几何作图在建筑制图中应用很广,设计人员学会几何作图,可提高制图的准确性和速度,保证制图的质量。施工人员掌握几何作图的画法,可有效地安排施工平面图及放构件大样等。
如图 1.49 所示,要五等分线段 AB ,首先过点 A 任作一直线 AC ,自 A 点起以任意长度 A 1′为单位,量取 A 1′= 1′2′= 2′3′= 3′4′= 4′5′,得 1′,2′,3′,4′,5′各等分点。连 5 ′B ,并过其他各等分点分别作直线平行于 5 ′B ,交 AB 于 1,2,3,4 各点,即完成作图。
图1.49 等分任意线段
如图 1.50 所示要五等分平行线 AB 和 CD 之间的距离,可将直尺放在直线 AB 和 CD 之间摆动,使刻度0 与5 分别落在 AB 与 CD 上,在图中记下1,2,3,4 各分点的位置,过各分点作 AB (或 CD )的平行线,即完成作图。
图1.50 等分两平行线之间的距离
如图 1.51 所示,如果要四等分图纸幅面 ADBC ,可先连接 AB , CD 交于 E 点,然后过点 E 作直线 12 和 34,即可完成作图。
图1.51 四等分图纸幅面
图1.52 圆内接等边三角形
如图 1.52 所示,要绘制圆内接等边三角形 123,首先需要过点 0 作圆弧(半径= R ),圆弧与圆交于点 1 和点 2。然后连接点 1、点 2 和点 3,即可完成作图。
如图 1.53 所示,要绘制圆内接正六边形,首先需要过点 0 和点 3 作圆弧(半径= R ),圆弧与圆交于点 1、点 2、点 4 和点 5。然后依次连接点 3、点 5、点 1、点 0、点 2 和点 4,即可完成作图。
图1.53 圆内接正六边形
图1.54 圆内接正五边形
如图 1.54 所示为圆内接正五边形的作图方法。首先以点 O 为圆心画一个圆,接着作圆的两条互相垂直的直径 AZ 和 XY ,并作 OY 的中点 M 。以点 M 为圆心, MA 为半径作圆,交 OX 于点 N 。以点 A 为圆心, AN 为半径,在圆上连续截取等弧,使弦 AB = BC = CD = DE = AN ,则五边形 ABCDE 即为正五边形。
1)四心法
如图 1.55 所示为四心法画椭圆的详细步骤。首先确定点 A , B , C , D , E 和 F ,如图 1.55( a)所示。接着作线段 AF 的中垂线,确定点 1,2,3 和 4,如图 1.55(b)所示。最后分别以点 1,2,3 和 4 为圆心画圆弧,即可完成作图,如图 1.55(c)所示。
2)同心圆法
如图 1.56 所示为同心圆法画椭圆的详细步骤。首先以椭圆的长半轴和短半轴为半径画圆,如图 1.56(a)所示。接着将圆等分为 12 等份,并作出椭圆上的点 1 到点 12,如图 1.56(b)和图 1.56(c)所示。最后按如图 1.56(d)所示光滑连接点 1 到点 12,即可完成作图。
图1.55 四心法画椭圆
图1.56 同心圆法画椭圆
首先按如图 1.57 所示作出螺旋线的水平圆投影图形,并把水平投影等分成 12 等份。然后把螺旋线的正面投影按螺距的高度等分成 12 份,并按照水平投影的等分点求正面投影的对应点。最后将正面投影点连接成光滑曲线,即可完成螺旋线的作图。
1)用已知圆弧连接两已知直线
如图 1.58 所示,用半径为 R 的圆弧连接两已知直线 L 1 和 L 2 ,首先需要按如图 1.58( a)所示绘制连接弧的圆心 O ,接着按照如图 1.58(b)所示绘制圆弧切点 M 和 N ,最后按如图 1.58(c)所示以 O 为圆心、 R 为半径画圆弧,即可完成作图。
图1.57 螺旋线画法
图1.58 用已知圆弧连接两已知直线
2)用已知圆弧内连接直线和圆弧
如图 1.59 所示用半径为 R 的圆弧内连接直线 MN 和半径为 R 1 的圆弧,首先需要绘制连接圆弧的圆心点 O ,如图 1.59(a)所示。接着按如图 1.59(b)所示绘制出切点。最后按照如图 1.59(c)所示以 O 为圆心、 R 为半径绘制连接圆弧,即可完成作图。
图1.59 用已知圆弧内连接直线和圆弧
3)用已知圆弧外连接直线和圆弧
如图 1.60 所示用半径为 R 的圆弧内连接直线 L 和半径为 R 1 的圆弧。首先需要绘制连接圆弧的圆心点 O ,如图 1.60(a)所示。接着按如图 1.60(b)所示绘制出切点 M 和 N 。最后按照如图 1.60(c)所示以 O 为圆心、 R 为半径绘制连接圆弧,即可完成作图。
图1.60 用已知圆弧外连接直线和圆弧
4)用已知圆弧外连接两已知圆弧
如图 1.61 所示用半径为 R 的圆弧外连接半径为 R 1 的圆弧和半径为 R 2 的圆弧。首先需要绘制连接圆弧的圆心点 O ,如图 1.61(a)所示。接着按如图 1.61(b)所示绘制出切点 M 和 N 。最后按照如图 1.61(c)所示以 O 为圆心、 R 为半径绘制连接圆弧,即可完成作图。
图1.61 用已知圆弧外连接两已知圆弧
5)用已知圆弧内连接两已知圆弧
如图 1.62 所示用半径为 R 的圆弧内连接半径为 R 1 的圆弧和半径为 R 2 的圆弧。首先需要绘制连接圆弧的圆心点 O ,如图 1.62(a)所示。接着按如图 1.62(b)所示绘制出切点 M 和 N 。最后按照如图 1.62(c)所示以 O 为圆心、 R 为半径绘制连接圆弧,即可完成作图。
图1.62 用已知圆弧内连接两已知圆弧
6)用已知圆弧内外连接两已知圆弧
如图 1.63 所示用半径为 R 的圆弧内外连接半径为 R 1 的圆弧和半径为 R 2 的圆弧。首先需要绘制连接圆弧的圆心点 O ,如图 1.63(a)所示。接着按如图 1.63(b)所示绘制出切点 M 和 N 。最后按照如图 1.63(c)所示以 O 为圆心、 R 为半径绘制连接圆弧,即可完成作图。
图1.63 用已知圆弧内外连接两已知圆弧
尺规绘制平面几何图形要对平面图形进行尺寸分析和线段分析,从而知道哪些线段可以直接画出,哪些线段需要根据几何条件作图,这样便能正确确定画图步骤。
平面几何图形的尺寸按其作用分为定形尺寸和定位尺寸。
1)定形尺寸
定形尺寸是指确定平面几何图形的线段的长度、圆的直径和角度等尺寸。如图 1.64 所示的 ϕ 3753。
2)定位尺寸
定位尺寸是指确定平面几何图形上的各线段或封闭图形间相对位置的尺寸。如图 1.64所示的 3926,7516。
图1.64 平面几何图形的尺寸分析
平面几何图形中,线段按所注尺寸和线段间的连接关系分为已知线段、中间线段和连接线段 3 种。
1)已知线段
已知线段是指具有定形尺寸和齐全的定位尺寸的线段。如图 1.65 所示的尺寸 R 18, ϕ 32,70 和 8。
2)中间线段
中间线段是指具有定形尺寸和不齐全的定位尺寸的线段。如图 1.65 所示的尺寸 R 56。
3)连接线段
连接线段是指只有定形尺寸而没有定位尺寸的线段。如图 1.65 所示的尺寸 R 35 和 R 36。
图1.65 平面几何图形的线段分析
①分析平面几何图形中的已知线段、中间线段和连接线段以及各部分的尺寸大小,如图1.65 所示。
②选定图幅和绘图比例,布置幅面,使图形在图纸上位置适中。
③用 2H或H铅笔绘制已知线段、中间线段和连接线段,如图 1.66 所示。
④检查无误后,擦除多余作图线,加深图线并标注尺寸,如图 1.65 所示。
图1.66 平面几何图形的绘图步骤