机械工程制图基本知识

机械工程制图基本知识“画法几何及机械制图”是一门研究图示、图解空间几何问题和绘制与阅读机械图样的课程。根据投影原理、标准或有关规定，表示工程对象，并有必要的技术说明的图称为图样。随着生产和科学技术的发展，图样在工程技术上的作用显得尤为重要。设计人员通过它表达自己的设计思想，制造人员根据它加工制造，使用人员利用它进行合理使用。因此，图样被认为是“工程界的语言”。它是设计、制造、使用部门的一项重要技术资料，是发展和交流科学技术的有力工具。机械工程图样的质量，将直接影响产品的质量和经济性。因此，掌握绘制机械图样的基本知识和技能是学习本课程的目的之一。本章主要介绍国家标准《技术制图》和《机械制图》的若干规定，绘图仪器和工具的使用，以及几何作图方法。《技术制图》和《机械制图》国家标准是我国基本技术标准之一，它起着统一工程界的共同“语言”的重要作用。为了准确无误地交流技术思想，绘图时必须严格遵守《技术制图》和《机械制图》国家标准的有关规定。学习本章内容应掌握《技术制图》和《机械制图》国家标准中关于图纸幅面、图框格式、比例、字体、图线和尺寸注法等基本规定，并在绘图时严格遵守，应能正确地标注常见平面图形尺寸。在学习中应正确使用绘图工具和仪器，掌握常用几何作图的规律、方法以及徒手绘制草图的技巧，掌握平面图形的线段分析方法，按正确的方法和步骤绘制图形，并做到作图准确、线型分明、字体工整、图面整洁美观。一、标准《技术制图》和《机械制图》的若干基本规定本节所介绍的国家标准一部分源自最新的《技术制图》国家标准，例如GB/T14689-1993《技术制图字体》，其中“GB”为“国标”（国家标准的简称）二字的汉语拼音字头，“T”为推荐的“推”字的汉语拼音字头，“14689”为标准编号，“1993”为标准颁布的年号。另有部分源自《机械制图》国家标准，例如GB/T4458.4-1984，其中“4458.4”为标准编号，“1984”为该标准颁布的年号。1.1图纸幅面及格式（GB/T14689-1993）图纸宽度（Ｂ）和长度（Ｌ）组成的图面称为图纸幅面。图１图纸幅面1.1.1图纸幅面尺寸和代号绘制技术图样时，应优先采用表1中规定的基本幅面。表１基本幅面尺寸（第一选择）（mm)机械工程制图基本知识国家标准《技术制图》和《机械制图》的若干基本规定必要时，也允许选用表2和表3所规定的加长幅面，加长幅面尺寸是由基本幅面的短边成整数倍增加后得出表2加长幅面尺寸（第二选择）mm)表３加长幅面尺寸（第三选择）（mm)如图2所示，粗实线表示表1的基本幅面（第一选择）；细实线表示表2的加长幅面（第二选择）；虚线表示表3的加长幅面（第三选择）。图2图幅及加长边1.1.2图框格式图纸上必须用粗实线画出图框，其格式如图３所示，分为留有装订边和不留装订边两种，但同一产品的图纸只能采用一种格式。图3图框格式(1)留有装订边的图纸的图框格式如图3(a)、(b)所示，图中尺寸a、c按表1的规定选用；(2)不留装订边的图纸的图框格式如图3(c)、(d)所示，图中尺寸e按表1的规定选用3)加长幅面图纸的图框尺寸，按所选用的基本幅面大一号的图框尺寸确定。例如A2×3的图框尺寸，按A1的图框尺寸确定，即e为20(或c为10)，而A3×4的图框尺寸，按A2的图框尺寸确定，即e为10（或c为10）。1.1.3标题栏及其方位标题栏一般由名称及代号区、签字区、更改区及其他区组成(1)标题栏的格式和尺寸按GB/T10609.1-1989的规定，如图4所示。标题栏的位置应位于图纸的右下角，如图3所示。(2)标题栏的长边置于水平方向并与图纸的长边平行时，构成X型图纸，如图3中的(b)、(d)。若标题栏的长边与图纸的长边垂直时，则构成Y型图纸，如图3中的(a)、(c),在此情况下看图的方向与标题栏的方向一致。图5图纸的另一种配置方式及附加符号(3)为了利用预先印制的图纸，允许将X型图纸的短边置于水平位置使用，如图5(a)所示；或将Y型图纸的长边置于水平位置使用，如图5(b)。(4)学生作业建议采用图6的格式。作为装配图的标题栏，应画出全部内容；作为零件图的标题栏，只需画出图中高（28）的粗线框内的部分。图6学生作业用标题栏格式1.1.4附加符号(1)对中符号为了使图样复制和缩微摄影时定位方便，各号图纸均在图纸各边长的中点处分别画出对中符号。对中符号用粗实线绘制，线宽不小于0.5mm，长度从纸边界开始画入图框内约5mm，如图5(a)、(b)。当对中符号处在标题栏范围时，伸入标题栏部分省略不画，如图5(b)。(2)方向符号对于按图5配置的图纸，为了明确绘图与看图时图纸的方向，应在图纸下边的对中符号处画一个方向符号，如图5(a)、(b)。方向符号是用细实线绘制的等边三角形，其大小和所处的位置见图5(c)。1.1.5图幅分区1.2比例（GB/T14690-1993）1.3字体（GB/T14691-19931.4图线及画法（GB/T17450-1998GB/T4457.4-2002）1.4.1图线图线是起点和终点间以任意方式连接的一种几何图形，形状可以是直线或曲线、连续线或不连续线。机械图样中，常用的图线见表5。所有线型的图线宽度（d）的系列为：0.13，0.18，0.25，0.35，0.50，0.7，1，1.4，2（单位均为mm）。1.4.2图线画法(1)机械图样中粗线和细线的宽度比率为2:1。表5中，粗实线的宽度通常选用0.5mm或0.7mm，其他图线均为细线。在同一图样中，同类图线的宽度应一致。(2)除非另有规定，两条平行线之间的最小间隙不得小于0.7mm。(3)细点画线和细双点画线的首末端一般应是长画而不是点，细点画线应超出图形轮廓2～5mm。当图形较小难以绘制细点画线时，可用细实线代替细点画线，如图9所示。图9细点画线的画法图10细点画线或细虚线与其他图线的关系(4)当不同图线互相重叠时，应按粗实线、细虚线、细点画线的先后顺序只画前面一种图线。手工绘图时，细点画线或细虚线与粗实线、细虚线、细点画线相交时，一般应以线段相交，不留空隙；当细虚线是粗实线的延长线时，粗实线与细虚线的分界处应留出空隙，如图10所示。1.5尺寸标注（GB/T4458.4-1984GB/T16675.2-1996）图形只能表达机件的结构形状，其真实大小由尺寸确定。一张完整的图样，其尺寸注写应做到正确、完整、清晰、合理。本节只就尺寸的正确注法摘要介绍国家标准有关注写尺寸的一些规定，对尺寸注写的其他要求将在后续章节中介绍。1.5.1基本规定(1)机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与绘图的比例及绘图的准确度无关。(2)图样中的尺寸一般以毫米为单位。当以毫米为单位时，不需标注计量单位的代号或名称。如采用其他单位时，则必须注明相应计量单位的代号或名称。(3)图样中标注的尺寸应为该图样所示机件的最后完工尺寸，否则应另加说明1.5.2尺寸组成一个完整的尺寸有尺寸数字（包括必要的字母和图形符号）、尺寸线和尺寸界线组成。(a)(b)图11尺寸组成(1)尺寸界线用细实线绘制，并应自图形的轮廓线、轴线或对称中心线引出，也可以用轮廓线、轴线或对称中心线做尺寸界线。尺寸界线应超出尺寸线约2mm，如图11（a)所示。若在光滑过渡处标注尺寸时，必须用细实线将轮廓线延长，并从它们的交点引出尺寸界线，如图12所示。图12光滑过渡处的尺寸界线(2)尺寸线必须用细实线画出，不得用其他图线代替或画成其他图线的延长线，也不能与其他图线重合。尺寸线的终端应画出箭头，并与尺寸界线相接触。通常尺寸线应垂直于尺寸界线。尺寸线终端的箭头如图11（b)所示，箭头最粗处的宽度为d（d为粗实线宽度），其长度约为（4～5）d。同一图样中所有尺寸箭头的大小应大致相同。当尺寸界线内侧没有足够位置画箭头时，可将箭头画在尺寸界线的外侧；当尺寸界线内、外侧均无法画箭头时，可用圆点代替，圆点必须画在用细实线引出的尺寸界线上，圆点的直径为粗实线的宽度d。标注线性尺寸时，尺寸线必须与所标注的线段平行。尺寸线与轮廓线以及两平行尺寸线的间距一般取7mm左右，如图11所示。(3)线性尺寸的尺寸数字一般应注写在尺寸线的上方，如图11所示。也允许注写在尺寸线的中断处。当没有足够的位置注写尺寸数字时，可引出标注。线性尺寸的尺寸数字应按图13(a)所示的方向注写。水平方向的尺寸数字字头朝上；垂直方向的尺寸数字字头朝左；倾斜方向的尺寸数字字头趋于朝上。当必须在图中所示３０°范围内标注尺寸时，可按图13(b)的形式标注。尺寸数字不允许被任何图线穿过，当不可避免时，必须将图线断开，如图13(c)所示。(a)(b)(c)图13尺寸数字注写6读零件图设计零件时，经常需要参考同类机器零件的图样，这就需要看零件图。制造零件时，也需要看懂零件图，想像出零件的结构和形状，了解各部分尺寸及技术要求等，以便加工出零件。1零件图的内容任何机器或部件都是由若干个零件按一定要求装配而成的。制造机器时，必须先制造零件。而加工制造零件的依据是零件图。零件图是表示零件结构、大小及技术要求的图样。一张完整的零件图应包括如下图所示的４方面内容：1.一组图形利用视图、剖视图、断面图等画法，完整、清晰地表达零件各部分的结构、形状和位置。2.尺寸表明零件各部分的大小和相对位置，是制造和检验零件的依据。3.技术要求用文字或符号说明零件在制造、检验、装配及调整过程中应达到的一些要求，如表面粗糙度、尺寸公差和热处理要求等。4.标题栏由名称及代号区、签字区、更改区和其他区组成的栏目。其说明零件的名称、材料、数量及绘图比例等内容。6.1读零件图的方法和步骤(1)概括了解:从零件图的标题栏了解零件的名称、材料、绘图比例等。(2）分析视图、读懂零件的结构和形状:分析零件图采用的表达方法，如选用的视图、剖切面位置及投射方向等，按照形体分析等方法，利用各视图的投影对应关系，想象出零件的结构和形状。(3）分析尺寸、了解技术要求:确定各方向的尺寸基准，了解各部分结构的定形和定位尺寸；了解各配合表面的尺寸公差、有关的形位公差、各表面的粗糙度要求及其他要求达到的指标等。(4）综合想象:将看懂的零件结构、形状、所注尺寸及技术要求等内容综合起来，想象出零件的全貌，这样就看懂了一张零件图。6.2读图举例以图59所示箱体为例说明读零件图的步骤。(1)概括了解从标题栏中可知，此图是一箱体零件，比例为1:4。(2)分析视图、读懂结构和形状该箱体采用主视、俯视、左视图及两个局部视图来表示。主视图采用单一剖切平面的全剖视图表达内部结构；左视图采用单一剖切平面的半剖视图表达轴孔和螺钉孔的深度；俯视图表达外形及底板形状；两个局部视图分别反映前面的圆台和右侧面的结构；图59箱体零件图图60箱体轴测图从这些视图可看出，该箱体是由壳体、圆筒、底板和肋板四部分组成的蜗轮减速箱箱体。1）壳体它是一个上部为半圆柱形、下部为方形的拱门状形体。内腔用以包容蜗轮，内腔与外形相似，其左端是有六个螺孔的圆柱形凸缘，下部蜗杆轴孔前后两端是有三个螺孔的圆柱形凸台，内腔蜗杆轴孔处是两个方形凸台。2）圆筒用以安装蜗轮轴，其上部有一个圆柱台，中间螺孔用来安装油杯3）底板为一带圆角的矩形板，其上有六个螺栓过孔，中部下面有一方形凹坑，左侧上面有一弧形凹槽。该底板能使减速箱安装在基座上。4）肋板它是一块梯形板，用以增加箱体的强度和刚度。通过以上分析，想像出该箱体的整体形状如图60所示。（3）分析尺寸、了解技术要求长、宽、高三个方向的主要基准分别为蜗杆轴孔的轴线、前后对称面。各主要尺寸(如长度尺寸40、宽度尺寸148、高度尺寸66±0.042等)分别从三个基准直接注出。壳体的左端面、圆筒的右端面、蜗轮轴孔的轴线等，分别是各方向的辅助基准。图59中还注出了各表面粗糙度的要求、相关的尺寸公差和形位公差要求等。（4）综合想象把以上各项内容进行综合，就得到该箱体的总体情况。4零件图的尺寸注法零件图上尺寸是制造零件时加工和检验的依据。因此，零件图上标注的尺寸除应正确、完整、清晰外，还应尽可能合理，即使所注尺寸满足设计要求和便于加工测量。4