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Equipe Responsável: André Augusto de Almeida Alves Cristiane Michico Passos Okawa Gustavo Bruski de Vasconcelos Paula Sardeiro Vanderlei Maringá, fevereiro de 2010 Sumário CAPÍTULO 1 – Normas e convenções do desenho 01 CAPÍTULO 2 – Escalas 31 CAPÍTULO 3 – Cotagem 40 CAPÍTULO 4 – Construções geométricas 63 CAPÍTULO 5 – Projeções 85 CAPÍTULO 6 – Perspectiva 115 CAPÍTULO 7 – Sistemas cad 156 1 CAPÍTULO 1 – NORMAS E CONVENÇÕES DO DESENHO 1.1 Introdução O desenho é o processo de criação visual com objetivo final. Um bom desenho mostra a melhor expressão visual possível da essência daquilo que está representando. Desde épocas muito antigas, o desenho é uma forma importante de comunicação. E essa comunicação (representação gráfica) trouxe grandes contribuições para a compreensão da História, porque, por meio dos desenhos feitos pelos povos antigos, podemos conhecer as técnicas utilizadas por eles, seus hábitos e até suas idéias. O homem pré-histórico marcou na rocha seres humanos, animais, plantas, elementos do seu mundo, expressando de uma forma intensa as suas vivências. Entre os tipos de desenho temos: a) Desenho artístico ou de expressão b) Desenho de resolução ou de precisão - a geometria descritiva c) Desenho de representação ou técnico Com a necessidade de um tipo de linguagem, que pudesse ser entendida em qualquer idioma, o homem criou diversas técnicas gráficas, utilizando os desenhos. O homem sempre manifestando a necessidade de comunicação uns com os outros e pressionado pela Revolução Industrial, foi criado o DESENHO TÉCNICO - que passou a ser usado por engenheiros e técnicos, como linguagem universal expressando e registrando idéias, assim como fornecendo dados necessários à produção de produtos intercambiáveis. Ao contrário do desenho artístico, que serve da paisagem, modelos ou simplesmente da imaginação, o desenho técnico não só fornece a intenção do projetista como, também, dá informações exatas de todos os detalhes existentes na criação. 2 A importância deste desenho no processo industrial é tanta que mesmo aquele que nunca venha a desenhar deve ser capaz de ler e interpretar corretamente o seu conteúdo. 1.2. O que é desenho técnico? Desenho técnico é usado pelos projetistas para transmitir uma idéia de produto, que deve ser feita da maneira mais clara possível. Mesmo preso por procedimentos e regras, um desenho técnico necessita que o seu autor use sua criatividade para mostrar, com facilidade, todos os aspectos da sua idéia, sem deixar dúvidas. Do outro lado, uma pessoa que esteja lendo um desenho deve compreender seus símbolos básicos, que são usados para simplificar a linguagem gráfica, permitindo que haja o maior número de detalhes possível. O desenho técnico é uma forma de representação gráfica usada, entre outras finalidades, para ilustrar instrumentos de trabalho, como máquinas, peças e ferramentas, por exemplo. É também a linguagem universal para identificar um produto segundo sua forma gráfica. Pois, representam corpos, formas, dimensões e o material de que são constituídos. O desenho técnico deve transmitir com exatidão todas as características do objeto a ser representado. Como uma linguagem, o desenho técnico deve ser EXATO (para ser compreensível), deve ser CLARO e de FÁCIL INTERPRETAÇÃO pelos que dele se utilizarem. Do mesmo modo que a língua, o desenho técnico está subordinado a regras, que são as “Normas Técnicas”. Para garantir a exatidão do desenho técnico, o desenhista deve seguir as regras estabelecidas previamente por estas Normas e assim todos os elementos do desenho serão normalizados. São guias para a padronização de procedimentos na execução e apresentação do desenho. 3 As NORMAS TÉCNICAS são internacionais, foram estabelecidas em convenções para que os países adotassem um só sistema de normas na fabricação de máquinas e nos projetos. 1.3. Normas técnicas As normas técnicas são normas que devem ser utilizadas tanto para produtos, como para serviços, nos mais variados campos. Para o desenho técnico, as normas visam uma uniformidade dentro de uma rede produtiva mundial. As seguintes normas se aplicam diretamente ao desenho técnico no Brasil: • NBR 10647 – Desenho Técnico Esta norma tem como objetivo geral definir os termos empregados em desenho técnico quanto aos aspectos geométricos: projetivos e não projetivos. Os desenhos projetivos correspondem às vistas ortográficas e as perspectivas, enquanto os desenhos não projetivos correspondem aos fluxogramas, organogramas e gráficos. A norma trata ainda o grau de elaboração dos desenhos que são: o esboço, o desenho preliminar, o croqui e o desenho definitivo. • NBR 10068/87 – Folha de desenho – layout e dimensões Esta norma estabelece as características dimensionais da folha de desenho, destacando os formatos das folhas a partir do formato básico que é designado como A0 onde configura um retângulo de 1m² e os demais formatos são bipartições do formato A0. Além disso, a norma apresenta layout da folha de desenho, onde especifica posição da legenda (identificação do desenho), sistemas de reprodução para arquivamentos e outros itens. • NBR 10582 - Apresentação da folha para desenho técnico Elaborada pela Comissão de Estudo de Desenho Técnico Geral, a norma fixa as condições exigíveis para a localização e disposição do espaço para desenho, espaço para texto e espaço para legenda, e respectivos conteúdos. Sendo assim, a folha para o desenho deve conter: espaço para desenho, espaço para texto e 4 espaço para legenda. A legenda deve conter: designação da firma; projetista, desenhista ou outro responsável; local, data e assinatura; nome e localização do projeto; conteúdo do desenho; escala; número do desenho e mais outras informações essenciais. • NBR 8196 – Emprego de escalas Esta Norma fixa as condições exigíveis para o emprego de escalas e suas designações em desenhos técnicos e como requisito geral, a norma estabelece que a designação completa de uma escala deve consistir na palavra “ESCALA”, seguida da indicação da relação, assim como pode ser abreviada para forma “ESC” e ser indicada na folha do desenho. • NBR 8403/84 - Aplicação de linhas em desenhos – Tipos de linhas - Larguras das linhas. Elaborada pela Comissão de Estudo de Desenho Técnico Geral, esta norma fixa tipos e o escalonamento de larguras de linhas para uso em desenhos técnicos e documentos semelhantes. A característica principal da norma é a fixação das espessuras para uso em desenho técnico: 0,13; 0,18; 0,25; 0,35; 0,50; 0,70; 1,00; 1,40; 2,00mm e a definição de 10 tipos de linhas (contínua, traço e ponto, traço dois pontos, etc). Vale à pena ressaltar que a representação das linhas utilizadas e vistas na norma de representação de projetos de arquitetura difere um pouco da presente norma. • NBR 8402/94 - Execução de Caráter para Escrita em Desenho Técnico Esta norma fixa condições exigíveis para a escrita usada em desenhos técnicos, enfatizando as principais exigências na escrita: legibilidade, uniformidade e adequação à reprodução. • NBR 10126/87 – Cotagem em Desenho Técnico Esta norma fixa os princípios gerais de cotagem a serem aplicados em desenhos técnicos, enfatizando que quando necessário, devem ser consultadas outras normas técnicas de áreas específicas. Deixa claro também que é necessário consultar 5 outras normas como: NBR 8402, NBR 8403 eNBR 10067. Define assim que a cotagem é a representação gráfica no desenho da característica do elemento, através de linhas, símbolos, notas e valor numérico numa unidade de medida. 1.4. Classificações do desenho técnico O desenho técnico obedece aos seguintes critérios quanto ao grau de elaboração: Esboço Estado inicial de elaboração de um projeto, fase de estudos aguardando melhoramentos. Desenho preliminar Estado intermediário da elaboração do projeto, ainda sujeitos a alterações, também chamado de ante-projeto. Desenho definitivo Integrante da solução final do projeto completo, com todos os elementos necessários para o perfeito entendimento do projeto. Também pode ser chamado de projeto para execução. Detalhe Desenho de uma parte isolada de difícil compreensão, pode gerar dúvidas, conseqüentemente isolamos esta parte, apresentando informações complementares. 1.5. Instrumentos e utensílios utilizados no desenho técnico Para uma melhor apresentação do desenho (desenho preciso e límpido), devem ser utilizados instrumentos adequados. Com a difusão dos programas de CAD (Computer Aided Design), alguns materiais de desenho se tornaram obsoletos. Mas, o conhecimento é importante no processo construção de aprendizado. Alguns materiais são: Prancheta: Onde são fixados os papéis para a execução dos desenhos. Retângulo de madeira apoiado sobre um cavalete onde os 4 lados devem estar no esquadro. A 6 superfície deve ser lisa. Deve-se ter cuidado com a iluminação para não formar sombra sobre o desenho, conforme exemplo da Figura 1.1, a seguir. Figura 1.1 - Prancheta OBS.: Atenção especial deve ser dada à posição e localização da mesa ou prancheta, em função da iluminação na sala de trabalho: • a luz deve incidir sobre o papel pela frente, da esquerda para a direita; • a iluminação artificial, quando houver, necessita proporcionar uma iluminação perfeita da superfície do papel, sem ofuscar os olhos do desenhista. Régua Paralela: É uma régua composta de uma haste e fios para fixá-la na prancheta. Uma vez fixa, desliza sobre ela e é possível traçar-se linhas paralelas horizontais ou ainda apoiar esquadros para traçarem-se linhas verticais ou com determinada inclinação. São fabricadas em acrílico transparente e podem ser encontradas em vários tamanhos (Figura 1.2). Atenção: não se deve desenhar com a aresta inferior da régua e não colocar pesos sobre a régua para que permaneça no lugar. 7 Modo de usar: Procura-se manter a horizontalidade da régua, pressionando-a firmemente contra o papel na posição desejada. Inclina-se o lápis na direção do traço, rente ao bordo superior da régua, seguindo o sentido da esquerda para a direita. Para fazê-la subir ou descer, procurar erguer a régua para não sujar o desenho e imprimir o movimento para cima ou para baixo. Figura 1.2 - Régua paralela Esquadros: São fabricados em material transparente para observar os pontos de contato. Tem forma de triângulo retângulo, formando ângulos de 45º, 30º e 60º (Figura 1.3) e diversos tamanhos. 8 Figura 1.3 - Esquadros 60° e 45° São utilizados para o traçado de retas paralelas, retas oblíquas e retas perpendiculares as retas dadas (ver item 1.1 e Figura 1.4). Para usar o esquadro, fixe-o com a palma da mão, incline o lápis em relação ao papel aproximadamente 60º, de modo que a ponta fique ligeiramente afastada do esquadro. O esquadro é usado de modo que fique à direita do traço, isso não vale para desenhistas canhotos. 9 Figura 1.4 - Traçando retas paralelas com os esquadros 10 São usados em pares: um de 45° e outro de 30° / 60°. A combinação de ambos permite obter vários ângulos comuns nos desenhos, bem como traçar retas paralelas e perpendiculares (Figura 1.5). Para traçar retas paralelas, segure um dos esquadros, guiando o segundo esquadro através do papel. Caso o segundo esquadro chegue na ponta do primeiro, segure o segundo esquadro e ajuste o primeiro para continuar o traçado. Figura 1.5 - Uso dos esquadros em pares e exemplos de angulações Escalímetro ou Escala: Desenvolvida no formato triangular com seis tipos de escala sendo 1:20, 1:25, 1:50, 1:75, 1:100 e 1:125 (Figuras 1.6 e 1.7) a escala adotada deve ser indicada na legenda do desenho e quando em uma mesma prancha se utilizar vários tipos de escala, deve-se colocar abaixo do desenho cada uma. A escala é a razão existente entre as medidas no papel do desenho e as medidas reais do objeto. Veremos isto no capitulo referente ao estudo e uso das escalas. 11 Não se deve usar a escala para traçar linhas, pois o lápis suja a régua, gasta a graduação e a linha não é regular por falta de apoio. Seu uso é exclusivamente para marcar e tomar medidas. Figura 1.6 - Escalímetros Figura 1.7 - Escalímetros com múltiplos e submúltiplos 12 Compasso: É o instrumento que serve para traçar circunferências ou arcos de circunferência. O compasso serve para o traçado de círculos de quaisquer raios. Uso e Conservação dos Compassos: Antes de traçar arcos de pequenos raios, deve-se avançar ligeiramente a agulha da ponta seca. Para maiores raios, as pernas do compasso devem ser dobradas de tal modo que fiquem perpendiculares à superfície do papel. Em ambos os casos, a curva deverá ser traçada de uma só vez e no sentido dos ponteiros do relógio, com ligeira inclinação, segurando-se o compasso com o polegar e o indicador da mão direita no balaústre. O grafite do compasso deve ser duro e afinado em bisel numa lixa fina (lixa de unhas). O tipo H é o mais indicado para papel normal, e o F para papel de superfície mais lisa. Transferidor: É um círculo ou semicírculo, graduado de 0° a 180°, fabricado em acrílico cristal com graduação de grau e frações de grau, servindo para medir ângulos esféricos. Para medir ângulos, coloca-se o diâmetro coincidindo com um dos lados do ângulo e o centro do transferidor sobre o vértice. O outro lado nos dará no transferidor, a medida do ângulo. Gabaritos: São placas vazadas de acrílico transparente para serem utilizadas a fim de desenhar perfis especiais e peças padronizadas como círculos, tubulações, elipses, louças sanitárias, etc. Possuem diversas escalas. Fita adesiva: Para fixar o papel de desenho na prancheta. Papel: Pode ser utilizado papel opaco ou transparente, tipo vegetal, manteiga ou sulfurize. Lápis / Lapiseiras: Os lápis e lapiseiras de desenho são sextavados para que sejam bem presos entre os dedos e não rolem sobre a mesa. O grafite deve ser de grânulo fino e resistente à ruptura, além disso, deve ter traço uniforme e fácil de ser apagado. 13 As lapiseiras devem apertar o grafite de modo que não escorreguem para dentro ao se forçar sobre o papel e não girar no desenho. A ponta apoia-se diretamente sobre a face da régua ou do esquadro girando lentamente a fim de obter um traço uniforme. As especificações dos lápis de desenhos variam conforme sua dureza, e as lapiseiras, conforme sua espessura, assim ambos variam conforme o tipo de linha: Tipos de linhas Lápis/Lapiseiras Linhas grossas 2B e B 0,9 mm Linhas médias HB 0,5 mm Linhas finas 2H 0,3 mm Os grafites ou minas de grafites são classificados em duros, médios e moles, identificados pela série H e B. Quanto mais H, mais duro; quanto mais B, mais mole (ou suave) e os médios HB ou F. Os símbolos H, F e B vêm doinglês e significam: • H = HARD = duro • F = FIRM = estável • B = BLACK = preto. Borracha: A borracha deve ser usada somente para remover as linhas traçadas erroneamente ou para modificar detalhes do desenho devido a alterações no projeto. Uma borracha à base de pó abrasivo poderá danificar a superfície do papel e inutilizar o desenho. Para apagar os traços de um lápis macio, a borracha deve ser mole e de grão fino; para os traços a lápis duro, a borracha deverá ser dura, áspera e de consistência arenosa. Em ambos os casos é aconselhável o tipo prismático por ser fácil a aplicação de seus vértices nas pequenas áreas do desenho. 14 1.6. Movimento dos esquadros, da régua paralela e da lapiseira no traçado de linhas (Figuras 1.8 e 1.9): Figura 1.8 - Movimento dos esquadros, da régua paralela e da lapiseira no traçado de linhas 15 Figura 1.9 - Movimento dos esquadros, da régua paralela e da lapiseira no traçado de linhas 1.7. Tipos de papel, formatos e dobramentos das folhas Os tipos de papel mais utilizados em desenho são: Papel comum – Papel branco ofício usado para esboço sem muita importância (sujeito a melhoramentos). Papel sulfurize – Papel rugoso, branco opaco ou amarelado, muito bom para trabalhar a lápis. Utilizado para execução de esboços e anteprojetos. Recomendados para desenhos coloridos e desenhos a lápis. São vendidos em rolo ou em folha padronizada. 16 1.8. Formatos do papel Os formatos de papel para a execução dos desenhos técnicos são padronizados obedecendo às normas estabelecidas pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas). O formato básico, designado por A0 é o do retângulo de lado medindo 841 e 1189mm, tendo área de 1m². A partir deste formato básico derivam os demais da série A (figuras 1.10 e 1.11), pela bipartição ou duplicação sucessiva, que são: A0, A1, A2, A3 e A4 os mais usados, porém existem ainda formatos menores que A4 e maiores que A0. A (Tabela 1.1) a seguir mostra os formatos com suas respectivas margens. Tabela 1.1 - Margens da folha de acordo com o formato No lado vertical esquerdo sempre será 25mm (para arquivamento do desenho em classificadores) para todos formatos e nos demais lados 10mm, para A0 e A1 e 7mm para A2, A3 e A4. 17 Figura 1.10 – Formato básico de papel e suas derivações. 18 Figura 1.11 – Formato básico de papel e margens 1.9. Dobragem de folhas Na dobragem das folhas, o formato final deve ser o A4, facilitando o arquivamento em pastas. Os formatos devem ser dobrados primeiramente na largura e posteriormente na altura; e de modo a ficar visível o quadro destinado à legenda e o lado esquerdo a ser fixado no arquivo. Efetua-se o dobramento a partir do lado d (direito), em dobras verticais de 185mm. A parte final a é dobrada ao meio (Figura 1.12). 19 Figura 1.12 - Dobradura do desenho/prancha Para não perfurar a parte superior nos formatos A0, A1 e A2, faz-se uma dobra triangular, para dentro a partir do canto. Conforme indica a (Figura 1.13). 20 Figura 1.13 – Dobragem das folhas 1.10. Caligrafia técnica As Letras e Algarismos contribuem para o bom aspecto do desenho, assim como o papel e o dobramento das folhas. Devem ser: LEGÍVEIS, DE RÁPIDO TRAÇADO E UNIFORMES. O traçado das letras mais indicado é no sentido vertical (Figuras 1.14 e 1.15). . Figura 1.14 - Proporções e exemplos de linhas auxiliares para a caligrafia técnica 21 Figura 1.15 - Proporções para a caligrafia técnica a) Dicas para desenho simplificado de letras: · Utilize a altura mínima de 3mm. · Escolha a altura das letras maiúsculas e divida em 3 partes iguais. · Utilize 1/3 para baixo para a altura das minúsculas. · A perna ou haste das letras (j, l, t, etc.) ocupa 1/3 para cima ou para baixo. · Evite letras grandes que possam aparecer mais que os desenhos. . Use o sentido horário para padronizar e caligrafia na folha (Figura 1.16). Figura 1.16 - Sempre o sentido horário na grafia técnica 22 b) Proporção entre as letras e algarismos Os algarismos devem ter a mesma altura das letras maiúsculas. · Altura: as minúsculas devem ter 5/7 da altura das maiúsculas. · Largura: as minúsculas devem ter 4/7 da largura das maiúsculas. · Minúsculas: b, d, f, h, k, l, t devem ter a mesma altura das maiúsculas. · Minúsculas: g, j, p, q, y devem ultrapassar a pauta inferior 2/7 h. Pode-se agrupar as letras conforme a semelhantes do traçado. · Grupo I, L, T, H, F, E - traços retos e paralelos. · Grupo N, Z, V, A, X - traços retos com grande inclinação. · Grupo M, Y, K, W - traços inclinados e curtos. · Grupo J, D, U - traços retos e curvos. · Grupo O, Q, G, C - traços com duas pequenas retas e duas curvas, derivam da letra O. · Grupo P, R, B - traços retos e curvas com pequenos traços retos e horizontais. · Letra S - formado apenas de arcos. · Grupo i, l, x, z, v, w, k - traços retos. · Grupo f, j, t, y, r - traços retos e pequenos arcos. · Grupo n, m, u, h - traços retos e arcos. · Grupo o, a, e, c, b, d, g, p, q - traços básicos da letra o. c) Grupo dos Algarismos São um pouco mais estreitos que as letras maiúsculas, aproximadamente 4/7 da altura (1, 2, 3, 4, 5, 6,7, 8, 9, 0) 1.11. Legendas A legenda ou identificação na gíria profissional chama-se Carimbo, que tem a finalidade de uniformizar as informações que devem acompanhar os desenhos. Os tamanhos e formatos dos carimbos obedecem à tabela dos formatos A. Recomenda- se que o carimbo seja usado junto à margem, no canto inferior direito (Figura 1.17). Esta colocação é necessária para que haja boa visibilidade quando os desenhos são 23 arquivados. O carimbo deve possuir as seguintes informações principais, ficando, no entanto, a critério do escritório, o acréscimo ou a supressão de outros dados: Figura 1.17 - Localização da legenda e posição da grafia/cotas Normalmente, as legendas (Figura 1.18) apresentam as seguintes dimensões: Formatos L H A0, A1, A2 175 mm Var. > 50 mm A2, A3, A4 120 mm 35 - 50 mm A4 90 mm 25 - 35 mm 24 Figura 1.18 - Exemplo de legenda 1.12. Traçados com instrumentos 1. Pegar uma folha de papel A3 ou A4, por exemplo, e fixar a mesma, alinhando-a com a régua paralela (Figura 1.19). 2. A maneira de fixar a folha com a fita adesiva é muito importante, faça seguindo o exemplo a seguir. 3. Fixar a folha pelas pontas nas ordens de 1 a 4. 4. Alinhar a folha paralelamente à régua, no sentido horizontal, fixar as pontas 1 e 2 (conforme desenho), após complementar a ordem 3 e 4. Dando uma pequena pressão nas pontas. 25 Figura 1.19 - Fixação da folha em prancheta A maneira mais aconselhável de traçar: Cada traçado tem sua maneira própria de ser feito, para destro, a linha horizontal deve partir sempre da esquerda para a direita, e a linha vertical de baixo para cima. Já para o canhoto a linha horizontal sempre da direita para a esquerda, e a linha vertical de baixo para cima. As linhas diagonais, para ambos, conforme for mais acessível – subindo ou descendo. Veja exemplo a seguir (Figura 1.20): 26 Figura 1.20 - Traçados horizontais e verticais. 1.13. Linhas: tipos de linhas As linhas servem para melhor representar um desenho, são usadas linhas de vários tipos e espessuras e seu conhecimentoe usos corretos são indispensáveis para a interpretação de desenhos. As linhas quanto à espessura, classificam-se em grossas, médias e finas (Figuras 1.21 e 1.22) a seguir. Fixada a espessura da primeira, para um desenho, a espessura da segunda será a metade e a da última será a metade da segunda. A espessura da linha grossa deve ser proporcional ao tamanho do desenho. 1.14. Tipos de linhas e sua utilização: Tipo Emprego GROSSA Arestas e contornos visíveis. Paredes em planta baixa e paredes cortadas. Arestas e contornos não visíveis. Área edificada sob a cobertura. 27 Projeção de mezanino no ponto inferior. Indicação do local do corte. Seta indicativa do sentido. MÉDIA Posições externas de rebatimento. Partes de concreto em corte ou planta. Sinais convencionais. Projeção da cobertura no projeto de planta baixa. Eixos e linhas de centro de circunferência. Locação de estacas. FINA Linha de cota, linha de chamada e peças de cobertura. Revestimento de parede, revestimento de piso, identificação de porta, janela Hachuras (traço contínuo ou tracejado geralmente inclinadas a 45º). Eixos de simetria (linha, ponto, linha). Linha de ruptura Descontinuidade Figura 1.21 - Traçado da espessura das linhas 1.15. Recomendação para o traçado de linhas _ As linhas cheias devem ser traçadas num só sentido. Não de deve voltar o lápis sobre a linha traçada. _ Deve-se girar o lápis enquanto se traça a linha, para que a ponta tenha um desgaste uniforme, não acarretando variação da espessura. _ Nas linhas tracejadas os traços devem ter o mesmo comprimento e ser igualmente espaçados. 28 _ Quando uma linha tracejada, transversal a uma cheia, é traçada a partir desta o primeiro traço deve tocar na linha cheia. _ Quando duas linhas tracejadas partem de um mesmo ponto os seus traços iniciais devem partir deste ponto. _ Quando uma linha tracejada está no prolongamento de uma linha cheia, o seu primeiro traço, o seu primeiro traço deve estar espaçado do término desta. _ Nas concordâncias, o ponto de concordância não deve ser percebido. Ao se concordar uma reta com uma curva, esta deve ser traçada primeiro para facilitar a concordância. (Figura 1.22) Figura 1.22 - Recomendações de tipos de linhas As sugestões a seguir, uma vez observadas, ajudarão a manter o desenho limpo: • na movimentação de régua paralela, erguê-la ligeiramente do papel; • procurar manter as mãos sempre fora do contato com o papel; • usar um grafite duro para o trabalho de demarcação; 29 • após o acabamento de um desenho executado a lápis mole, cobrir todas as vistas, com exceção daquela sobre a qual se está trabalhando, com uma folha de papel limpo; • usar uma escova (bigode) ou pano macio para retirar os resíduos de borracha após a operação de apagar, em lugar da mão espalmada; • usar um papel de superfície lisa e dura, com as características mais adequada para o tipo de desenho a ser feito. Exercícios: 1. Confeccionar 04 quadrados de 10 x 10cm, igualmente espaçados das margens e entre si. Desenhe as linhas com o tipo, espessura e a angulação indicada, deixando o espaço de 5mm entre as linhas. 30 31 CAPÍTULO 2 – ESCALAS 2.1. Introdução Os desenhos de peças grandes ou projetos devem ser executados em tamanhos menores do que o real, devido às dimensões do papel. Alguns objetos podem, entretanto, ser desenhados em tamanho natural. Outros objetos devem ser desenhados em tamanhos maiores, para que possam ser executados corretamente. Assim, devido à dificuldade de representar os objetos em seus tamanhos naturais, usam-se as escalas. Para normalizar o uso de escalas, a ABNT através da Norma NBR - 8196/83 ("Emprego de Escalas em Desenho Técnico"), fixa as condições exigíveis para escalas recomendadas com suas designações para uso em desenhos técnicos e documentos semelhantes. 2.2. Definições de Escala Segundo a NBR - 8196/83, escala é a relação da dimensão linear de um elemento e/ou de um objeto representado no desenho original para a dimensão real do mesmo elemento e/ou do próprio objeto. Em outras palavras, escala é a relação entre a medida de um comprimento representado no desenho e a medida real desse comprimento. As escalas podem ser classificadas em: escala natural; escala de ampliação ou escala de redução. 2.2.1. Escala Natural: É a escala com a relação 1:1 (lê-se "um por um"), ou seja, o objeto ou comprimento real tem exatamente o mesmo tamanho na folha de desenho. Dessa 32 forma, se as medidas de uma peça de máquina são, no desenho, iguais às da peça real, a escala do desenho é 1:1. 2.2.2. Escala de Ampliação: São aquelas em que o denominador é igual à unidade, e o numerador é sempre maior que a unidade ( X:1, onde X>1). Nesta escala, as peças pequenas ou detalhes se desenham ampliadas de tamanho. Por exemplo, na escala 2:1 (lê-se "dois por um"), cada 2cm do desenho representam 1 cm do objeto ou dimensão real. 2.2.3. Escala de Redução: São aquelas em que o numerador é igual à unidade, e o denominador é sempre maior que a unidade (1:X, onde X>1). Nesta escala, as peças grandes ou projetos são desenhados em tamanho reduzido. Por exemplo, na escala 1:2 (lê-se "um por dois"), cada 1cm do desenho representa 2 cm do objeto ou dimensão real. A designação completa de uma escala deve consistir da palavra "Escala" seguida da indicação da relação, como nos exemplos a seguir: a) Escala 1:1, para escala natural: desenho em tamanho natural; b) Escala 5:1, para escala de ampliação: desenho ampliado; c) Escala 1:4, para escala de redução: desenho reduzido. A designação da escala usada no desenho deve ser inscrita na legenda do mesmo. Onde for necessário o uso de mais de uma escala no desenho, somente a escala principal deve ser inscrita na legenda. Todas as demais escalas devem ser inscritas junto da identificação do detalhe ou vista a que se referem. 3.3. Fórmula Geral da Escala A fórmula geral da escala de redução, utilizado para resolver problemas deste tipo é: 33 D d Q =1 onde: d = distância gráfica ou medida no projeto; D = distância natural ou medida real; 1/Q = relação ou escala, onde Q é um número inteiro qualquer. Desta fórmula, advém as seguintes: Q Dd 1= dQD = d DQ = Destaca-se que, na aplicação de qualquer uma das fórmulas, as unidades de "D" e "d" devem ser iguais. 3.4. A Escolha de uma Escala A Norma NBR – 8196/83 recomenda, para uso em desenho técnico, as seguintes escalas: (Tabela 2.1) Tabela 2.1 - Escalas recomendadas pela NBR – 8196/83 Categoria Escalas Recomendadas Escala de ampliação 50:1 20:1 10:1 5:1 2:1 Escala natural 1:1 Escala de redução 1:2 1:5 1:10 1:20 1:50 1:100 1:200 1:500 1:1000 1:2000 1:5000 1:10000 A escala a ser escolhida para um desenho depende da complexidade do objeto a ser representado e da finalidade da representação. 34 Em todos os casos, a escala selecionada deve ser suficientemente grande para permitir uma interpretação fácil e clara da informação representada. A escala e o tamanho do objeto em questão deverão decidir o formato da folha. Detalhes muito pequenos para um dimensionamento completo na representação principal podem ser mostrados adjacentes à representaçãoprincipal numa vista detalhada separada (ou seção), a qual é desenhada numa escala maior. É recomendado que, para informação, uma vista em escala natural seja adicionada à representação principal de um objeto pequeno. Neste caso, a vista em escala natural pode ser simplificada para mostrar somente os contornos externos de um objeto. Os valores das cotas referem-se sempre às medidas da peça ou projeto terminados (valores reais), e nunca aos comprimentos reduzidos ou ampliados que aparecem no desenho. Os ângulos não sofrem influências pelas escalas de desenho. Assim, por exemplo, um ângulo de 30° na peça original (real) continua sendo de 30° no desenho, ainda que reduzido ou ampliado. Exercícios: 1. Se a representação de um edifício de 20m de altura foi feita usando-se a dimensão de 200mm, em que escala foi desenhada esse edifício? 2. Dado um segmento de reta com 5cm de comprimento e sabendo que utilizou- se a escala 1:15 para desenhá-lo, qual o tamanho real do segmento? 3. Uma parede de uma casa tem comprimento de 5m e foi representada em um desenho com dimensão de 10cm. Qual a escala? 35 4. Uma peça de relógio com diâmetro de 16mm foi representada com dimensão de 4cm. Qual a escala? 5. Uma porta com altura de 2,10m foi representada com dimensão de 2,10cm. Qual a escala? 6. Observe o modelo representado, meça suas dimensões e depois complete as questões nos espaços em branco, escolhendo a alternativa correta. a) Este desenho está representado em escala ___________ (natural, de ampliação, de redução). b) As dimensões deste desenho são ________ (duas, cinco) vezes _________ (maior, menor) que as dimensões reais da peça. c) A medida real do comprimento da peça é _______ (20, 40); logo, a medida do comprimento da peça no desenho é _______ (20, 40) d) A abertura do ângulo da peça, no desenho, é ___________ (maior que, igual a, menor que) a abertura real do ângulo. 36 7. Meça as dimensões dos desenhos técnicos e indique, na linha junto ao desenho, a escala em que ele está representado. 37 8. Observe o desenho técnico e escreva C ao lado das afirmações corretas e E ao lado das erradas: a) ( ) Este desenho técnico está representado em escala natural. b) ( ) As medidas lineares do desenho são duas vezes menores que as medidas da peça representada. c) ( ) A abertura do ângulo está ampliada em relação ao tamanho real do ângulo. d) ( ) As medidas básicas desta peça são 13mm, 8mm e 9mm. 9. Complete as lacunas com os valores correspondentes: Dimensão do desenho Escala Dimensão da peça 1 : 1 42 18 1 : 2 5 : 1 6 16 2 : 1 10 100 12 60 38 10. Dados os objetos desenhados nas escalas indicadas, medir as dimensões e reproduzi-los na folha A3 na escala sugerida: 39 40 CAPÍTULO 3 – COTAGEM 3.1. Cotagem É a representação gráfica no desenho da característica do elemento, através de linhas, símbolos, notas e valor numérico numa unidade de medida (NBR 10126). É a indicação das medidas de um desenho. Para a cotagem (Figura 3.1) de um desenho são necessários quatro elementos: a) Linha de Cota; b) Linha auxiliar; c) Cota e o Limite da linha de cota, este último será visto nas figuras seguintes. Figura 3.1 - Elementos para cotagem de um desenho 3.2. Cota Indicação da medida ou característica em letras técnicas, sem indicação de unidade (Figura 3.2). 41 Figura 3.2 - Linhas de cota 3.3. Linha de cota Linha fina contínua, sempre paralela à dimensão cotada e todas à mesma distância do elemento cotado. Nessas linhas são colocadas as cotas que indicam as medidas do objeto (Figura 3.3). Figura 3.3 - Linhas de cota e auxiliares para definirem as linhas de cotagem 42 3.4. Linha auxiliar ou linha de chamada São linhas finas, paralelas entre si, perpendicular (ou a 60º, se necessário) ao elemento cotado, não tocam o elemento cotado e estendem-se um pouco além da linha de cota (Figuras 3.4 e 3.5). Figura 3.4 - Linhas auxiliares para cotagem Figura 3.5 - Outros exemplos de linhas de cotagem As linhas podem ser terminadas em setas abertas ou fechadas desenhadas formando ângulos de 15º(mais comum no desenho técnico) ou traços curtos a 45º. 43 As cotas devem ser colocadas acima (mais usado) ou interrompendo a linha de cota. Apenas um estilo deve ser utilizado do início até o fim do projeto. Deve-se cotar somente o necessário para a descrição completa do objeto. Não se repetem cotas. Sempre que possível, alinhe as linhas de cotas. Cotas maiores ficam por fora das menores para evitar cruzamentos das linhas de chamada. A distância entre o elemento e a linha de cota é constante e no mínimo de 7mm. Como também entre linhas de cotas paralelas. Os eixos de simetria e as linhas do contorno não devem nunca ser usados como linhas de cota, embora possam ser usados como linhas de chamadas. Evita-se cotar arestas tracejadas. Evite cotar em áreas hachuradas. Caso aconteça, deve-se parar a hachura no momento da cota. Cotamos o diâmetro nas circunferências e o raio nos arcos. A (Figuras 3.6 e 3.7) mostra a cotagem de elementos angulares. Figura 3.6 - Cotagem angular 44 Figura 3.7 - Cotagem angular A cotagem de ângulos pode ser também, como mostra a (Figura 3.8), ou com a cota na horizontal. 45 Figura 3.8 - Cotagem angular nas figuras As cotas horizontais, verticais e inclinadas devem ser sempre escritas acima da linha da cota, conforme (Figura 3.9) 46 Figura 3.9 - Exemplos de cotas e sua posição na linha de cota Quando a linha de cota está na posição inclinada, a cota acompanha a inclinação para facilitar a leitura. Conforme (Figuras 3.10 e 3.11) a seguir: Figura 3.10 - Exemplos de linhas inclinadas de cotagem 47 Figura 3.11 - Outros exemplos de linhas de cotagem inclinadas 3.5. Seqüência de cotas Observe o modelo abaixo (Figuras 3.12 e 3.14) e a seqüência de como tomar as medidas para daí cotá-lo: Figura 3.12 - Vista do modelo a ser cotado 5 5 5 5 5 5 5 5 5 48 Figura 3.13 - Tomando a medida do comprimento do objeto Figura 3.14 - Tomando a medida da altura do objeto 49 Dicas: Evite desenhar as cotas como mostra a Figura 3.15. Atenção! sempre deixar o espaço mínimo de 7mm entre a linha de cota e o objeto cotado. Figura 3.15 - Posicionamento correto das cotas A Figura 3.16 exemplifica várias maneiras para cotagem de espaços reduzidos. Figura 3.16 - Cotas em espaços reduzidos Em resumo, ao cotar um desenho é necessário observar a linha de chamada (linha auxiliar ou linha de extensão), a linha de cota, a cota e o limite da linha de cota (Figura 3.17): 50 Figura 3.17 - Elementos de cotagem 3.6. Exercícios Agora, desenhe os elementos de cotagem nos exercícios realizados do capítulo de escala. 51 CAPÍTULO 5 – CONSTRUÇÕES GEOMÉTRICAS 5.1 Introdução Desenho é definido como a “expressão gráfica da forma”.Todas as coisas que conhecemos e que estamos habilitados a ver, se apresentam aos nossos olhos como formas geométricas. Umas mais, outras menos definidas, mas, são todas formas que podem ser associadas a formas geométricas. Todo desenhista deve conhecer muito bem as principais construções geométricas, base de todo desenho técnico. Mas, o que é a Geometria? geometria é a ciência que estuda as propriedades relativas à forma é a extensão dos corpos. É o estudo das propriedades referentes a pontos, linhas, planos e superfícies. Sendo então, desenho Geométrico é a expressão gráfica da forma, considerando-se as propriedades relativas à sua extensão, ou seja, suas dimensões (comprimento, largura e altura ou espessura). O ponto, a reta e o plano são seres abstratos aos quais nossa intuição atribui um significado de acordo com as impressões que recebemos do mundo exterior. Desta forma: • Figura geométrica sem dimensão, que representam um local no plano, é a intersecção entre duas linhas. A localização de uma cidade no mapa, a marca de uma ponta de giz no quadro, por exemplo, nos dão a idéia de ponto. Designamos os pontos com letras maiúsculas A, B, C, etc... e sua representação gráfica é: A B . X (ponto A) (ponto B) 52 • A menor distância entre dois pontos. A imagem de um fio esticado, a orla de uma régua, por exemplo, nos dão a idéia de reta ou linha. Designamos as restas por letra minúsculas a, b, c ..., r, s, etc... e sua representação gráfica é: • Segmento é a porção limitada de uma linha reta (segmento de reta). R S RS • Semi-reta é o desmembramento de uma reta, possui origem, mas não tem fim. • A superfície de uma mesa, a superfície de um espelho, por exemplo, são elementos aos quais associamos a idéia de plano. Designamos os planos por letras minúsculas gregas α, β, γ, etc... e sua representação gráfica é (Figura 5.1): Figura 5.1 – Plano α e plano β Importante: Num plano existem infinitos pontos Numa reta há infinitos pontos Num plano existem infinitas retas 53 5.2 Ângulo Mede a abertura de duas linhas retas convergentes. Pode variar de 0° a 360°. Para medir o ângulo usamos o transferidor. Classificam-se em: Ângulo Reto É todo o ângulo que possui 90° Ângulo Agudo É todo ângulo menor que 90° Ângulo Obtuso É todo ângulo maior que 90° Ângulo Raso É todo ângulo que possui 180° EXERCÍCIOS: 1) Traçado de perpendiculares: a) Traçar a perpendicular que passa por um ponto qualquer, pertencente a uma reta. Seja a reta r e o ponto A, perpendicular à mesma. Resolução: 1) Centro em A, abertura qualquer, cruza-se a reta com dois arcos, um para cada lado, gerando os pontos 1 e 2. 2) Centro em 1 e 2 com a mesma abertura, suficiente para obter o cruzamento desses dois arcos, gerando o ponto 3. 3) A perpendicular será a reta que passa pelos pontos A e 3. 54 b) Traçar a perpendicular que passa por um ponto não pertencente a uma reta. Seja a reta r e o ponto B, não pertencente à mesma. Resolução: 1) Centro em B, abertura qualquer, suficiente para traçar um arco que corte a reta em dois pontos: 1 e 2. 2) Centro em 1 e 2, com a mesma abertura, cruzam-se os arcos, obtendo-se o ponto 3. 3) A perpendicular é a reta que passa pelos pontos B e 3. c) Traçar a perpendicular que passa pela extremidade de um segmento de reta. Resolução: 1) Com o centro em uma das extremidades, abertura qualquer, traça-se o arco que corta o segmento 1. 2) Com a mesma abertura e centro em 1, cruza-se o primeiro arco, obtendo-se o ponto 2. 3) Centro em 2, ainda com a mesma abertura, cruza-se o mesmo arco, obtendo-se o ponto 3. 4) Com a mesma abertura, centra-se em 2 e 3, cruzando estes dois arcos e determinando o ponto 4. 5) A perpendicular é a reta que passa pela extremidade escolhida e o ponto 4. 55 d) Traçar a perpendicular que passa pelo ponto médio de um segmento de reta - MEDIATRIZ. Resolução: 1) Com centro em uma das extremidades e abertura maior que a metade do segmento, traça-se o arco que percorre as regiões acima e abaixo. 2) Com a mesma abertura, centra-se na outra extremidade e cruza-se com o primeiro arco, nos pontos 1 e 2. A Mediatriz é a reta que passa pelos pontos 1 e 2. e) Dividir um segmento de reta em um número qualquer de partes iguais. Resolução: 1) Por um das extremidades, traçamos uma reta com inclinação aproximada de 30°. 2) Atribui-se uma abertura no compasso e aplica-se essa distância sobre a reta inclinada o número de vezes em que vamos dividir o segmento (7 vezes) e enumeramos as distâncias a partir da extremidade escolhida. 3) A última marcação (n° 7) é unida a outra extremidade. 4) Através do deslizamento de um esquadro sobre o outro, passando pelas demais divisões, mas sempre alinhando pela última divisão (n° 7), o segmento é dividido em partes iguais. 56 f) Achar a bissetriz de um ângulo (reta que passando pelo vértice, divide um ângulo em duas partes iguais): Resolução: 1) A partir do vértice do ângulo, com uma abertura qualquer, descreve-se um arco que corta os dois lados do ângulo, definindo os pontos 1 e 2. 2) Centro 1 e 2 com a mesma abertura, gerando o ponto 3. 3) A bissetriz é a reta que passa pelo vértice e pelo ponto 3. g) Dividir um ângulo reto em três partes iguais (30° cada um): Resolução: 1) A partir do vértice do ângulo traçar um arco qualquer, que corte as duas retas em dois pontos B e C. 2) Com o mesmo raio e o centro em B e em C, traçar dois arcos que cruzem o arco BC. Determinando os pontos E e F. 3) Ligar o ponto A a E e F e têm-se os 3 ângulos iguais. h) Traçar uma paralela a g passando por um ponto fora dela: Resolução: 1) Localize sobre a reta g um ponto A qualquer. 2) Trace um arco, com um raio r equivalente à distância AP, de tal forma que cruze a reta g, determinando o ponto B. 3) Com o mesmo raio r, trace outro arco a partir dos pontos B e p, determinando o ponto C e P. Encontra-se então a reta paralela desejada. 57 5.3 Triângulos É uma figura plana fechada com três lados, três vértices e três ângulos internos. Pode ser classificado quanto: a) Lados • Eqüilátero → possui três lados iguais (Figura 5.2); • Isósceles → possui dois lados iguais (Figura 5.3); • Escaleno → possui três lados diferentes (Figura 5.4). Figura 5.2 – Eqüilátero Figuras 5.3 – Isósceles Figura 5.4 – Escaleno b) Ângulos Internos • Acutângulo → possui três ângulos agudos → menor que 90° (Figura 5.5); • Retângulo → possui um ângulo reto (Figura 5.6); • Obtusângulo → possui um ângulo obtuso → maior que 90° (Figura 5.7). Figura 5.5 – Acutângulo Figura 5.6 – Retângulo Figura 5.7 – Obtusângulo 58 EXERCÍCIOS: a) Construir um triângulo eqüilátero (três lados iguais): Resolução: 1) Numa reta marcar o comprimento do lado do triângulo (ponto A e B). 2) Traçar dois arcos com o raio r = distância AB, um com centro em A e outro em B. O ponto de encontro dos dois raios será o ponto C. 3) Ligar o ponto C a A e B tem-se o triângulo desejado. b) Construir um triângulo sendo dado dois lados B’C’ e B’D’ e o ângulo A formadopor eles. Resolução: 1) Traçar uma reta BC igual ao lado dado B’C’. 2) Na extremidade construa um ângulo igual ao ângulo A dado. 3) Prolongar o lado BD igual ao lado B’D’ dado. 4) Ligam-se os pontos D e C e tem-se o triângulo BCD procurado. 5.4 Quadriláteros São figuras geométricas com quatro lados, ângulos internos e duas diagonais: • Quadrado → quatro lados iguais, quatro ângulos retos, diagonais iguais e perpendiculares (Figura 5.8). • Retângulo → lados opostos iguais, quatro ângulos retos e diagonais iguais (Figura 5.9). • Losango → quatro lado iguais, ângulos opostos iguais e diagonais perpendiculares que se cortam ao meio (Figura 5.10). 59 • Paralelogramo → lados iguais, ângulos opostos iguais e diagonais que se cortam ao meio (Figura 5.11). • Trapézio → quatro lados (dois lados paralelos chamados de base). * trapézio retângulo → ângulos retos formados pelo lado com as bases (Figura 5.12); * trapézio isósceles → dois lados de medidas iguais e bases paralelas entre si (Figura 5.13); * trapézio escaleno → lados de medidas diferentes e bases paralelas (Figura 5.14). Figura 5.8 – Quadrado Figura 5.9 – Retângulo Figura 5.10 – Losango Figura 5.11 – Paralelogramo Figura 5.12 – Trapézio Retângulo Figura 5.13 – Trapézio Isósceles Figura 5.14 – Trapézio Escaleno 60 EXERCÍCIOS: a) Construir um quadrado (quatro lados iguais, quatro ângulos retos, diagonais iguais e perpendiculares): Resolução: 1) Determinar por meio de duas retas perpendiculares o ponto M, como centro. 2) Traçar uma circunferência ao redor do ponto M, com raio r qualquer, que corte as retas nos pontos A, B, C e D. 3) Ligar os pontos e tem-se o quadrado desejado. b) Construir um círculo interno e um externo ao quadrado: Resolução: 1) Traçar pelo ponto central M uma circunferência auxiliar. 2) Traçar as retas básicas, encontrando assim os pontos F1 e F4. 3) A partir de F1 e F4 traçar os semicírculos auxiliares com raio r. Os pontos de cruzamento dos semicírculos auxiliares A1, B1, C1 e D1, representam os vértices do quadrado externo. 4) O quadrado interno será encontrado traçando as diagonais do quadrado externo, que cortam a circunferência auxiliar em quatro pontos A2, B2, C2 e D2, que ligados entre si, resultam no quadrado interno. 61 5.5 Polígonos Todas as figuras formadas por segmentos consecutivos, denominados linhas poligonais, fechadas (que a origem coincide com a extremidade) (Figura 5.15 e 5.16). Figura 5.15 – Polígono Irregular Figura 5.16 – Polígono Regular Conforme o número de lados, os polígonos recebem nomes especiais: 3 Triângulo 12 Dodecágono 4 Quadrilátero 13 Tridecágono 5 Pentágono 14 Tetradecágono 6 Hexágono 15 Pentadecágono 7 Heptágono 16 Hexadecágono 8 Octógono 17 Heptadecágono 9 Eneágono 18 Octodecágono 10 Decágono 19 Eneadecágono 11 Undecágono 20 Icoságono 5.6 Sólidos Paralelepípedo Poliedro em forma de caixa, tem 6 faces, iguais e paralelas duas a duas. 62 Cubo Poliedro de 6 lados formados por quadrados de mesma dimensão. Prisma Sólido (poliedro) limitado por faces planas, com dois polígonos iguais, afastados paralelamente (prisma reto, prisma regular, prisma oblíquo). Pirâmide Sólido (poliedro) limitado por faces planas, sua base é um polígono e suas faces laterais são triângulos. Cilindro É um sólido delimitado por duas superfícies planas (bases), situadas em planos paralelos, e uma superfície não plana. Cone Sólido semelhante a pirâmide, cuja base é uma circunferência. 63 Tronco Parte seccionada de um cone ou pirâmide. EXERCÍCIOS: a) Construir um hexágono (seis lados iguais): Resolução: 1) Traçar a partir do ponto central M, uma circunferência auxiliar, que corte a reta AD. 2) Traçar dois arcos com raio R partindo de A e D. 3) Os encontros dos arcos com a circunferência determinam os pontos B, C, E e F, que ligados entre si formam o hexágono desejado. b) Construir um pentágono (cinco lados iguais): Resolução: 1) Traçar uma circunferência com raio r, com centro em M. 2) Traçar um arco, com o mesmo raio, a partir do ponto M, determinando os pontos F e G. 3) Unir os pontos F e G por uma reta, ela cortará a reta-base no ponto K. 4) Traçar um arco centrado em K, com um raio r1 = distância DK, até que o mesmo corte a reta-base no ponto L. 5) A distância DL corresponde a um lado do polígono. Transportar esta distância a partir do ponto D, sobre a circunferência. 6) Unir os pontos do cruzamento, obtendo assim o polígono ABCDE. 64 c) Construir um heptágono (sete lados iguais): Resolução: 1) Centrado no ponto M, traçar um círculo auxiliar com raio r. 2) Com o mesmo raio, traçar um arco com raio r, centrado no ponto H. Encontrando assim os pontos E e F. 3) Traçar uma perpendicular unindo E e F, determinando o ponto K. 4) O raio s (distância FK), corresponde a um dos lados do heptágono. 5) Transportar esta distância com o compasso sobre a circunferência e ligar os pontos de cruzamento, obtendo assim o heptágono procurado. 5.7 Linha curva, circunferência e círculo No caso da reta, o movimento do ponto era apenas em um sentido. Se mudarmos este sentido por um valor constante e eqüidistante a um ponto, obteremos uma linha curva (Figura 5.17). Se esta linha for fechada teremos uma circunferência (Figura 5.18). O ponto de referência no interior desta figura denomina-se centro. Todos os pontos da circunferência têm uma distância igual ao centro, e esta distância chamamos de raio. A área interna da circunferência é o círculo (Figura 5.19). Figura 5.17 – Linha curva Figura 5.18 – Circunferência Figura 5.19 – Círculo 65 Circunferência é uma curva fechada e plana cujos pontos são eqüidistantes de um ponto interior chamado centro. As circunferências dividem-se em: • Concêntricas → quando situados no mesmo plano, tem o centro em comum (Figura 5.20); • Excêntricas → quando situadas no mesmo plano, porém não tem o mesmo centro (Figura 5.21). Figura 5.20 – Concêntricas Figura 5.21 - Excêntricas Podem ser: • Inscrita → quando os lados de uma figura plana são tangentes à circunferência (Figura 5.22). • Circunscrita → quando os lados da figura plana estão limitados pela circunferência (Figura 5.23). Figura 5.22 – Circunferência Inscrita Figura 5.23 – Circunferência Circunscrita. 5.7.1 Relações entre retas e circunferências a) Diâmetro – é a medida do raio multiplicado por 2, ou seja, é um segmento de reta que atravessa a circunferência passando pelo centro. 66 b) Raio – Segmento de reta que une o centro do círculo a um ponto qualquer da circunferência. c) Secante – é um segmento de reta que corta a circunferência vindo do exterior da mesma e tem dois pontos sobre ela. d) Tangente – segmentode reta externo à circunferência, que tem apenas um ponto em comum com a mesma. e) Corda – é um segmento de reta que tem dois pontos sobre a circunferência, sendo o diâmetro a maior corda. f) Arco – é o segmento da circunferência limitado pela corda. g) Flecha – Segmento da circunferência limitado pela corda e arco. EXERCÍCIOS: a) Traçar circunferência tangente a uma reta num ponto dado e que passe por outro ponto fora da reta: Resolução: 1) Levantar uma perpendicular pelo ponto dado T. 2) Unir o ponto T da reta ao ponto P fora da mesma, este segmento de reta é uma corda da circunferência a ser traçada. 3) Traçar a mediatriz desse segmento que, ao cruzar a perpendicular, define o centro da circunferência. 67 b) Traçar 2 tangentes a uma circunferência, por um ponto dado fora da curva: Resolução: 1) Dada uma circunferência de centro O e o ponto externo P de passagem das tangentes. 2) Unir P a O e determinar a mediatriz M deste segmento. 3) Com o centro em M e raio MO, traçar um arco que corta a circunferência em dois pontos T e T1. Unir P a T e a T1 e obtêm-se as tangentes. c) Encontrar o centro de uma circunferência dada: Resolução (Processo 1): 1) Traçar um reta qualquer, por exemplo a corda AC. 2) Levantar ao meio M de AC uma perpendicular EF que determina o diâmetro. 3) Dividir o diâmetro EF ao meio e assim encontrar o ponto o, que é o centro da circunferência. Resolução (Processo 2): 1) Marcar 3 pontos arbitrários, sobre a circunferência dada – A, B e C. 2) Ligar estes pontos por meio de linhas retas. 3) Tirar perpendiculares ao meio de AB e BC. 4) O encontro destas perpendiculares determina o ponto O, que é o centro procurado. 68 d) Fazer passar uma circunferência por 3 pontos dados A, B e C, não em linha reta. Resolução: 1) Ligar os ponto A a B, e B a C por meio de retas AB e BC. 2) Traçar perpendiculares ao meio das retas AB e BC, as quais se cruzam no ponto O. 3) Do centro O e com raio AO, descreve-se a circunferência pedida. e) Dividir uma circunferência dada em 2, 4 e 8 partes iguais: Resolução: 1) Traçar o diâmetro AB qualquer que a divide em 2 partes. 2) Traçar outro diâmetro CD perpendicular a AB e os diâmetros AB e CD dividem-na em 4 partes. 3) Traçar em seguida os diâmetros EF e GH, perpendiculares entre si e bissetriz dos ângulos COB e AOD, respectivamente. 4) A circunferência é assim dividida em 8 partes iguais e assim sucessivamente. 69 f) Traçar tangentes exteriores e comuns a duas circunferências O O’: Resolução: 1) As circunferências dadas não têm raios iguais. 2) Ligar os centros O e O’ por uma reta e prolongando-se até R. 3) De cada um desses centros, tirem- se raios arbitrários OE e O’F, contando que sejam paralelos um ao outro marcando nas circunferências respectivas os ponto E e F. 4) Por estes pois pontos, faz-se passar a reta EF até R, onde encontra a reta OO’X. 5) De R como centro e raio RO’ traçar o arco que corta a circunferência O’ em H e G. 6) Ligar R a H e a G prolongando até A e C e têm-se as retas tangentes exteriores AB e CD comuns às duas circunferências. 5.8 Concordâncias Chama-se concordância de duas linhas curvas ou de uma linha reta com uma curva, a ligação entre elas, executada de tal forma, que se possa passar de uma para outra, sem ângulo, inflexão ou ponto de descontinuidade. 70 EXERCÍCIOS: a) Concordar duas retas paralelas AB e DE, de mesmo comprimento, com um arco. Resolução: 1) Traçar uma perpendicular pelas extremidades B e E. 2) Encontrar a mediatriz C de BE. 3) Com centro em C e raio CB, traçar o arco que concorda as duas retas. b) Concordar o arco de um círculo com uma reta AB dada. Resolução: 1) Na extremidade da reta AB, levantar uma perpendicular CB. 2) Com centro em C e raio CB traçar o arco BD, que concorda com a reta. c) Concordar 2 retas perpendiculares com um arco de raio R. Resolução: 1) Com o centro em B, traçar um arco de raio R, que corte as 2 retas em T1 e T2. 2) Com o mesmo raio R e centro em T1 e T2, traças arcos que se encontram em O. 3) Com centro em O e mesmo raio R, traçar o arco que concorda as 2 retas. 71 d) Concordar um arco de círculo com duas retas convergentes AD e CE conhecido o respectivo ângulo. Resolução: 1) Traçar o ângulo ABC, pelas retas convergentes AB e BC, faz-se centro em B, traçando o arco MN que corta as retas em D e E. 2) Tirar a bissetriz FB do ângulo ABC, a qual cortará o arco MN em G. 3) Com centro em G e raio GM, traçar o arco DOE que concordará com as retas dadas. e) Concordar um arco de círculo com duas retas convergentes DA e CB dadas, desconhecendo-se o vértice. Resolução: 1) Traçar duas retas EF e GF, paralelas e eqüidistantes das retas dadas DA e CB, respectivamente, formando o ângulo F conhecido. 2) Traçar a bissetriz MF do ângulo EFG e que é também bissetriz das duas retas DA e CB dadas. 3) De um ponto qualquer A, tirar HA perpendicular à reta DA e do ponto H outra perpendicular HB à reta CB. 4) De H, como centro e raio HB, fazer o arco que liga as duas retas DA e CB, concordando-as. 72 f) Concordar um arco de círculo com duas retas convergentes AB e CD, sem vértice conhecido e que seja tangente a uma terceira reta EF dada. Resolução: 1) Prolongadas as retas AB e CD até o seu encontro com a reta EF, traçar as bissetrizes EG do ângulo BEF e FG de EFD. 2) Da interseção G destas duas bissetrizes, traçar GB perpendicular a AB e GD a CD. 3) Os pontos B e D serão os pontos de concordância das retas dadas com o arco do círculo, cujo centro é G e raio GB, tocando em D’ na terceira reta dada. g) Concordar dois arcos de círculo que se cortam, sendo dado o ponto D em um deles. Resolução: 1) Têm-se os dois arcos B de centro O e D de centro O’, que se cortam e o ponto D dado. 2) Prolongar o raio OB até E, de modo que BE seja igual ao raio DO’ do outro arco. 3) Traçar a reta EO’. 4) Pelo meio da reta EO’ levantar a perpendicular que, passando pelo ponto I, na reta EO’, vai ter a reta BO em um ponto M, que é o centro do arco pedido e que concorda os dois arcos dados pelo arco BD. 73 CAPÍTULO 6 – PROJEÇÕES 6.1 Definição de Projeção Ortogonal Nos desenhos projetivos, a representação de qualquer objeto ou figura será feita por sua projeção sobre um plano. A Figura 6.1 mostra o desenho resultante da projeção de uma forma retangular sobre um plano de projeção. Os raios projetantes tangenciam o retângulo e atingem o plano de projeção formando a projeção resultante. Figura 6.1 - Projeção de uma forma retangular sobre um plano de projeção Como os raios projetantes, em relação ao plano de projeção, são paralelos e perpendiculares, a projeção resultante representa a forma e a verdadeira grandeza do retângulo projetado. Este tipo de projeção é denominado Projeção Ortogonal (do grego ortho=reto+gonal=ângulo), pois os raios projetados são perpendiculares ao plano de projeção. Das projeções ortogonais surgem as seguintes conclusões: 74 Figura 6.2 Figura 6.3Figura 6.4 a) Toda superfície paralela a um plano de projeção neste plano exatamente na sua forma e em sua verdadeira grandeza, conforme a Figura 6.2. b) A Figura 6.3 mostra que quando a superfície é perpendicular ao plano de projeção, a projeção resultante é uma linha. c) As arestas das interseções de superfícies são representadas PR linhas conforme mostra a Figura 6.4. 6.2 Como Utilizar as Projeções Ortogonais Como os sólidos são constituídos de várias superfícies, as projeções ortogonais (Figura 6.5) são utilizadas para representar as formas tridimensionais através de figuras planas. Figura 6.5 - Projeções ortogonais 75 A figura 6.5 mostra a aplicação das projeções ortogonais na representação das superfícies que compões, respectivamente, um cilindro, um paralelepípedo e um prisma de base triangular. Pode-se observar que as projeções resultantes são constituídas de figuras iguais. Olhando para a Figura 6.6, na qual aparecem somente as projeções resultantes da Figura 6.5, é impossível identificar as formas espaciais, pois cada uma das projeções pode corresponder a qualquer um dos três sólidos. Figura 6.6 - Projeções resultantes Isto acontece porque a terceira dimensão de cada sólido não está representada pela projeção ortogonal. Para fazer aparecer à terceira dimensão deve-se fazer uma segunda projeção ortogonal olhando os sólidos por outro lado. A Figura 6.7 mostra os três sólidos anteriores sendo projetados nos planos verticais e horizontais e fazendo-se, posteriormente, o rebaixamento do plano horizontal até a formação de um único plano na posição vertical. Figura 6.7 - Sólidos anteriores sendo projetados nos planos verticais e horizontais 76 Olhando para cada um dos pares de projeção ortogonais, representados na Figura 6.8, e sabendo que eles correspondem, respectivamente, às representações dos três sólidos vistos por posições diferentes, pode-se obter a partir das figuras planas o entendimento da forma espacial da cada um dos sólidos representados. Figura 6.8 - Pares de projeções ortogonais Os desenhos resultantes das projeções nos planos verticais e horizontais resultam na representação do objeto visto por lados diferentes e as projeções resultante, desenhadas em um único plano, conforme mostra a Figura 6.9 (b) representam as três dimensões do objeto. Figura 6.9 - Representação do objeto visto por lados diferentes Na projeção feita no plano vertical aparecem o comprimento e a altura do objeto e na projeção feita no plano horizontal aparecem o comprimento e a largura do mesmo objeto. Os desenhos mostrados na Figura 6.9 (b) também correspondem às projeções do prisma triangular desenhado na Figura 6.10. 77 Figura 6.10 - Projeções do prisma triangular Assim sendo, pode-se concluir que duas vistas, apesar de representarem as três dimensões, podem não ser suficientes para representar a forma do o objeto desenhado. A representação das formas espaciais é resolvida com a utilização de uma terceira projeção. A Figura 6.11 mostra a utilização de um plano lateral para obtenção de uma terceira projeção, resultando em três vistas da peça por lados diferentes. Figura 6.11 - Utilização de um plano lateral Para que o desenho resultante se transforme em uma linguagem gráfica, os planos de projeção horizontal e lateral têm os sentidos de rebaixamento convencionados, e sempre se rebatem sobre o plano vertical. 78 Mantendo o sentido dos rebaixamentos do plano horizontal e lateral resultará sempre nas mesmas posições relativas entre as vistas. O lado da peça que for projetados no plano vertical sempre será considerado como sendo a frente da peça. Assim sendo, em função dos rebaixamentos convencionais, o lado superior da peça sempre será representado abaixo da vista de frente e o lado esquerdo da peça aparecerá desenhado à direita da vista de frente. A manutenção das mesmas posições relativas das vistas permite que a partir dos desenhos bidimensionais, resultantes das projeções ortogonais, se entende (visualize) a forma espacial do objeto representado. Os desenhos da Figura 6.12 mostram as três vistas das quatro peças. Figura 6.12 - Três vistas das quatro peças É importante considerar que cada vista representa a peça sendo observada de uma determinada posição. Ou seja, nas projeções ortogonais, apesar de estarmos vendo desenhos planos (bidimensionais), em cada vista há uma profundidade, não visível, que determina a forma tridimensional da peça representada. Para entender a forma da peça representada pelas projeções ortogonais é preciso exercitar a imaginação e a capacidade de visualização espacial fazendo a associação das projeções ortogonais feitas por lados diferentes. 79 6.3 Representação de Arestas Ocultas Como a representação de objetos tridimensionais, por meio de projeções ortogonais, é feita por vistas tomadas por lados diferentes, dependendo da forma espacial do objeto, algumas de suas superfícies poderão ficar ocultas em relação ao sentido de observação. Observando a Figura 6.13 vê-se que a superfície “A” está oculta quando a peça é vista lateralmente (direção 3), enquanto a superfície “B” está oculta quando a peça é vista por cima (direção 2). Nestes casos, as arestas que estão ocultas em um determinado sentido de observação são representadas por linhas tracejadas. As linhas tracejadas são constituídas de pequenos traços de comprimento uniforme, espaçados de um terço de seu comprimento e levemente mais finas que as linhas cheias. Figura 6.13 - Representação de objetos tridimensionais 6.4 Diedros A representação de objetos tridimensionais por meio de desenhos bidimensionais, utilizando projeções ortogonais, foi idealizada pelo matemático francês Gaspar Monge no século XVIII. O sistema de representação criado por Gaspar Monge é denominado Geometria Descritiva. Considerando os planos verticais e horizontais prolongados além de duas interseções, como mostra a Figura 6.14, dividiremos o espaço em quatro ângulos 80 diedros (que tem duas faces). Os quatros ângulos são numerados no sentido anti- horário, e denominados 1º, 2º, 3º e 4º Diedro. Figura 6.14 - Espaço em quatro ângulos diedros Utilizando os principais da Geometria Descritiva, pode-se, mediantes figuras planas, representar formas espaciais utilizando os rebaixamentos de qualquer um dos quatro diedros. Entretanto, para viabilizar o desenvolvimento industrial e facilitar o exercício da engenharia, foi necessário normalizar uma linguagem que, a internacional, simplifica o intercâmbio de informações tecnológicas. Assim, a partir dos principais da Geometria Descritiva, as normas de Desenho Técnico Fixaram a utilização das projeções ortogonais somente pelos 1º e 3º diedros, criados pelas normas internacionais dois sistemas para representação de peças: • Sistema de projeções ortogonais pelo 1º diedro • Sistema de projeções ortogonais pelo 3º diedro Em desenho técnico não são usados o 2º e o 4º diedro, porque a planificação provoca a superposição de projeções e isto dificulta bastante a interpretação do objeto projetado. O uso de um ou do outro sistema dependerá das normas adotadas por cada país. Atualmente, a maioria dos países adotam a projeção ortogonal no 1º diedro. No Brasil, a ABNT recomenda a representação no 1º diedro. Entretanto, alguns países como por exemplo, os Estados Unidos e o Canadá representam seus técnicos no 3º diedro. 81 No Brasil é mais utilizado o1º diedro, porém, nas indústrias oriundas dos USA, da Inglaterra e do Japão, poderão aparecer desenhos representados no 3º diedro. Como as normas internacionais convencionaram, para o desenho técnico, o uso dos 1º e 3º diedro é importante a familiarização com os dois sistemas de representação. A interpretação errônea de um desenho técnica poderá causar grandes prejuízos. 6.5 Projeções ortogonais no 1º Diedro. As projeções feitas em qualquer plano do 1º diedro seguem um princípio básico que determina que o objeto a ser representado deverá estar entre o observador e o plano de projeção, conforme mostra a Figura 6.15. Figura 6.15 - Projeções feitas em qualquer plano do 1º diedro 6.5.1 Vista Frontal Imagine um prisma retangular paralelo a um plano de projeção vertical visto de frente por um observador, na direção indicada pela seta, como mostra a Figura 6.16. 82 Figura 6.16 - Prisma retangular paralelo a um plano de projeção vertical Este prisma é limitado externamente por seis faces retangulares: duas são paralelas ao plano de projeção (ADEH, BCFG, CDEF e ABGH). Traçando linhas projetantes a partir de todos os vértices do prisma, obteremos a projeção ortográfica do prisma no plano vertical. Essa projeção é um retângulo idêntico às faces paralelas. Imagine que o modelo foi retirado e você verá, no plano vertical, apenas a projeção ortográfica do prisma visto de frente. Figura 6.17 – Projeção é um retângulo A projeção ortogonal do prisma, visto de frente no plano vertical, dá origem à vista ortográfica chamada vista frontal. 6.5.2 Vista superior A vista não nos dá idéia exata das formas do prisma. Para isso necessitamos de outras vistas, que podem ser obtidas por meio da projeção do prisma em outros 83 planos do 1º diedro. Imagine, então, a projeção ortográfica do mesmo prisma visto de cima por um observador na direção indicada pela seta, como aparece na Figura 6.18. Figura 6.18 - Projeção ortográfica do mesmo prisma visto de cima A projeção do prisma, visto de cima no plano horizontal, é um retângulo idêntico às faces ABGH e CDEF, que são paralelas ao plano de projeção horizontal. Removendo o modelo, você verá no plano horizontal apenas a projeção ortográfica do prisma, visto de cima. Figura 6.19 - Apenas a projeção ortográfica do prisma, visto de cima A projeção do prisma de cima no plano horizontal, determina a vista ortográfica chamada de vista superior. 6.5.3. Vista lateral Para completar a idéia do modelo, além das vistas frontal e superior uma terceira vista é importante: a vista lateral esquerda. 84 Imagine agora, um observador vendo o mesmo modelo de lado, na direção indicada pela seta, como mostra a Figura 6.20. Figura 6.20 - Observador vendo o mesmo modelo de lado, na direção indicada pela seta Como o prisma está em posição paralela ao plano lateral, sua projeção ortográfica resulta num retângulo idêntico às faces ADEH e BCFG, paralelas ao plano lateral (Figura 6.21). Retirando o modelo, você verá no plano lateral a projeção ortográfica do prisma visto de lado, isto é, a vista lateral esquerda. Figura 6.21 - Projeção ortográfica resulta num retângulo 6.5.4 Rebaixamento dos planos de projeção Agora, que já sabemos como se determina a projeção do prisma retangular separadamente em cada plano, fica mais fácil entender as projeções do prisma em três planos simultaneamente, como mostra a Figura 6.22. 85 Figura 6.22 - Projeções do prisma em três planos simultaneamente As linhas estreitas que partem perpendicularmente dos vértices do modelo até os planos de projeção são as linhas projetantes. As demais linhas estreitas que ligam as projeções nos três planos são chamadas linhas projetantes auxiliares. Estas linhas ajudam a relacionar os elementos do modelo nas diferentes vistas. Imagine que o modelo tenha sido retirado e veja como ficam apenas as suas projeções nos três planos (Figura 6.23): Figura 6.23 - Apenas as projeções nos três planos 86 Mas, em desenho técnico, as vistas devem ser mostradas em um único plano. Para tanto, usamos recursos que consiste no rebaixamento dos planos projetação horizontal e lateral. Veja como isso é feita no 1º diedro: a) O plano vertical, onde se projeta a vista frontal, deve ser imaginado sempre uma posição fixa; b) Para rebater o plano horizontal, imaginamos que ele sofre uma rotação de 900 para baixo, em torno do eixo de interseção com o plano vertical (Figura 6.24);o eixo de interseção é a aresta comum aos dois semiplanos. Figura 6.24 - Rebatimento do plano horizontal c) Para rebater o plano de projeção lateral imaginamos que ele sofre uma rotação de 900, para a direita, em torno do eixo de interseção com o plano vertical (Figura 6.25). Figura 6.25 - Rebatimento do plano lateral Observe agora como ficam os planos rebatidos vistos de frente. (Figura 6.26) 87 Figura 6.26 - Planos rebatidos vistos de frente Em desenho técnico, não se representam as linhas de interseção dos planos. Apenas os contornos das projeções são mostrados. As linhas projetantes auxiliares também são apagadas. Veja agora como fica a representação, em projeção ortográfica, do prisma retangular que tomamos como modelo. (Figura 6.27) Figura 6.27 – Representação em projeção ortográfica Para serem denominadas vistas principais, as projeções têm de ser obtidas em planos perpendiculares entre si e paralelos dois a dois, formando uma caixa. A Figura 6.28 mostra uma peça circular pelos seis planos principais, que posteriormente são rebatidos de modo a se transformarem em um único plano. Cada face se movimenta 900 em relação à outra. 88 Figura 6.28 - Peça circular pelos seis planos principais A projeção que aparece no plano 1 (Plano vertical de origem do 1º diedro) é sempre chamada de vista de frente. Em relação à posição da vista de frente, aplicando o princípio básico do 1º diedro, nos outros planos de projeção resultam nas seguintes vistas: • Plano 1 – Vista de Frente ou Elevação – mostra a projeção frontal do objeto. • Plano 2 – Vista Superior ou Plana – mostra a projeção do objeto visto por cima. • Plano 3 – Vista Lateral Esquerda ou Perfil – mostra o objeto visto pelo lado esquerdo. • Plano 4 – Vista Lateral Direita – mostra o objeto visto pelo lado direito. • Plano 5 – Vista Inferior – mostra o objeto sendo visto pelo lado de baixo. • Plano 6 – Vista Posterior – mostra o objeto sendo visto por trás. A padronização dos sentidos de rebaixamentos dos planos de projeção garante que no 1º diedro as vistas sempre terão as mesmas posições relativas. Ou seja, os rebatimentos normalizados para o 1º diedro mantêm, em relação à vista de frente, as seguintes posições: • A vista de cima fica em baixo; • A vista de baixo fica em cima; • A vista da esquerda fica à esquerda; • A vista da direita fica à esquerda. A Figura 6.29 mostra o desenho final das seis vistas. Observe que não são colocados os nomes das vistas, bem como não aparecem às linhas de limite dos planos de projeção. 89 Figura 6.29 - Desenho final das seis vistas É importante olhar para o desenho sabendo que s vistas, apesar de serem desenhos bidimensionais, representam o mesmo objeto visto por diversas posições. Com a consciência de que em cada vista existe uma terceira dimensão escondida pela projeção ortogonal; partindo da posição definida pela vista de frente e sabendo a disposição final convencionada para as
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