 Một số quy định chung ghi kích thước: 15 1.4.2 Quy ước cho yếu tố ghi kích thước: 15 1.4.3 Một số phương pháp ghi kích thước: 18 1.4.3 Một số ví dụ ghi kích thước: 19 1.4.3 Một số cách ghi kích thước đặc biệt: 20 1.5 Khung vẽ khung tên 21 1.3 Khung tên: 21 1.6 Tỷ lệ vẽ 23 1.7 Một số ký hiệu quy ước vẽ 24 1.7.1 Ký hiệu vật liệu 24 1.7.2 Ký hiệu trải mái 24 1.7.3 Ký hiệu số cơng trình thủy lợi vẽ đồ quy hoạch 25 1.7.4 Ký hiệu hướng dòng chảy hướng đồ 26 Câu hỏi ôn tập: 26 CHƯƠNG HÌNH CHIẾU THẲNG GÓC 27 2.1 Khái niệm hình chiếu thẳng góc 27 2.1.1 Phép chiếu thẳng góc 27 2.1.2 Hình chiếu thẳng góc: 27 2.1.3 Bản vẽ hình chiếu thẳng góc 27 2.2 Quy ước bố trí hình chiếu thẳng góc 28 2.2.1 Tiêu chuẩn ISO 28 2.2.2 Tiêu chuẩn ANSI 30 2.3 Biểu diễn vật thể hình chiếu thẳng góc 32 2.3.1 Các quy tắc biểu diễn đường thẳng mặt phẳng 32 2.3.2 Các bước vẽ hình chiếu thẳng góc 38 2.3.4 Phương pháp vẽ theo đỉnh 39 2.3.5 Phương pháp vẽ theo mặt 40 2.3.6 Phương pháp vẽ theo khối 40 2.4 Một số cách biểu diễn khác phép chiếu thẳng góc 41 2.4.1 Hình chiếu phụ 41 2.4.2 Hình chiếu riêng phần 42 2.4.3 Hình trích 43 2.4.4 Phép quay tưởng tượng - Hình chiếu quy ước 44 Câu hỏi ôn tập 45 Bài tập 46 CHƯƠNG HÌNH CHIẾU TRỤC ĐO 49 3.1 Khái niệm chung 49 3.1.1 Nguyên tắc biểu diễn 49 3.1.2 Hệ số biến dạng 49 3.2 Các loại hình chiếu trục đo thơng dụng 50 3.3 Cách dựng hình chiếu trục đo từ hình chiếu thẳng góc 51 3.3.1 Dựng hình chiếu trục đo vật thể 51 3.3.2 Dựng hình chiếu trục đo đường cong 57 3.4 Hình cắt trục đo 62 3.4.1 Khái niệm 62 3.4.2 Phân loại 62 3.4.3 Qui ước gạch mặt cắt 63 3.4.4 Phương pháp vẽ hình cắt trục đo 63 Câu hỏi ôn tập: 64 Bài tập 65 CHƯƠNG HÌNH CẮT - MẶT CẮT 71 4.1 Khái niệm 71 4.2 Một số quy ước 72 4.2.1 Quy ước nét cắt 72 4.2.2 Quy ước đường bao hình cắt-mặt cắt 75 4.2.3 Quy ước ký hiệu vật liệu cho hình cắt - mặt cắt 75 4.2.4 Quy ước biểu diễn hình cắt-mặt cắt xoay 80 4.2.5 Quy ước kết hợp hình chiếu với hình cắt 80 4.3 Phân loại hình cắt - mặt cắt 81 4.3.1 Phân loại theo vị trí mặt phẳng cắt 81 4.3.2 Phân loại theo số lượng mặt phẳng cắt 83 Câu hỏi ôn tập 90 Bài tập 91 CHƯƠNG BÀI TỐN TÌM GIAO TRÊN HÌNH CHIẾU THẲNG GÓC 99 5.1 Mặt đa diện 99 5.1.1 Khái niệm chung đa diện: 99 5.1.2 Mặt tháp 99 5.1.3 Mặt lăng trụ 101 5.2 Mặt cong: 103 5.2.1 Khái niệm chung 103 5.2.2 Biểu diễn mặt nón 104 5.2.3 Mặt trụ 105 5.2.4 Biểu diễn mặt cầu 106 5.3 Biểu diễn đường cong thuộc mặt cong 107 5.4 Đường thẳng chiếu cắt mặt hình học 108 5.5 Mặt phẳng chiếu cắt mặt hình học 110 5.5.1 Mặt phẳng chiếu cắt mặt tháp mặt lăng trụ 110 5.5.2 Mặt phẳng chiếu cắt nón: 111 5.5.3 Mặt phẳng chiếu cắt trụ 112 5.5.4 Giao mặt phẳng với cầu: 112 5.6 Giao hai mặt 113 5.6.1 Lăng trụ chiếu cắt mặt đa diện 113 5.6.2 Lăng trụ chiếu cắt mặt cong 116 5.6.3 Trụ chiếu cắt đa diện 119 5.6.4 Trụ chiếu cắt mặt cong 121 5.6.5 Một số trường hợp đặc biệt giao tuyến hai mặt bậc hai 124 5.6.6 Phương pháp mặt phẳng phụ trợ 125 Câu hỏi ôn tập 126 Bài tập 126 CHƯƠNG HÌNH CHIẾU CĨ SỐ 133 6.1 Khái niệm hình chiếu có số 133 6.2 Biểu diễn yếu tố hình học 133 6.2.1 Biểu diễn điểm 133 6.2.2 Biểu diễn đường thẳng 133 6.2.3 Biểu diễn đường cong 136 6.2.4 Biểu diễn mặt phẳng 136 6.2.5 Biểu diễn đa diện 137 6.2.6 Biểu diễn mặt cong 137 6.2.7 Biểu diễn mặt dốc 138 6.2.8 Biểu diễn mặt địa hình 140 6.3 Một số tốn giao hình chiếu có số 141 6.3.1 Xác định giao tuyến mặt 141 6.3.2 Mặt phẳng chiếu cắt mặt 142 6.3.3 Xác định giao điểm đường thẳng với mặt 143 6.3.4 Xác định giao điểm đường cong với mặt 144 6.4 Bản vẽ thiết kế sơ cơng trình đất 144 6.4.1 Giới thiệu chung 144 6.4.2 Phương pháp chung vẽ vẽ thiết kế sơ cơng trình đất 145 6.4.3 Bản vẽ đập đất 145 6.4.4 Bản vẽ đường tràn, kênh dẫn 148 6.4.5 Bản vẽ san hố móng 150 6.4.6 Bản vẽ đường giao thông 151 Câu hỏi ôn tập: 154 Bài tập 155 LỜI NÓI ĐẦU Theo chủ trương đổi giáo dục nhà trường, môn Đồ hoạ Kỹ thuật - Trường Đại học Thuỷ lợi biên tập “Bài giảng Đồ hoạ Kỹ thuật” phục vụ cho việc giảng dạy môn học cho sinh viên toàn trường Nội dung tài liệu tổng hợp từ “Technical Graphics Communication” tác giả Gary Bertoline Eric Wiebe, xuất năm 2003, sách dùng làm tài liệu giảng dạy môn học “Đồ hoạ kỹ thuật” số trường đại học kỹ thuật Hoa Kỳ Tuy nhiên, tiêu chuẩn “Technical Graphics Communication” hoàn toàn theo tiêu chuẩn ANSI, để phù hợp với điều kiện học tập làm việc học viên sau trường, tiêu chuẩn sử dụng tài liệu tiêu chuẩn ISO TCVN trình bày vẽ kỹ thuật xây dựng Tài liệu trình bày ngắn gọn, súc tích, trọng yếu tố thực hành, giúp học viên nắm bắt kỹ đọc thể vẽ kỹ thuật So với tài liệu vẽ kỹ thuật sử dụng nước, phần hình chiếu có số tài liệu trình bày cách tổng quát, hệ thống, giúp học viên đọc hiểu thiết kế sơ số loại cơng trình đất tiêu biểu Vì điều kiện thời gian gấp rút để đáp ứng kịp thời yêu cầu học tập sinh viên nên tài liệu tránh khỏi số sai sót định Bộ mơn mong đóng góp ý kiến bạn đọc để lần tái sau sách hoàn chỉnh Bộ mơn Đồ hoạ Kỹ thuật GIỚI THIỆU MƠN HỌC Đồ hoạ kỹ thuât môn hoc sở cung cấp kiến thức để đọc thiết lập vẽ kỹ thuật Đây môn học thiết yếu chương trình đào tạo kỹ thuật đồ hoạ Trong lĩnh vực kỹ thuật, ước tính 92% nội dung thiết kế diễn đạt đồ họa, 8% cịn lại thơng qua bảng biểu, viết thuyết minh Do đó, đồ họa kỹ thuật coi phương tiện giao tiếp chủ yếu người thiết kế Tài liệu đề cập đến nội dung đồ họa kỹ thuật, giúp sinh viên nắm số phương pháp quy chuẩn để thực đọc vẽ kỹ thuật Trong thập niên vừa qua, phát triển công nghệ thông tin phần mềm đồ hoạ CAD, SOLID, INVENTER dẫn đến thay đổi to lớn lĩnh vực đồ họa kỹ thuật phương pháp thiết kế chế tạo, nhiên nội dung móng để người thiết kế đọc hiểu diễn đạt ý tưởng vẽ phác thảo phát triển ý tưởng thông qua phần mềm đồ họa chuyên dụng Mục đích, yêu cầu môn học: − Sinh viên nắm nguyên tắc phương pháp biểu diễn, quy ước tiêu chuẩn sử dụng vẽ kỹ thuật − Trang bị kỹ đọc thể vẽ kỹ thuật để sinh viên tiếp tục học tập môn học chuyên ngành áp dụng vào thực tế sản xuất − Rèn luyện tính xác, cẩn thận, kiên nhẫn cho sinh viên Nội dung môn học: − Các quy ước tiêu chuẩn vẽ kỹ thuật − Phương pháp Hình Chiếu Thẳng Góc − Phương pháp Hình Chiếu Trục Đo − Hình cắt – Mặt cắt − Các toán Giao Tuyến − Phương pháp Hình chiếu có số Thiết bị dụng cụ vẽ kỹ thuật: Thiết bị dụng cụ vẽ hỗ trợ người vẽ thể vẽ cách nhanh chóng, xác hiệu Tuỳ theo nội dung vẽ, người vẽ sử dụng thiết bị dụng cụ truyền thống đại 3.1 Thiết bị dụng cụ vẽ kỹ thuật truyền thống: - Giấy vẽ; - Bút vẽ: bút chì gỗ (Hình 1a) bút kim (Hình 1b); - Tẩy; - Bàn bảng vẽ gắn thước trượt (Hình 1c); - Một số loại thước: thước đo độ (Hình 1d), eke (Hình 1e), compa (Hình 1g), thước cong (Hình 1h), thước uốn (Hình 1i), thước mẫu (Hình 1k) (a) (b) (d) (e) (h) (i) (c) (g) (k) Hình Một số dụng cụ vẽ 3.2 Thiết bị vẽ đại: - Máy tính, máy in, máy scan… - Các phần mềm đồ hoạ CAD, Inventer, Solid Work, 3D Max… Thiết bị vẽ đại có nhiều ưu điểm vẽ nhanh, đẹp, xác, dễ chỉnh sửa, in thành nhiều bản, lưu trữ vẽ tạo thành thư viện hỗ trợ thiết kế… Dụng cụ vẽ cần thiết Chương trình giới thiệu nội dung lý thuyết đồng thời rèn luyện kỹ đọc vẽ vẽ cho sinh viên thơng qua vẽ thực hành Do để học tập tốt môn học, học viên cần chuẩn bị dụng cụ vẽ cần thiết sau đây: - Bút chì kim (loại chì 0.5mm – HB 2B); - Giấy vẽ A4 (kẻ sẵn khung tên, khung vẽ theo quy ước); - Compa (nên sử dụng loại ruột chì kim tương tự bút chì kim}; - Thước thẳng (nên dùng loại thước có chiều dài khoảng 30 - 40cm); - Tẩy chì; 10 Các bước vẽ thiết kế sơ đường tràn: Vẽ mặt bằng: Bước 1: Vẽ mặt đáy tràn − Vẽ hai đường song song cách tuyến đáy tràn khoảng ½ bề rộng đáy tràn Hai đầu mặt đáy tràn giới hạn đường đồng mức có cao trình tương ứng với cửa vào cửa Bước 2: Vẽ mái tràn − Vẽ đường sở có cao độ cao độ cửa vào ( xem phần biểu diễn mặt dốc có đường chuẩn tuyến thẳng – Hình 6.12a) − Vẽ đường khác có cao độ tương ứng với cao độ đường đồng mức mặt địa hình ( xem phần biểu diễn đường mặt dốc - Hình 6.12b) − Xác định giao điểm đường mái tràn đường đồng mức cao độ mặt địa hình − Vẽ giao tuyến mái tràn với mặt địa hình đường cong trơn đoạn thẳng gãy khúc qua giao điểm − Trải mái mái theo quy ước Vẽ mặt cắt: Mặt cắt dọc: mặt phẳng cắt qua tuyến tràn Hình vẽ biểu diễn đáy tràn dốc hình dạng địa hình tự nhiên trước đào tuyến tràn Mặt cắt ngang: mặt phẳng cắt vng góc với tuyến đập Hình vẽ biểu diễn mái tràn địa hình tự nhiên trước đào tuyến tràn Lưu ý: Tại vị trí cắt ngang có cao trình đáy tràn tương ứng Hình 6.25 minh hoạ mặt vẽ thiết kế sơ đường tràn theo tuyến thẳng A-A mặt địa hình Cửa vào đường tràn có cao trình +45.00, cửa cao trình +35.00 Bề rộng đáy đường tràn b = 6m, mái đào có độ dốc i = ½ Hình 6.25 Bản vẽ thiết kế sơ đường tràn 149 Trong trường hợp đáy tràn tuyến cong, cần lưu ý cách biểu diễn đường mái tràn theo phương pháp biểu diễn mặt dốc có đường chuẩn cong Hình 6.26 minh hoạ mặt tràn cong, cửa vào cao trình 70, cửa cao trình 55, mái đào dốc i=1/1 Hình 6.26 Bản vẽ thiết kế sơ mặt đường tràn cong Bước1:Vẽ đáy tràn; Bước 2: Chia độ đường chuẩn mái tràn; Bước 3: Vẽ đường tròn cao độ cửa vào vào có tâm điểm chia; Bước 4: Vẽ đường sở tiếp xúc đường tròn bằng; Bước 5: Vẽ đường khác tương ứng với cao độ đường đồng mức mặt địa hình; Bước 6: Xác định giao điểm; Bước 7: Vẽ giới hạn mái tràn trải mái 6.4.5 Bản vẽ san hố móng San đào hố móng tạo mặt địa hình khu vục phẳng có hình dạng theo yêu cầu thiết kế Khi đó, số khu vực địa hình phải đào đắp thêm vẽ thiết kế sơ thể khu đất thiết kế toàn khu vực đào đắp liền kề Các thông số thiết kế cơng trình bao gồm hình dạng cao trình khu đất thiết kế, độ dốc mái đào đắp cơng trình Hình 6.27 Các yếu tố vẽ san 150 Các bước vẽ thiết kế sơ vẽ san hố móng: Vẽ mặt bằng: Bước 1: Phân chia khu vực đào đắp (nếu có) − Dựa vào cao trình khu đất thiết kế cao trình tương ứng mặt địa hình để phân chia khu vực đào đắp mặt địa hình Bước 2: Vẽ mái − Biểu diễn mái đào đắp đường có cao độ tương ứng với cao độ đường đồng mức mặt địa hình − Xác định giao điểm đường đường đồng mức cao độ mặt địa hình − Vẽ giao tuyến mái đào, đắp với với mặt địa hình trải mái Vẽ mặt cắt: Mặt cắt thể cao độ khu đất thiết kế, mái đào, đắp công trình mối tương quan với mặt địa hình tự nhiên Tuỳ theo vị trí mặt phẳng cắt, mặt cắt thể riêng khu vực đào, khu vực đắp khu vực đào đắp cơng trình Hình 6.28 minh hoạ hình vẽ mặt san khu đất có hình dạng hình vẽ, cao trình khu đất +45.00 Độ dốc mái đào 1/1, độ dốc mái đắp 2/3 Khu vực đào đắp phân chia đường đồng mức cao trình +45.00 mặt địa hình Các mái đào đắp xung quanh khu đất biểu diến đường song song cạnh tương ứng của khu đất Trong vẽ, bên cạnh việc xác định giao tuyến mái đào, đắp với mặt địa hình cần ý vẽ giao tuyến mái liền kề (xem hình vẽ trang 147) 6.4.6 Bản vẽ đường giao thơng Tuyến đường giao thông phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật độ dốc tuyến đường, bán kính cong đoạn chuyển tiếp… Do đó, mặt địa hình có khu vực phải đào đắp để tạo nên đường đáp ứng yêu cầu thiết kế Các thông số thiết kế sơ đường giao thông bao gồm tuyến đường, bề rộng đường, độ dốc cao trình thiết kế tuyến đường, độ dốc mái đào đắp hai bên đường Hình 6.29 Các yếu tố tuyến đường 151 Hình 6.28 Bản vẽ san Các bước vẽ thiết kế sơ đường giao thông: Vẽ mặt bằng: Bước 1: Vẽ mặt đường − Vẽ hai đường song song cách tuyến đường khoảng 1/2 bề rộng đường Hai đầu tuyến đường giới hạn đường đồng mức có cao trình tương ứng với cao trình thiết kế Bước 2: Phân chia khu vực đào đắp (nếu có) − Dựa vào cao trình mặt địa hình độ dốc cao trình thiết kế tuyến đường để xác định phạm vi khu vực đào đắp đường Nếu địa hình phức tạp nên sử dụng phương pháp cắt dọc địa hình theo trục tuyến đường để xác định khu vực đào, đắp (còn gọi phương pháp trắc dọc tuyến) 152 Bước 3: Vẽ mái − Biểu diễn mái đào đắp thơng qua đường có cao độ tương ứng với cao độ đường đồng mức mặt địa hình − Xác định giao điểm đường đường đồng mức cao độ mặt địa hình − Vẽ giao tuyến mái đào, đắp với mặt địa hình trải mái theo quy ước Vẽ mặt cắt: Mặt cắt dọc: mặt phẳng cắt qua tuyến đường Hình vẽ biểu diễn độ dốc tuyến đường hình dạng địa hình tự nhiên vị trí tuyến đường chạy qua Mặt cắt ngang: mặt phẳng cắt vng góc với tuyến đường Hình vẽ biểu diễn mái đào đắp hai bên đường mối tương quan với mặt địa hình Tuỳ theo vị trí mặt phẳng cắt mà hai bên đường mái đào, mái đắp hay đào đắp Lưu ý: Tại vị trí cắt ngang có cao trình mặt đường tương ứng Ví dụ: Vẽ thiết kế sơ đường theo tuyến thẳng cho từ cao trình +50.00 đến cao trình +90.00 Bề rộng mặt đường b = 16m, độ dốc mái đất đào= 1/2 , mái đất đắp= 1/3 Hình 6.30 minh hoạ vẽ thiết kế sơ mặt đường Trong đó, R1 = ∆h/i đắp = 10/(1/2) = 20; R2 = ∆h/i đào = 10/(1/3) = 30 Hình 6.30 Bản vẽ tuyến đường giao thơng 153 Hình 6.31 minh hoạ vẽ thiết kế sơ mặt đường tuyến cong dốc từ cao trình +50.00 đến +70.00, bề rộng tuyến đường 14m, mái đào i=1/2, mái đắp i=2/3 Hình 6.31 Bản vẽ đường giao thơng tuyến cong Câu hỏi ơn tập: Hình chiếu có số thường dùng để biểu diễn loại vẽ nào, sao? Phương pháp biểu diễn yếu tố hình học phổ biến thường sử dụng hình chiếu có số gì, sao? Mục đích trải mái mặt hình chiếu có số để làm gì, trải mái cần tuân theo nguyên tắc nào? Khi biểu diễn mặt dốc cần ý đặc điểm gì? Khi sử dụng mặt nón ngửa sử dụng mặt nón úp biểu diễn mặt dốc đều? Phương pháp mặt cắt địa hình thường sử dụng trường hợp nào, sao? Nêu bước để vẽ vẽ mặt bằng, mặt cắt cơng trình đất? Trong q trình vẽ cần ý điểm gì? 154 Bài tập Bài tập 1: 155 Bài tập 2: 156 Bài tập 3: 157 Bài tập 4: 158 Bài tập 5: 159 Bài tập 6: 160 Bài tập 7: 161 Bài tập 8: 162 NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ Trụ sở: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Điện thoại: QLTH 04.22149041 PH 04.22149040 Phòng Biên tập: 04.22149034 Fax: 04.7910147 E-mail: nxb@vap.ac.vn; www.vap.ac.vn BÀI GIẢNG ĐỒ HỌA KỸ THUẬT Chịu trách nhiệm xuất Giám đốc TRẦN VĂN SẮC Tổng Biên tập GS TSKH NGUYỄN KHOA SƠN Biên tập: NGUYỄN THỊ PHƯƠNG TRÀ Chế bản: ĐẶNG ĐỨC DƯƠNG Sửa in: NGUYỄN MINH ANH Thiết kế bìa: ĐẶNG ĐỨC DƯƠNG In 3.530 cuốn, khổ 20,5 x 29 cm, Công ty TNHH In Khuyến học Giấy phép xuất số: 129-2011/CXB/014-01/KHTNCN Cục Xuất cấp ngày /12/2011 In xong nộp lưu chiểu Quý I năm 2012 163 ... mơn Đồ hoạ Kỹ thuật GIỚI THIỆU MÔN HỌC Đồ hoạ kỹ thuât môn hoc sở cung cấp kiến thức để đọc thiết lập vẽ kỹ thuật Đây môn học thiết yếu chương trình đào tạo kỹ thuật đồ hoạ Trong lĩnh vực kỹ thuật, ... 154 Bài tập 155 LỜI NÓI ĐẦU Theo chủ trương đổi giáo dục nhà trường, môn Đồ hoạ Kỹ thuật - Trường Đại học Thuỷ lợi biên tập ? ?Bài giảng Đồ hoạ Kỹ thuật? ?? phục vụ cho việc giảng. .. kế diễn đạt đồ họa, 8% cịn lại thơng qua bảng biểu, viết thuyết minh Do đó, đồ họa kỹ thuật coi phương tiện giao tiếp chủ yếu người thiết kế Tài liệu đề cập đến nội dung đồ họa kỹ thuật, giúp