Комплексный чертеж является графически простым и удобно из­меряемым. Но по нему не всегда легко представить предмет в простран­стве. Необходим чертеж, дающий и наглядное представление.

Он может быть получен при проецировании предмета вместе с осями координат на одну плоскость. В этом случае на одной проекции можно получить на­глядное и метрически определенное изображение. Такие виды изображе­ний называют аксонометрическими проекциями.

Слово «аксонометрия» (от гр. axon ось и metreo — измеряю) пере­водится как «измерение по осям».

Способ аксонометрического проецирования состоит в том, что фи­гура вместе с осями прямоугольных координат (к которым она отнесена в пространстве) проецируется на некоторую плоскость. Эту плоскость называют плоскостью аксонометрических проекций, или картинной плоскостью.

При проецировании фигуры проецирующие лучи могут выходить из одной точки — центральная аксонометрия или быть параллельными друг другу — параллельная аксоносметрия. В дальнейшем мы будем рас­сматривать только параллельную аксонометрию.

Построим аксонометрическую проекцию точки A, отнесенной к трем взаимно перпендикулярным плоскостям проекций (рис. 1).

рис. 1

Введем некоторые наименования:

Q — плоскость аксонометрических проекций (картинная плос­кость);

I — направление проецирования

α — угол наклона направления проецирования I к плоскости аксо­нометрических проекций Q (картинной плоскости).

Из точек о, ах, ау, аz проведем проецирующие лучи до пересечения с плоскостью Q и найдем аксонометрические проекции этих точек о1, ах1, аy1, аz1.

х1, у1, z1 — аксонометрические оси координат (аксонометрические оси);

А1 аксонометрическая проекция точки А;

а1, а1‘, а1» — вторичные проекции точки А;

В зависимости от положения плоскостей проекций Н, V, W, плос­кости аксонометрических проекций Q и направления проецирования I координаты точки будут проецироваться с различными искажениями. Чтобы учесть эти факторы на осях координат отложим масштабные от­резки и построим их аксонометрические проекции.

ех, еу, еz — масштабные отрезки;

ех1, еу1, еz1 — аксонометрические (вторичные) проекции масштабных отрезков.

При построении аксонометрии фигуры учитывают не длины мас­штабных отрезков, а отношение длины аксонометрической проекции масштабного отрезка к его действительной величине. Эти отношения на­зываются коэффициентом искажения по оси.

Обозначим эти коэффициенты:

В зависимости от направления проецирования по отношению к плоскости аксонометрических проекций Q аксонометрические проекции делятся на:

  • прямоугольные, если угол проецирования α= 90°;
  • косоугольные, если α≠90°.

Доказано, что сумма квадратов коэффициентов искажения удовле­творяет уравнениям:

  • для косоугольной аксонометрии — m2+n2+k2=2+ctg2α
  • для прямоугольной аксонометрии — m2+n2+k2=2

Основная теорема аксонометрии

Занимаясь теорией аксонометрии, немецкий геометр К. Польке в 1853 году предложил и доказал для частного случая теорему, названную основной теоремой аксонометрии: «Любые три отрезка, выходящие из одной точки на плоскости, могут быть приняты за параллельные проек­ции трех равных и взаимно перпендикулярных отрезков в пространстве».

Доказательство этой теоремы в общем виде было дано в 1864 г. другим немецким геометром Г. Шварцем. С этого времени основная теорема ак­сонометрии стала называться теоремой Польке — Шварца.

Из рассмотренного выше можно вывести определение аксономет­рии:

Аксонометрией называется изображение предмета на плоскости, отнесенное к определенной системе координат и выполненное в опреде­ленном масштабе с учетом коэффициентов искажения.

В зависимости от соотношения между коэффициентами искажения по осям различают следующие аксонометрические проекции:

  1. Изометрические, если m= n = k.
  2. Диметрические, если m=k≠n или m=n≠k.
  3. Триметрические, если m≠n≠k.

Наименование проекций произошло от древнегреческих слов:

«isos» — одинаковый (изометрическая проекция — проекция с оди­наковыми коэффициентами искажения по всем трем осям);

«di» — двойной (диметрическая проекция — проекция с одинаковы­ми коэффициентами искажения по двум осям);

«treis» — три (триметрическая проекция — проекция с разными ко­эффициентами искажения по всем трем осям).