机械制图自编教材

1项目一：制图的基本知识第一讲《机械制图》国家标准一．《机械制图》国家标准中的一些规定为适应生产发展和技术交流的需要，对图样的绘制方法、绘图格式及绘图规则等作出统一的规定，为此我国在1959年发布了国家标准《机械制图》，之后又作了几次重大修改，使其进一步向国际标准化组织靠拢，有利于工程技术的国际交流。1.图纸幅面和格式（GB/T14689－1993）【用标准图纸演示图纸的大小】表1-1基本幅面尺寸(单位mm)幅面代号A0A1A2A3A4尺寸B×L841×1189594×841420×594297×420210×297边框a25c105e2010图1-1图框格式2.标题栏（GB/T10609.1－1989）通常标题栏位于图框的右下角，看图的方向应与标题栏的方向一致。（GB/T10609.1－21989）《技术制图标题栏》规定了两种标题栏格式，图1-2是第一种标题栏的格式及分栏，这种格式与ISO7200－1984相一致。3.比例（GB/T14690－1993）表1-2种类比例第一系列第二系列原值比例1:1缩小比例1:21:51:101:1×10n1:2×10n1:5×10n1:1.51:2.51:31:41:61:1.5×10n1:2.5×10n1:3×10n1:4×10n1:6×10n放大比例2:15:11×10n:12×10n:15×10n:12.5:14:12.5×10n:14×10n:1注：n为正整数4.字体（GB/T14691－1993）【板书演示作业签名字体写法】图样上的汉字应采用长仿宋体字，字的大小应按字号的规定，字体的号数代表字体的高度。字体高度尺寸h为1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20mm。写汉字时字号不能小于3.5mm，字宽一般为h/1.5。图样中的西文字符可写成斜体或直体，斜体字的字头向右倾斜，与水平基线成75°,字宽一般为h/2。在工程图样上填写标题栏、明细表和技术要求等栏目时，要按国标要求书写长仿宋体的汉字，材料牌号、尺寸数字等西文字符要按ISOGP字体书写。可按下述方法练习：(1)用H或HB铅笔写字，将铅笔修理成圆锥形，笔尖不要太尖或太秃；(2)按所写的字号用H或2H的铅笔打好底格，底格宜浅不宜深；(3)字体的笔画宜直不宜曲，起笔和收笔不要追求刀刻效果，要大方简洁；(4)字体的结构力求匀称、饱满，笔画分割的空白分布均匀。图1-3铅笔手写字体示例35.图线(GB/T4457.4－2002和GB/T17450－1998)机械制图的线型及应用(表1-3)图线的画法在绘制虚线、点画线时，线和线相交处应为线段相交。当虚线在粗实线的延长线上时，在分界处要留空隙。点画线超出轮廓线的长度约为3mm～5mm。当要绘制的点画线长度较小时，可用细实线代替粗实线铅笔的修理，粗实线是图样中最重要的图线，为了把粗实线画的均匀整齐，关键是正确的修理和使用铅笔，绘制粗实线的铅笔以HB或B的铅笔为宜。将铅芯修理成长方体形，使用时用矩形的短棱和纸面接触，长方体铅芯的宽侧面和丁字尺或三角板的导向棱面贴紧，用力要均匀，速度要慢，一遍画不黑可重复运笔表1-3细实线铅笔的修理和使用画细实线、虚线、点画线等细线所用的铅笔牌号为H或2H，将铅芯修理成圆锥形。当铅芯磨秃后要及时修理，不要凑合着画。绘制虚线和点画线时，初学者要数丁字尺或三角板上的毫米数，这样经过一段时间的练习后，画出的虚线或点画线的线段长才能整齐相等。粗实线铅芯的修理和使用画粗实线圆所用的铅芯为HB铅芯。使用时要调整圆规腿的关节，使铅芯和纸面垂直侧棱和纸面均匀接触，画圆时用力要均匀，速度要慢，一遍画不黑可反方向重复一遍。4第二讲尺寸标注几何作图一．尺寸标注（GB/T16675.2-1996）1.尺寸标注的基本规则（图1-8）机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确性无关；图样中的尺寸凡以毫米为单位时，不需标注其计量单位的代号或名称，否则需标注其计量单位的代号或名称；图样中所标注的尺寸，为该图样所示机件的最后完工尺寸，否则应另附说明；机件的每一尺寸，在图样上一般只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的图形上。此外，为了使标注的尺寸清晰易读，标注尺寸时可按下列尺寸绘制：尺寸线到轮廓线、尺寸线和尺寸线之间的距离取6mm～10mm，尺寸线超出尺寸界限2mm～3mm，尺寸数字一般为3.5号字，箭头长5mm，箭头尾部宽1mm。图1-8尺寸标注的基本规则2、尺寸数字的注写方法线性尺寸数字通常写在尺寸线的上方或中断处，尺寸数字应按图1-9所示的方向注写，并尽可能避免在图示30°范围内标注尺寸，当无法避免时应引出标注。对于非水平方向上的尺寸，其数字方向也可水平地注写在尺寸线的中断处。另外尺寸数字不允许被任何图线所通过，否则，需要将图线断开。5图1-9线性尺寸数字的方向角度的数字一律写成水平方向，一般注写在尺寸线的中断处，也可写在尺寸线的上方，或引出标注（图1-10）。图1-10角度的数字注写方法3、尺寸标注中的符号圆心角大于180°时，要标注圆的直径，且尺寸数字前加“φ”；圆心角小于等于180°时，要标注圆的半径，且尺寸数字前加“R”；标注球面直径或半径尺寸时，应在符号φ或R前再加符号“S”（图1-11）。6图1-11直径和半径符号斜度和锥度可按图1-12所示的方法标注。斜度和锥度符号的方向应与斜度和锥度的方向一致。图1-12锥度和斜度的标注在同一图形中，对于尺寸相同的孔、槽等成组要素，可仅在一个要素上标注其数量和尺寸，均匀分布在圆上的孔可在尺寸数字后加注“EQS'表示均匀分布（图1-13）。7图1-13相同要素的尺寸标注二、平面图形的绘制和尺寸标注1、平面图形的线段分析组成挂轮架平面图形的线段有的可以直接画出，如ф112、ф62等，这样的线段叫已知线段；有的线段的二个端点中只有一个端点可直接确定，而另一个端点由线段与其他线段的关系来确定，如圆弧R34、和R34相接的圆弧R142（图中R142未注出）等，这样的线段叫中间线段；有的线段二个端点都不能直接画出，要根据和线段相接的两端线段的关系来确定，如R20、R40的圆弧，两圆弧的公切线等，这样的线段叫连接线段。挂轮架的线段分析如图1-15所示。2、平面图形的尺寸分析挂轮架平面图形中的尺寸ф112、ф62等是确定图形几何元素形状大小的尺寸，叫定形尺寸；而R108、108、30º等是确定圆心位置的，叫定位尺寸；ф112的圆心和垂直中心线是108和30º等尺寸的起始位置，叫尺寸基准。挂轮架的尺寸分析如图1-16所示。标注尺寸可先注定形尺寸，再注定位尺寸。3、平面图形的画图步骤平面图形的画图步骤一般是先画定位轴线，再画已知线段，接着画中间线段，最后画连接线段，画连接线段时要精确求出线段的端点和半径。挂轮架的画图步骤如图1-17所示。8图1-15挂轮架线段分析图1-16挂轮架尺寸分析9图1-17挂轮架画图步骤10三、几何作图1.等分已知线段例：三等分已知线段AB。过端点A作任一直线AC用分规以任意的长度在AC上截取三等分得1、2、3点连接3B过1、2点作3B的平行线交AB于1'、2'即得三等分点2.等分圆周作多边形1）三等分圆周和作正三角形2）六等分圆周和作正六边形3）五等分圆周和作正五边形平分半径OM得O1，以点O1为圆心，以O1A为半径画弧，交ON于点O2。以O2A为弦长，自A点起在圆周依次截取得各等分点。4）任意等分圆周和作正n边形（如正七边形）将已知直径AK七等分。以K点为圆心，AK为半径画弧，交直径PQ的延长线于M、N。自M、N分别向AK上的各偶数点（或奇数点）作直线并延长，交于圆周上，依次连接各点，得正七边形。113.圆弧连接1）圆弧连接的基本作图原理：与已知直线相切的圆弧（半径为R）圆心轨迹是一条直线，该直线与已知直线平行，且距离为R。从求出的圆心向已知直线作垂直线，垂足就是切点K。与已知圆弧（O1为圆心，R1为半径）相切的圆弧（R为半径）圆心轨迹为已知圆弧的同心圆，该圆的半径Rx，要根据相切情况而定，当两圆外切时，Rx=R1+R。当两圆内切时，Rx=|R1-R|。其切点K在两圆的连心线与圆弧的交点处。例1用半径为R的圆弧连接两直线AB和BC，如图所示。作图步骤：(1)求圆心：分别作与已知直线AB、BC相距为R的平行线，其交点为Ｏ，即为连接弧（半径R）的圆心；(2)求切点：自点O分别向直线AB及BC作垂线，得垂足K1和K2，即为切点；(3)画连接弧：以O为圆心，R为半径，自点K1至K2画圆弧，即完成作图。例2用半径为R的圆弧连接两已知圆弧（R1、R2），如图示12作图步骤：(1)求圆心：分别以O1、O2为圆心，R1＋R和R2＋R（外切时，如图（a）所示）、或R－R1和R－R2（内切时，如图（b）所示）、或R1－R和R2＋R（内、外切，如图（c）所示）为半径画弧，得交点O，即为连接弧（半径R）的圆心；(2)求切点：作两圆心连线O1O、O2O或O1O、O2O的延长线，与两已知圆弧（半径R1、R2）相交于点K1、K2，则K1、K2即为切点；(3)画连接弧：以O为圆心，R为半径，自点K1至K2画圆弧，即完成作图。13项目二：三视图的投影第一讲投影的基本知识一、投影的概念投影——空间物体在光线的照射下，在地上或墙上产生的影子，这种现象叫做投影。投影法——在投影面上作出物体投影的方法称为投影法二、投影法的种类1.中心投影法：特性：投影大小与物体和投影面之间距离有关。2.平行投影法1）正投影法：（主要学习此种投影方法）特性：投影大小与物体和投影面之间距离无关2）斜投影法：投影线倾斜于投影面。三、正投影法的主要特性1.点的投影：点的投影仍是一点。142.直线的投影直线的投影一般情况下仍为直线，在特殊情况下积聚为一点。1）直线平行于投影面在该面上的投影ab反映空间直线AB的真实长度。即：ab=AB2）直线垂直于投影面在该面上的投影有积聚性，其投影为一点。3）直线倾斜于投影面在该面上的投影长度变短，即：ef=Efcosα3.平面的投影平面的投影一般仍是相类似的平面图形，在特殊情况下积聚为直线。1）平面平行于投影面投影△abc反映空间平面△ABC的真实形状。152）平面垂直于投影面在投影面上的投影积聚为直线。3）平面倾斜于投影面投影△klm面积变小。四、物体的三面投影图1.三面投影图的形成三投影面体系由三个相互垂直的投影面所组成。2.物体在三投影面体系中的投影正面投影—由前向后投影；水平面投影—由上向下投影；侧面投影—由左向右投影。16第二讲基本几何体的投影一、体的投影—视图体的投影实质上是构成该体的所有表面的投影总和。二、三面投影与三视图体在三投影面体系中投影所得图形，称为三视图。正面投影为主视图水平面投影为俯视图侧面投影为左视图三视图对应关系为：主、俯视图长相等（简称长对正）主、左视图高相等（简称高平齐）俯、左视图宽相等且前后对应(宽相等）三视图之间方位对应关系主视图反映物体的上、下、左、右俯视图反映物体的前、后、左、右左视图反映物体的上、下、前、后17三、平面体的投影1、常见的平面几何体它们的表面都是由平面形围成的，因此，绘制平面立体的三视图，实质是画出组成平面立体各表面的平面形及交线的投影。2、棱柱体的投影1）.作图：作图时先画反映底面实形的那个投影，然后再画其它两面投影。2).平面立体表面上的点：平面立体表面上的点与平面上取点的方法相同，要判别投影的可见性。三、棱锥体的投影表面上的点采用辅助线的方法作图。18结论：1.由于平面立体的棱线是直线，所以画平面立体的投影图，就是先画出各棱线交点的投影，然后顺次连线，并注意区别可见性。2.分析围成立体表面的平面图形的投影特性。3.平面立体投影图中的每一条线，表达的是立体表面上一条棱线或是一个有积聚性面的投影。4.平面立体投影图，都是由封闭的线框组成，一个封闭的线框一般代表着立体的某个面的投影。四、回转体的投影1、常见的回转体回转体——一动线绕一定直线旋转而成的曲面，称为回转面。由回转面或回转面与平面所围成的立体称为回转体。2、圆柱体的投影水平