Как построить сопряжение прямого угла. Выполнение чертежа детали с сопряжениями. Сопряжение окружностей(дуг) с прямой линией

02.11.2019

Сопряжение.

Сопряжение- плавный переход одной линии в другую.

Сопряжение пересекающихся прямых дугой окружности заданного радиуса.

Задача сводится к проведению окружности, касающейся обеих заданных прямых линий.

Вариант 1.

Проводим вспомогательные прямые параллельно заданным на расстоянии R от заданных.

Точка пересечения этих прямых будет центромО дуги сопряжения. Перпендикуляры, опущенные из центра О на

заданные прямые, определят точки касания К и К 1 .

Вариант 2.

Построение такое же.

Сопряжения. Построение сопряжения линий.

Вариант 3.

Если требуется провести окружность, чтобы она касалась трех пересекающихся прямых линий, то в этом случае

Радиус не может быть задан условиями задачи. Центр О окружности находится на пересечении биссектрис углов

В и С . Радиусом окружности является перпендикуляр, опущенный из центра О на любую из 3-х заданных прямых

Линий.

Сопряжения. Построение сопряжений линий.

Построение внешнего сопряжения данной окружности с данной прямойдугой заданного радиуса R 1 .

Из центра О данной окружности проводим дугу вспомогательной окружности радиусом R+R 1 .

Проводим прямую параллельно заданной на расстоянии R 1 .

Пересечение прямой и вспомогательной дуги даст точку центра дуги сопряжения О 1 .

Точка касания дуг К лежит на линии ОО 1 .

Точка касания дуги и линии К 1 лежит на пересечении перпендикуляра из точки О 1 на прямую с дугой.

Сопряжения. Построение внешнего сопряжения окружности с прямой.

Построение внутреннего сопряжения данной окружности с данной прямой дугой заданного радиуса R 1 .

Из центра О данной окружности проводим вспомогательную окружность радиусом R- R 1 .

Сопряжения. Построение внутреннего сопряжения окружности с прямой.

Построение сопряжения двух данных окружностей дугой заданного радиуса R 3 .

Внешнее касание.

Из центра окружности О 1 R 1 +R 3 .

Из центра окружности О 2 описываем дугу вспомогательной окружности радиусом R 2 +R 3 .

Пересечение дуг вспомогательных окружностей даст точку О 3 , которая является центром дуги сопряжения

Точки касания К 1 и К 2 находятся на линиях О 1 О 3 и О 2 О 3 .

Внутреннее касание

Из центра окружности О 1 описываем дугу вспомогательной окружности радиусом R 3 -R 1 .

Из центра окружности О 2 описываем дугу вспомогательной окружности радиусом R 3 - R 2 .

Пересечение

(окружности с радиусом R 3) .

Сопряжения. Сопряжение двух окружностей дугой.

Внешнее и внутреннее касание .

Заданы две окружности с центрами О 1 и О 2 с радиусами r 1 и r 2 . Необходимо провести окружность заданного

Радиуса R так, чтобы обеспечить с одной окружностью внутреннее касание, а с другой - внешнее.

Из центра окружности О 1 описываем дугу вспомогательной окружности радиусом R-r 1 .

Изцентра окружности О 2 описываем дугу вспомогательной окружности радиусом R+r 2 .

Пересечение дуг вспомогательных окружностей даст точку, которая является центром дуги сопряжения

(окружности с радиусом R) .

Сопряжения. Сопряжение двух окружностей дугой.

Построение окружности, проходящей через заданную точку А и касающейся данной окружности

в заданной точке В.

Находим середину прямой линии АВ . Через середину линии АВ поводим перпендикуляр. Пересечение продолжения

Линии ОВ и перпендикуляра дает точку О 1 . О 1 - центр искомой окружности с радиусом R = O 1 B = O 1 A.

Сопряжения. Внутреннее касание окружности и дуги .

Построение сопряжения окружности с прямой линией в заданной на прямой точке А.

Из заданной точки А линии LM восстанавливаем перпендикуляр к прямой линии LM . На продолжении

Перпендикуляра откладываем отрезок АВ . АВ = R. Соединяем точку В с центром окружности О 1 прямой.

Из точки А проводим прямую линию параллельно ВО 1 до пересечения с окружностью. Получим точку К - точку

Касания. Соединим точку К с центром окружности О 1 . Продлим линии О 1 К и АВ до пересечения. Получим точку

О 2 , которая является центром дуги сопряжения с радиусом О 2 А = О 2 К.

Сопряжения. Сопряжение окружности с прямой в заданной точке.

Построение сопряжения окружности с прямой линией в заданной на окружности точке А.

Внешнее касание .

Проводим касательную к окружности через точку А. Пересечение касательной с прямой линией LM даст точку В.

Делим угол пополам

О 1 . О 1 О 1 А = О 1 К.

Внутреннее касание.

Проводим касательную к окружности через точку А. Пересечение касательной с прямой LM даст точку В.

Делим угол , образованный касательной и прямой линией LM , пополам . Пересечение биссектрисы угла и

Продолжения радиуса ОА даст точку О 1 . О 1 - О 1 А = О 1 К.

Сопряжения. Сопряжение окружности с прямой в заданной точке на окружности.

Построение сопряжения двух неконцентрических дуг окружностей дугой заданного радиуса.

Проводим из центра дуги О 1 вспомогательную дугу радиусом R 1 -R 3 . Проводим из центра дуги О 2 вспомогательную

Дугу радиусом R 2 +R 3 . Пересечение дуг даст точку О. О - центр дуги сопряжения с радиусом R 3 . Точки касания

К 1 и К 2 лежат на линиях ОО 1 и ОО 2 .

Сопряжения. Сопряжение 2-х неконцентрических дуг окружностей дугой.

Построение лекальной кривой подбором дуг.

Подбирая центры дуг, совпадающих с участками кривой, можно циркулем вычертить любую лекальную кривую.

Для того чтобы дуги плавно переходили одна в другую, необходимо, чтобы точки их сопряжения (касания)

Находились на прямых линиях, соединяющих центры этих дуг.

Последовательность построений.

Подбираем центр 1 дугипроизвольного участка ab.

На продолжении первого радиуса подбираем центр 2 радиуса дуги участка bc.

На продолжении второго радиуса подбираем центр 3 радиуса дуги участка cd и т. д.

Так строим всю кривую.

Сопряжения. Подбор дуг.

Построение сопряжения двух параллельных прямых двумя дугами.

Заданные на прямых параллельных линиях точки А и В соединяем линией АВ.

Выбираем на прямой АВ произвольную точку М .

Делим отрезки АМ и ВМ пополам .

Восстанавливаем в серединах отрезков перпендикуляры.

В точках А и В, заданных прямых, восстанавливаем перпендикуляры к прямым.

Пересечение соответствующих перпендикуляров даст точки О 1 и О 2 .

О 1 центр дуги сопряжения с радиусом О 1 А = О 1 М.

О 2 центр дуги сопряжения с радиусом О 2 В = О 2 М.

Если точку М выбрать на середине линии АВ , то радиусы дуг сопряжения будут равны.

Касание дуг в точке М , находящейся на линии О 1 О 2 .

Сопряжения. Сопряжение параллельных прямых двумя дугами.

Центр сопряжения - точка, равноудаленная от сопрягаемых линий. А общая для этих линий точка называется точкой сопряжения .

Построение сопряжений выполняется с помощью циркуля.

Возможны следующие виды сопряжения:

1) сопряжение пересекающихся прямых с помощью дуги заданного радиуса R (скругление углов);

2) сопряжение дуги окружности и прямой с помощью дуги заданного радиуса R;

3) сопряжение дуг окружностей радиусов R 1 и R 2 прямой линией;

4) сопряжение дуг двух окружностей радиусов R 1 и R 2 дугой заданного радиуса R (внешнее, внутреннее и смешанное сопряжение).

При внешнем сопряжении центры сопрягаемых дуг радиусов R 1 и R 2 лежат вне сопрягающей дуги радиуса R. При внутреннем сопряжении центры сопрягаемых дуг лежат внутри сопрягающей дуги радиуса R. При смешанном сопряжении центр одной из сопрягаемых дуг лежит внутри сопрягающей дуги радиуса R, а центр другой сопрягаемой дуги - вне ее.

В табл. 1 показаны построения и даны краткие объяснения к построениям простых сопряжений.

Сопряжения Таблица 1

Пример простых сопряжений	Графическое построение сопряжений	Краткое объяснение к построению

1. Сопряжение пересекающихся прямых с помощью дуги заданного радиуса R.		Провести прямые, параллельные сторонам угла на расстоянии R. Из точки О взаимного пересечения этих прямых, опустив перпендикуляры на стороны угла, получим точки сопряжения 1 и 2. Радиусом R провести дугу.
2. Сопряжение дуги окружности и прямой с помощью дуги заданного радиуса R.		На расстоянии R провести прямую, параллельную заданной прямой, а из центра О 1 радиусом R+R 1 - дугу окружности. Точка О - центр дуги сопряжения. Точку 2 получим на перпендикуляре, проведенном из точки О на заданную прямую, а точку 1 - на прямой OO 1 .
3. Сопряжение дуг двух окружностей радиусов R 1 и R 2 прямой линией.		Из точки О 1 провести окружность радиусом R 1 -R 2 . Отрезок O 1 O 2 разделить пополам и из точки О 3 провести дугу радиусом 0,5O 1 O 2 . Соединить точки О 1 и O 2 с точкой А. Из точки О 2 опустить перпендикуляр к прямой АО 2 , Точки 1.2 - точки сопряжения.

Продолжение таблицы 1


4. Сопряжение дуг двух окружностей радиусов R 1 и R 2 дугой заданного радиуса R (внешнее сопряжение).		Из центров O 1 и О 2 провести дуги радиусов R+R 1 и R+R 2 . O 1 и О 2 с точкой О. Точки 1 и 2 являются точками сопряжения.
5. Сопряжение дуг двух окружностей радиусов R 1 и R 2 дугой заданного радиуса R (внутреннее сопряжение).		Из центров O 1 и О 2 провести дуги радиусов R -R 1 и R -R 2 . Получаем точку О - центр дуги сопряжения. Соединить точки O 1 и О 2 с точкой О до пересечения с заданными окружностями. Точки 1 и 2 - точки сопряжения.
6. Сопряжение дуг двух окружностей радиусов R 1 и R 2 дугой заданного радиуса R (смешанное сопряжение).		Из центров O 1 и О 2 провести дуги радиусов R - R 1 и R+R 2 . Получаем точку О - центр дуги сопряжения. Соединить точки O 1 и О 2 с точкой О до пересечения с заданными окружностями. Точки 1и 2 - точки сопряжения.

Лекальные кривые

Это кривые линии, у которых на каждом их элементе непрерывно изменяется кривизна. Лекальные кривые не могут быть вычерчены с помощью циркуля, их построение выполняется по ряду точек. При вычерчивании кривой полученный ряд точек соединяют по лекалу, поэтому ее называют лекальной кривой линией. Точность построения лекальной кривой повышается с увеличением числа промежуточных точек на участке кривой.

К лекальным кривым относятся так называемые плоские сечения конуса – эллипс , парабола , гипербола , которые получаются в результате сечения кругового конуса плоскостью. Такие кривые рассматривались при изучении курса «Начертательная геометрия». К лекальным кривым также относят эвольвенту , синусоиду, спираль Архимеда , циклоидальные кривые .

Эллипс - геометрическое место точек, сумма расстояний которых до двух неподвижных точек (фокусов) есть величина постоянная.

Наиболее широко применяется способ построения эллипса по заданным полуосям АВ и СD. При построении проводят две концентрические окружности, диаметры которых равны заданным осям эллипса. Для построения 12 точек эллипса окружности делят на 12 равных частей и полученные точки соединяют с центром.

На рис. 15 показано построение шести точек верхней половины эллипса; нижняя половина вычерчивается аналогично.

Эвольвента - является траекторией точки окружности, образованной ее развертыванием и выпрямлением (развертка окружности).

Построение эвольвенты по заданному диаметру окружности показано на рис. 16. Окружность делится на восемь равных частей. Из точек 1,2,3 проводят касательные к окружности, направленные в одну сторону. На последней касательной откладывают шаг эвольвенты, равный длине окружности

(2 pR), и полученный отрезок делят также на 8 равных частей. Откладывая на первой касательной одну часть, на второй – две части, на третьей – три части и т.д, получают точки эвольвенты.

Циклоидальные кривые - плоские кривые линии, описываемые точкой, принадлежащей окружности, катящейся без скольжения по прямой линии или окружности. Если при этом окружность катится по прямой линии, то точка описывает кривую, называемую циклоидной.

Построение циклоиды по заданному диаметру окружности d показано на рис.17.

Рис. 17

Окружность и отрезок длиной 2pR делят на 12 равных частей. Через центр окружности проводят прямую, параллельную отрезку. Из точек деления отрезка к прямой проводят перпендикуляры. В точках их пересечения с прямой получаем О 1 , О 2 , О 3 и т.д. - центры перекатываемой окружности.

Из этих центров описываем дуги радиусом R. Через точки деления окружности проводим прямые параллельные прямой, соединяющей центры окружностей. На пересечении прямой, проходящей через точку 1 с дугой, описанной из центра О1, находится одна из точек циклоиды; через точку 2 с другой из центра О2 - другая точка и т.д.

Если же окружность катится по другой окружности, находясь внутри нее (по вогнутой части), то точка описывает кривую называемую гипоциклоидой. Если окружность катится по другой окружности, находясь вне ее (по выпуклой части), то точка описывает кривую, называемую эпициклоидой.

Построение гипоциклоиды и эпициклоиды аналогично, только вместо отрезка длиной 2pR берется дуга направляющей окружности.

Построение эпициклоиды по заданному радиусу подвижной и неподвижной окружностей показано на рис.18. Угол α, который вычисляется по формуле

α = 180°(2r/R), и окружность радиуса R делят на восемь равных частей. Проводится дуга окружности радиуса R+r и из точек О 1 , О 2 , О 3 .. – окружности радиуса r.

Построение гипоциклоиды по заданным радиусам подвижной и неподвижной окружности показано на рис.19. Угол α, который подсчитывается, и окружность радиуса R делятся на восемь равных частей. Проводится дуга окружности радиусом R - r и из точек О 1 , О 2 , О 3 … - окружности радиусом r.

Парабола - это геометрическое место точек, равноудаленных от неподвижной точки - фокуса F и неподвижной прямой - директрисы, перпендикулярной к оси симметрии параболы. Построение параболы по заданному отрезку ОО =АВ и хорде СD показано на рис.20

Прямые ОЕ и ОС разделены на одинаковое число равных частей. Дальнейшее построение ясно из чертежа.

Гипербола - геометрическое место точек, разность расстояний которых от двух неподвижных точек (фокусов) - есть величина постоянная. Представляет собой две разомкнутые, симметрично расположенные ветви.

Постоянные точки гиперболы F 1 и F 2 - это фокусы, а расстояние между ними называется фокусным. Отрезки прямых, соединяющие точки кривой с фокусами, называются радиус-векторами. Гипербола имеет две взаимно перпендикулярные оси - действительную и мнимую. Прямые, проходящие через центр пересечения осей, называются асимптотами.

Построение гиперболы по заданному фокусному расстоянию F 1 F 2 и углу α между асимптотами показано на рис.21. Проводится ось, на которой откладывается фокусное расстояние, которое делится пополам точкой О. Через точку О проводится окружность радиуса 0,5F 1 F 2 до пересечения в точках C, D, E, K. Соединяя точки C с D и E c K, получают точки А и В – вершины гиперболы. От точки F 1 влево отмечают произвольные точки 1, 2, 3… расстояния между которыми должны увеличиваться по мере удаления от фокуса. Из фокусных точек F 1 и F 2 радиусами R=B4 и r=A4 проводятся дуги до взаимного пересечения. Точки пересечения 4 являются точками гиперболы. Остальные точки строятся аналогично.

Синусоида - плоская кривая, выражающая закон изменения синуса угла в зависимости от изменения величины угла.

Построение синусоиды по заданному диаметру окружности d показано

на рис. 22.

Для ее построения делят данную окружность на 12 равных частей; на такое же число равных частей делится отрезок, равный длине данной окружности (2pR). Проводя через точки деления горизонтальные и вертикальные прямые, находят в пересечении их точки синусоиды.

Спираль Архимеда - э то плоская кривая, описываемая точкой, которая равномерно вращается вокруг заданного центра и вместе с тем равномерно удаляется от него.

Построение спирали Архимеда заданному диаметру окружности D показано на рис.23.

Окружность и радиус окружности поделен на 12 равных частей. Дальнейшее построение видно из чертежа.

При выполнении построении сопряжений и лекальных кривых приходится прибегать к простейшим геометрическим построениям - таким как деление окружности или прямой на несколько равных частей, деление угла и отрезка пополам, построение перпендикуляров, биссектрис и т.д. Все эти построения изучались в дисциплине «Черчение» школьного курса, поэтому подробно в данном пособии не рассматриваются.

1.5 Методические указания по выполнению

В общем случае построение сопряжения окружности m радиуса R 1 и прямой l окружностью радиуса R (рис. 30, а, б) производится следующим образом:

– на расстоянии R параллельно l проводим l’ (ГМ к прямой);

– с центром в точке О 1 проводим m’ (ГМ к окружности), радиусом равным сумме R и R 1 или радиусом равным разности R и R 1 ;

– точка О пересечения l’ и m’ является центром сопряжения;

– опускаем из О перпендикуляр на прямую l. Получаем точку сопряжения А;

– через О и О 1 проводим прямую и отмечаем точку сопряжения В пересечения ее с окружностью m;

– с центром в точке О радиусом R между точками А и В проводим дугу сопряжения.

Рис. 30. Построение сопряжения прямой линии с окружностью

Сопряжение двух окружностей

При построении внешнего сопряжения двух окружностей m 1 и m 2 дугой заданного радиуса R (рис.31) центр сопрягающей дуги – точка О – определяется пересечением двух геометрических мест m 1 ’ и m 2 ’ – вспомогательных окружностей радиусов R+R 1 и R+R 2 , проведенных соответственно из центров сопрягаемых окружностей, т.е. из точек О 1 и О 2 . Точки сопряжения А и В определяются как точки пересечения заданных окружностей с прямыми ОО 1 и ОО 2 .

Внутреннее сопряжение дуг радиусов R 1 и R 2 дугой радиуса R показано на рис. 32.

Рис. 31. Внешнее сопряжение двух окружностей

Рис. 32. Внутреннее сопряжение двух окружностей

Для определения центра О дуги сопряжения проводим из точек О 1 и О 2 вспомогательные дуги m 1 ’ и m 2 ’ – два геометрических места – радиусами R–R 1 и R–R 2 . Точка пересечения этих дуг является центром сопряжения. Из точки О через точки О 1 и О 2 проводим прямые до пересечения с окружностями m 1 и m 2 и получаем точки сопряжения А и В. Между этими точками и проводится дуга окружности сопряжения радиуса R с центром в точке О.

При смешанном сопряжении (рис. 33) центр сопряжения О определяется в пересечении двух геометрических мест – вспомогательных окружностей радиусов R+R 1 и R–R 2 , проведенных соответственно из центров О 1 и О 2 . Точки сопряжения А и В лежат на пересечении линий центров ОО 1 и ОО 2 с дугами заданных окружностей.

Рис. 33. Построение смешанного сопряжения двух окружностей

Построение касательных прямых

Построение касательных к окружностям основано на том, что касательная прямая перпендикулярна к радиусу окружности, проведенному в точку касания.

Построение касательной к окружности из точки А, лежащей вне окружности (рис. 34). Отрезок ОА, соединяющий данную точку А с центром О окружности, делим пополам и из полученной точки О 1 , как из центра, описываем вспомогательную окружность радиусом О 1 А. Вспомогательная окружность пересекает заданную в точке В, являющейся точкой касания. Прямая АВ будет касательной к окружности, т.к. угол АВО прямой, как вписанный во вспомогательную окружность и опирающийся на ее диаметр.

Построение касательной к двум окружностям. Касательная к двум окружностям может быть внешней, если обе окружности расположены с одной стороны от нее, и внутренней, если окружности расположены с разных сторон от касательной.

Рис. 34. Построение касательной к окружности

Для построения внешней касательной к окружностям радиусов R 1 и R 2 (рис. 35) поступаем следующим образом:

1). из центра О 2 большей окружности проводим вспомогательную окружность радиусом R 2 –R 1 ;

2). отрезок О 1 О 2 делим пополам;

3). с центром О 3 проводим вспомогательную окружность радиусом О 3 О 2 ;

4). отмечаем точки пересечения двух вспомогательных окружностей - М и N;

5). через точку О 2 и полученные точки проводим прямые до пересечения с окружностью радиуса R 2 . Получаем точки В и D;

6). из центра О 1 проводим прямые О 1 А и О 1 С соответственно параллельные О 2 В и О 2 D до пересечения с окружностью радиуса R 1 в точках А и С.

Прямые АВ и СD – искомые внешние касательные к двум окружностям.

Рис. 35. Построение внешней касательной к двум окружностям

Построение внутренней касательной к двум окружностям радиусов R 1 и R 2 (рис. 36).

Рис. 36. Построение внутренней касательной к двум окружностям

Из центра одной из окружностей, например из О 1 , проводим вспомогательную окружность радиусом R 1 + R 2 . Делим отрезок О 1 О 2 пополам и из полученной точки О 3 проводим вторую вспомогательную окружность радиусом О 1 О 3 . Точки М и N пересечения вспомогательных окружностей соединяем прямыми с центром О 1 и на их пересечении с окружностью радиуса R 1 получаем точки касания А и C. Из точки О 2 проводим прямую, параллельную О 1 А и получаем точку касания В на окружности R 2 . Аналогично строится точка D. Прямые АВ и СD – искомые внутренние касательные к двум окружностям.

Урок № 23.

Сопряжения

Показать несколько деталей, имеющих скругления.

Рассматривая детали, видим, что в их конструкции часто одна поверхность переходит в другую. Обычно эти переходы делают плавными, что повышает прочность деталей и делает их более удобными в работе.

На чертеже поверхности изображаются линиями, которые также плавно переходят одна в другую.

Такой плавный переход одной линии (поверхности) в другую линию (поверхность) называют сопряжением.

При построении сопряжения необходимо определить границу, где кончается одна линия и начинается другая, т.е. найти на чертеже точку перехода, которая называется точкой сопряжения или точкой касания .

Задачи на сопряжения условно можно разделить на 3 группы.

Первая группа задач включает в себя задачи на построение сопряжений, где участвуют прямые линии. Это может быть непосредственное касание прямой и окружности, сопряжение двух прямых дугой заданного радиуса, а также проведение касательной прямой к двум окружностям.

Построим окружность, касательную к прямой.

Построение окружности, касательной к прямой , связано с нахождением точки касания и центра окружности.

Задана горизонтальная прямая АВ , требуется построить окружность радиусом R , касательную к данной прямой (рис. 1).

Точка касания выбирается произвольно.

Так как точка касания не задана, то окружность радиуса R может коснуться данной прямой в любой точке. Таких окружностей можно провести множество. Центры этих окружностей (О 1 , О 2 и т.д.) будут находиться на одинаковом расстоянии от заданной прямой, т.е. на линии, расположенной параллельно заданной прямой АВ на расстоянии, равном радиусу заданной окружности (рис. 1). Назовем эту линию линией центров .

Проведем линию центров параллельно прямой АВ на расстоянии R . Так как центр касательной окружности не задан, возьмем любую точку на линии центров, например, точку О.

Прежде чем проводить касательную окружность, следует определить точку касания. Точка касания будет лежать на перпендикуляре, опущенном из точки О на прямую АВ . В пересечении перпендикуляра с прямой АВ получим точку К, которая будет точкой касания. Из центра О радиусом R от точки К проведем окружность. Задача решена.

Запишите в свои тетради в клетку следующие правила:

Если в сопряжении участвует прямая линия, то:

центр окружности, касательной к прямой, лежит на прямой (линия центров), проведенной параллельно заданной прямой, на расстоянии, равном радиусу данной окружности;

2) точка касания лежит на перпендикуляре, проведенном из центра окружности к заданной прямой.

Сопряжение двух прямых.

На плоскости две прямые могут располагаться параллельно или под углом друг к другу.

Чтобы построить сопряжение двух прямых, необходимо провести окружность, касательную к этим двум прямым.

Откройте рабочие тетради на странице 31.

Рассмотрим сопряжение двух непараллельных прямых.

Две непараллельные прямые располагаются друг к другу под углом, который может быть прямым, тупым или острым. При выполнении чертежей деталей часто такие углы необходимо скруглить дугой заданного радиуса (рис.1). Скругление углов на чертеже есть не что иное, как сопряжение двух непараллельных прямых дугой окружности заданного радиуса. Для выполнения сопряжения необходимо найти центр дуги сопряжения и точки сопряжения.

Известно, что если в сопряжении участвует прямая линия, то центр дуги сопряжения находится на линии центров, которая проводится параллельно заданной прямой на расстоянии, равном радиусу R дуги сопряжения.

Поскольку угол образован двумя прямыми, то проводят две линии центров параллельно каждой прямой на расстоянии, равном радиусу R дуги сопряжения. Точка их пересечения будет центром дуги сопряжения.

Для нахождения точек сопряжения из точки О опускают перпендикуляры на заданные прямые и получают точки сопряжения К и К 1 . Зная точки и центр сопряжения, из точки О радиусом R проводят дугу сопряжения. При обводке чертежа следует сначала обвести дугу, а затем касательные прямые.

При построении сопряжения прямого угла упрощается проведение линии центров, так как стороны угла взаимно перпендикулярны. От вершины угла откладывают отрезки, равные радиусу R дуги сопряжения, и через полученные точки К и К 1 , которые будут точками касания, проводят две линии центров, параллельные сторонам угла. Они будут являться одновременно и линиями центров, и перпендикулярами, определяющими точки сопряжения К и К 1 (стр. 31, рис.1).

Стр. 31, задание 4. Сопряжение двух параллельных прямых.

Чтобы построить сопряжение двух параллельных прямых, необходимо провести дугу окружности, касательной к этим прямым (рис.3).

Рис.3

Радиус этой окружности будет равен половине расстояния между заданными прямыми. Так как точка касания не задана, подобных окружностей можно провести множество. Центры их будут находиться на прямой, проведенной параллельно заданным прямым на расстоянии, равном половине расстояния между ними. Эта прямая будет линией центров.

Точки касания (К 1 и К 2 ) лежат на перпендикуляре, опущенном из центра касательной окружности на заданные прямые (рис. 3а). Так как центр касательной окружности не задан, перпендикуляр проводится произвольно. Отрезок КК 1 делят пополам (рис.3б), проводят через точки пересечения засечек прямую линию параллельно заданным прямым, на которой будут располагаться центры окружностей, касательных к заданным параллельным прямым, т.е. эта линия будет линией центров. Поставив ножку циркуля в точку О , проводят дугу сопряжения (рис. 3в) от точки К до точки К 1 .

Построение прямых, касательных к окружностям

(Р.Т. стр.33).

Задание 1 . Проведите прямую, касательную к окружности через точку А , лежащую на окружности.

Из точки О проводим прямую OB через точку А . Из точки А любым радиусом проводим окружность. При пересечении с прямой получили точки 1 и 2. Из этих точек любым радиусом проводим дуги до пересечения между собой в точках C и D . Из точки C или D проводим прямую через точку А .

Она и будет касательной к окружности, так как касательная всегда перпендикулярна радиусу, проведенному в точку касания.

Задание 2 .

Это построение аналогично построению перпендикуляра к прямой через заданную точку, которое можно выполнить с помощью двух угольников.

Сначала угольник 1 кладется так, чтобы его гипотенуза совпадала с точками O и A . Затем к угольнику 1 прикладывается угольник 2 , который будет направляющим, т.е. по которому будет сдвигаться угольник 1 . Потом угольник 1 приставляем другим катетом к угольнику 2. Затем катаем угольник 1 по угольнику 2 до тех пор, пока гипотенуза не совпадет с точкой A . И проводим прямую, касательную к окружности через точку A .

Задание 3 . Проведите прямую, касательную к окружности через точку, не лежащую на этой окружности.

Даны окружность радиусом R и точка А , не лежащая на окружности, требуется провести из точки А прямую, касательную к данной окружности в верхней ее части. Для этого необходимо найти точку касания. Мы знаем, что точка касания лежит на перпендикуляре, проведенном из центра окружности к касательной прямой. Следовательно, касательная и перпендикуляр образуют прямой угол.

Зная, что всякий угол, вписанный в окружность и опирающийся на ее диаметр, является прямым, соединив точки А и О , принимают отрезок АО за диаметр описанной окружности. В пересечении описанной окружности и окружности радиуса R будет находиться вершина прямого угла (точка К ). Отрезок АО делим пополам при помощи циркуля, получаем точку О 1 (рис.4, б).

Из центра О 1 радиусом, равным отрезку АО 1 , проводим окружность, получаем точки К и К 1 в пересечении с окружностью радиуса R (рис.4 ,в).

Так как нужно провести только одну касательную к верхней части окружности, выбирают нужную точку касания. Этой точкой будет точка К . Точку К соединяем с точками А и О , получаем прямой угол, который опирается на диаметр АО описанной окружности радиусом R 1 . Точка К – вершина этого угла (рис.4, г), отрезки ОК и АК – стороны прямого угла, следовательно, точка К будет искомой точкой касания, а прямая АК – искомой касательной.

Рис.4

Проведение прямой, касательной к двум окружностям.

Даны две окружности радиусами R и R 1 , требуется построить касательную к ним. Возможны два случая касания: внешнее и внутреннее.

При внешнем касании касательная прямая находится с одной стороны от окружностей и не пересекает отрезок, соединяющий центры данных окружностей.

При внутреннем касании касательная прямая находится с разных сторон от окружностей и пересекает отрезок, соединяющий центры окружностей.

Стр. 33. Задание 5 . Проведите прямую, касательную к двум окружностям. Касание внешнее.

Прежде всего необходимо найти точки касания. Известно, что они должны лежать на перпендикулярах, проведенных из центров окружностей (О и О 1 ) к касательной.

Из точки О проводим окружность радиусом R - R 1 ,так как касание внешнее.

Разделим расстояние ОО 1 пополам и проведем окружность радиусом R =ОО 2 =О 1 О 2

Эта окружность пересекает окружность с радиусом R - R 1 в точке К. Соединяем эту точку с О 1 .

Из точки О через точку К проводим прямую до пересечения с окружностью радиусом R . Получили точку К 1 – первую точку касания.

Из точки О 1 проводим прямую, параллельную КК 1 , до пересечения с окружностью радиусом R 1 . Получили вторую точку касания К 2 . Соединяем точки К 1 и К 2 . Это и есть касательная к двум окружностям.

Задание 6 . Проведите прямую, касательную к двум окружностям. Касание внутреннее.

Построение аналогичное, только при внутреннем касании радиус вспомогательной окружности, проводящейся из точки О равен сумме радиусов окружностей R + R 1 .

Вторая группа задач на сопряжения включает в себя задачи, в которых участвуют только окружности и дуги. Плавный переход одной окружности в другую может происходить или непосредственно касанием, или через третий элемент – дугу окружности.

Касание двух окружностей может быть внешним (РТ: стр.32, рис.3) или внутренним (РТ: стр.32, рис.4).

Задание 3 (стр. 32)

При внешнем касании двух окружностей расстояние между центрами этих окружностей будет равно сумме их радиусов.

Из точки О радиусом R + R C проведем дугу. Из точки О 1 радиусом R 1 + R C О С - центр сопряжения.

Соединяем точки О и О 1 с центром сопряжения О С . На окружностях получили точки касания (сопряжения).

Из точки О С радиусом сопряжения R C 30 соединяем точки касания.

Задание 4 (стр. 32)

При внутреннем касании двух окружностей одна из касательных окружностей находится внутри другой окружности, и расстояние между центрами этих окружностей будет равно разности их радиусов.

Из точки О радиусом (R C – R ) проведем дугу. Из точки О 1 радиусом (R C – R 1 ) проведем дугу до пересечения с первой дугой. Получили точку О С - центр сопряжения.

Центр сопряжения О С соединяем с точками О и О 1 с и продлеваем прямую дальше.

На окружностях получили точки касания (сопряжения).

Из точки О С радиусом сопряжения R C 60 соединяем точки касания.

Третья группа задач на сопряжения включает в себя задачи на сопряжения прямой и дуги окружности дугой заданного радиуса.

Выполняя такое задание, решают как бы две задачи: проведение касательной дуги к прямой и касательной дуги к окружности. Касание в этом случае может быть как внешним, так и внутренним.

РТ: стр. 32. Задание 1. Сопряжение окружности и прямой. Касание внешнее. R C 20 .

Заданы прямая и окружность радиусом R , требуется построить сопряжение дугой радиуса R C 20 .

Так как в сопряжении участвует прямая линия, то центр дуги сопряжения находится на прямой, проведенной параллельно заданной прямой на расстоянии, равном радиусу сопряжения R C 20 . Поэтому параллельно заданной прямой на расстоянии 20 мм проводим еще одну прямую.

А центр дуги сопряжения при внешнем касании двух окружностей находится на окружности радиуса, равного сумме радиусов R и R C . Поэтому из точки О радиусом (R + R C О С

Затем находим точки касания. Первая точка касания - это перпендикуляр, опущенный из центра сопряжения на заданную прямую. Вторую точку сопряжения находим, соединив центр сопряжения О С и центр окружности R . Точка касания будет лежат на первом пересечении с окружностью, так как касание внешнее.

Затем из точки О С радиусом R C 20 соединяем точки сопряжения.

РТ: стр. 32. Задание 2. Сопряжение окружности и прямой. Касание внутреннее. R C 60 .

Параллельно заданной прямой проводим линию центров на расстоянии 60 мм. Из точки О радиусом (R с - R ) проводим дугу до пересечения с новой прямой (линией центров). Получим точку О С , которая является центром сопряжения.

Из О С проводим прямую через центр окружности точку О и перпендикуляр на заданную прямую. Получаем две точки касания. И затем из центра сопряжения радиусом 60 мм соединяем точки касания.

Сопряжением называется плавный переход от одной линии к другой. Плавный переход может быть выполнен как с помощью циркульных линий
(дуг окружностей), так и с помощью лекальных кривых (дуг эллипса, параболы или гиперболы). Мы будем рассматривать только случаи сопряжений с помощью дуг окружностей. Из всего многообразия сопряжений различных линий можно выделить такие основные виды сопряжений: сопряжение двух различно расположенных прямых линий с помощью дуги окружности, сопряжение прямой линии с дугой окружности, построение общей касательной к двум окружностям, сопряжение двух окружностей третьей. Любой вид сопряжений следует выполнять в такой последовательности:

– находят центр дуги сопряжения,

– находят точки сопряжения,

– заданным радиусом проводят дугу сопряжения.

Различные виды сопряжений приведены в таблице 2:

Таблица 2

Графическое построение сопряжений	Краткое объяснение к построению

Сопряжение пересекающихся прямых дугой заданного радиуса
	Провести прямые, параллельные сторонам угла на расстоянии R. Из точки О, взаимного пересечения этих прямых, опустив перпендикуляры на стороны угла, получим точки сопряжения 1 и 2. Радиусом R провести дугу сопряжения между точками 1 и 2.
Сопряжение окружности и прямой с помощью дуги заданного радиуса
	На расстоянии R провести прямую, параллельную заданной прямой, а из центра О 1 радиусом R+R 1 – дугу окружности. Точка О – центр дуги сопряжения. Точку 2 получим на перпендикуляре, опущенном из точки О на заданную прямую, а точку 1- на пересечении прямой ОО 1 и окружности радиуса R.

Продолжение таблицы 2

Сопряжение дуг двух окружностей прямой линией
	Из точки О провести вспомогательную окружность радиусом R-R 1 . Отрезок ОО 1 разделить пополам и из точки О 2 провести окружность радиусом 0,5 ОО 1 .Эта окружность пересекает вспомогательную в точке К 0 . Соединив точку К 0 с точкой О 1 получим направление общей касательной. Точки касания К и К 1 находим на пересечении перпендикуляров из точек О и О 1 с заданными окружностями.
Сопряжение дуг двух окружностей дугой заданного радиуса (внешнее сопряжение)
	Из центров О 1 и О 2 провести дуги радиусов R+R 1 и R+R 2. При пересечении этих дуг получаем точку О – центр дуги сопряжения. Соединить точки О 1 и О 2 с точкой О. Точки К и К 1 являются точками сопряжения. Между точками К и К 1 провести дугу сопряжения радиусом R.