CAD与机械制图的教学教案解析.docx
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CAD与机械制图的教学教案解析
CAD与机械制图的教学教案
《画法几何与机械制图》
学院、系：
任课教师：
授课专业：
课程学分：
课程总学时：
64
课程周学时：
２０1０ 年 ９ 月 １ 日
《画法几何与机械制图》教学进程
周
次
课
次
章节
学时
教学手段
教学环境
５
１
绪论
第一章制图的基本知识和技能
第一节国家标准《机械制图》的基本规定
第二节绘图工具和仪器的使用
２
讲解
多媒体教室
５
２
第三节几何作图
第四节平面图形的画法
第五节手工绘图
２
讲解
多媒体教室
６
３
第一次大作业：
基本练习（线型和圆弧连接）
2
讲解、辅导画图
绘图教室
６
４
第二章点、直线、平面的投影
第一节点的投影
第二节直线的投影
2
讲解
多媒体教室
７
５
第三节平面的投影
2
讲解
多媒体教室
７
６
第三章立体及表面交线的投影
第一节基本几何体
（1）
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
８
７
第一节基本几何体
（2）
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
８
８
第二节立体的表面交线
（1）
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
９
９
第二节立体的表面交线
（2）
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
９
10
第二节立体的表面交线（3）
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
10
11
第四章轴测图
2
讲解、挂图
多媒体教室
10
12
第五章组合体视图
第一节概述
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
11
13
第二节组合体三视图的画法
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
11
14
第三节组合体的尺寸标注
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
12
15
第四节读组合体的视图
（1）
2
讲解
多媒体教室
12
16
第四节读组合体的视图
（2）
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
12
17
第六章机件的常用表达方法
第一节视图
2
讲解、挂图、模型、多媒体
多媒体教室
13
18
第二节剖视图
（1）
2
讲解、挂图、模型、多媒体
多媒体教室
13
19
第二节剖视图
（2）
2
讲解、挂图、模型、多媒体
多媒体教室
周
次
课
次
章节
学时
教学手段
教学环境
13
20
第三节断面图
第四节局部放大图和简化画法
第五节机件表达方法综合举例
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
14
21
第二次大作业：
表达方法综合练习
2
讲解辅导
绘图教室
14
22
第七章标准件和常用件
第一节螺纹及螺纹连接件
（1）
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
14
23
第一节螺纹及螺纹连接件
（2）
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
15
24
第二节齿轮
第三次大作业螺纹连接件连接
2
讲解、模型
绘图教室
15
25
第八章零件图的技术要求
第一节公差与配合
第二节表面粗糙度
2
讲解、挂图、
多媒体教室
15
26
第九章零件图
第一节零件图的作用及内容
第二节零件图的视图选择
第三节零件图的尺寸标注
2
讲解、挂图、模型多媒体
多媒体教室
16
27
第四节零件上常见的工艺结构
第五节读零件工作图
2
讲解、挂图、模型
多媒体教室
16
28
第四次大作业：
绘制端盖零件图
2
讲解辅导、模型
绘图教室
17
29
第十章装配图
第一节装配图的作用及内容
第二节装配图的表达方式
第三节装配图的零部件序号和明细栏
第四节装配图的尺寸和技术要求
2
讲解、挂图、多媒体
多媒体教室
17
30
第五节装配图的视图选择
第六节机器上装配结构的合理性
第七节由零件图画装配图
2
讲解、挂图
多媒体教室
18
31
绘制虎钳装配图草图
2
讲解、模型
教室
18
32
第五次大作业：
绘制虎钳装配图
2
讲解、模型
绘图教室
第1次课2学时
上次课复习：
本次课题（或教材章节题目）：
绪论、第一章制图的基本知识和技能
第一节国家标准《机械制图》基本规定第二节绘图工具和仪器的使用
教学要求：
1了解本课程的研究对象和特点，明确课程的性质和任务；2掌握制图的基本知识和必要的绘图技能。
重点：
国家标准《机械制图》的基本规定
难点：
国家标准《机械制图》的基本规定
教学手段及教具：
讲解；挂图；多媒体
讲授内容及时间分配：
绪论0.5学时
第一章制图的基本知识
§1-1国家标准《机械制图》的基本规定1学时
§1-2绘图工具和仪器的使用0.5学时
课后作业
P1~P2,P3：
1，P4：
1
（1）、2
参考资料
1．《技术制图新标准》机械工业出版社
2．《机械制图》（大连理工大学工程图教研室编）高等教育出版社
3．《机械制图习题集》（焦永和主编）北京理工大学出版社2001
注：
本页为每次课教案首页
绪论
一、本课程的性质
机械制图是研究用投影法绘制和阅读机械图样、解决空间几何问题的基本理论；介绍国家标准《技术制图》和《机械制图》的基本内容；研究和阐述手工和计算机绘制机械图样的基本方法的课程。
它是高等院校工科专业必修的一门技术基础课。
机械图样是本课程的研究对象。
工程图样是表达和交流技术思想的重要工具，是工程技术部门的一项重要技术文件。
可以手工绘制，也可以由计算机生成，被称为工程界的技术语言。
二、本课程的任务
本课程的主要任务是培养学生具有绘制和阅读机械图样的能力。
具体要求：
1．培养使用正投影法以及用二维平面图形表达三维空间形状的能力。
2．培养对空间形体的形象思维能力。
3．培养创造性构形设计能力。
4．培养仪器绘图、徒手画图和阅读专业图样的能力。
5．培养贯彻、执行国家标准的意识。
6．培养使用绘图软件绘制工程图样以及进行三维造型的能力。
三、本课程的内容结构、特点和学习方法
本课程包括画法几何、机械制图和计算机绘图三部分内容。
画法几何是研究图示形体、图解空间几何问题的理论；机械制图是介绍有关国家制图标准，研究绘制和阅读机械图样的基本理论；计算机绘图是运用所学的制图理论，借助计算机及绘图软件绘制机械图样。
画法几何部分系统性强、逻辑严谨，空间与平面紧密联系。
上课要认真听讲、课后及时复习，多做习题来加深对所学知识的理解。
机械制图部分内容广泛，实践性强，并有大量的图家标准需要遵守。
除了要认真听讲、及时复习外，还需识记一些知识点、多观察、多动手，逐步培养绘图和读图的能力。
计算机绘图是在学完机械制图的基本理论后开设的，要求熟悉计算机的基本操作和绘图软件的使用，摸索绘图技巧，提高绘图速度。
四、投影法简介
1．中心投影法投影中心——投影元素——投影面
2．平行投影法平行投影线——投影元素——投影面
正投影：
投射线与投影面垂直
斜投影：
投射线与投影面倾斜
第一章制图的基本知识和技能
§1-1国家标准《机械制图》的基本规定
一、图纸幅面和格式（GB/T14689-1993）
1．图纸幅面：
图纸幅面指的是图纸宽度与长度组成的图面。
绘制技术图样时应优先采用A0、A1、A2、A3、A4五种规格尺寸。
图纸尺寸不够可沿长边加长。
2．图框格式：
可分留装订边和不留装订边两种格式。
3．标题栏：
注意三个问题：
格式、位置、填写
4．附加符号对中符号、方向符号
二、比例（GB/T14690-1993）
1．定义图样中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。
2．种类原值比例（1∶1）、缩小比例（1∶n）、放大比例（n∶1）；
3．比例与尺寸标注无关。
三、字体（GB/T14691-1993）
1．汉字：
长仿宋体，字高不小于3.5㎜
2．字母和数字：
分为A型和B型。
又可写成直体或斜体，斜体字头向右倾斜75º。
3．综合应用：
用作指数、分数、极限偏差、注脚的数字及字母一般用小一号的字体书写。
四、图线（GB/T17450-1998）
1．线宽：
图线宽度，0.13，0.18，0.25，0.35，0.5，0.7，1.0，1.4，2.0共9种，机械图样中粗线的宽度建议采用0.5或0.7㎜，粗线：
细线=2：
1
2．线型：
图线的类型，机件的图样是用各种不同粗细和型式的图线画成的，不同的线型有不同的用途。
重点讲述：
粗实线、细实线、虚线、单点画线的画法和用途。
五、尺寸注法（GB/T4458.4-1984和GB/T16675.2-1996）
1.基本规则
Ø机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小和绘图的准确度无关。
Ø图样上所注的尺寸单位一般为mm。
Ø图样上所注的尺寸一般为机件的最后完工尺寸。
Ø同一尺寸一般只标注一次。
2.尺寸组成：
标注完整的尺寸应具有尺寸界线、尺寸线、尺寸数字及尺寸终端（箭头或斜线）。
详细介绍各组成部分的画法、格式、书写要求。
3．各类尺寸的注法
线性尺寸（水平向、垂直向、倾斜向）；圆及圆弧尺寸、角度、弧度尺寸、曲线尺寸、简化注法。
§1-2绘图工具和仪器的使用
一、常用绘图工具
1．图板：
图板的规格有0号、1号、2号，它是画图时的垫板，因此，要求表面光洁平整，四边平直。
2．丁字尺：
丁字尺用于画水平线，它由尺头和尺身组成。
绘图时尺头靠紧图板。
3．三角板
二、常用绘图仪器
1．分规：
用来量取和等分线段的工具，分规两脚针尖在并拢后应对齐。
2．圆规：
用来画圆及圆弧。
三、常用绘图用品
1．铅笔：
绘图时应采用绘图铅笔，绘图铅笔有软硬两种，用字母B和H表示，B（或H）前面的数字越大表示铅芯愈软（或愈硬）。
2．其他用品
第2次课2学时
上次课复习：
制图的基本知识
本次课题（或教材章节题目）：
§1-3几何作图§1-4平面图形的画法；§1-5手工绘图
教学要求1.熟练掌握常用的几何绘图的方法和步骤
2.熟悉绘图仪器及工具的使用
重点：
手工绘图的方法和步骤
难点：
圆弧连接
教学手段及教具：
讲解
讲授内容及时间分配：
1．几何作图0.5学时
2．平面图形的画法1学时
3．手工绘图0.5学时
课后作业
P6:
2（选其一）草图
参考资料
1．《技术制图新标准》机械工业出版社
2．《机械制图》（大连理工大学工程图教研室编）高等教育出版社
3．《机械制图习题集》（焦永和主编）北京理工大学出版社2001
注：
本页为每次课教案首页
§1-3几何作图
一、等分圆周及作正多边形
三等分、四等分、六等分及常见正多边形的画法。
二、圆弧连接
绘制图样时，经常遇到圆弧光滑地过渡到另一条直线或圆弧的情况，这种光滑过渡实际上是平面几何中的相切，称为圆弧连接。
圆弧连接时连接弧的半径已知，因此其作图关键是确定连接弧的圆心和切点（即连接点）。
圆弧连接的作图原理（外连接和内连接）。
1．作图原理
1）圆与直线相切 若半径为R的圆与已知直线相切，其圆心的轨迹是与已知直线相距为R的一条平行线。
切点是自圆心向已知直线所作垂线的垂足。
2）圆与圆相切 若半径为R的圆与已知圆相切，其圆心的轨迹是已知圆的同心圆。
同心圆的半径根据相切情况可分为：
——两圆外切时为两圆半径之和。
——两圆内切时为两圆半径之差。
两圆相切的切点：
为两圆的连心线（或其反向延长线）与已知圆弧的交点。
２．作图步骤：
圆弧连接的作图步骤可归纳为：
1）.根据作图原理求圆心。
2）.从求得的圆心找切点。
3）.在两切点之间画圆弧。
三、节椭圆的近似画法（四心扁圆法）
四、斜度和锥度
1.斜度：
是指一直线或平面对另一直线或平面的倾斜程度。
斜度以两直线（或平面）夹角的正切表示，在图样中通常以简单分数形式1:
n来表示。
斜度的标注符号为“∠”，标注形式为∠1:
n。
斜度符号方向应与倾斜线的方向一致。
其标注和画法如下图所示。
2.锥度是指正圆锥的底圆直径与其高度之比，或以圆锥台上、下两底圆直径的差与其高度的比值表示。
在图样中，锥度也以l∶n的形式表示。
锥度的标注符号为“
”或“
”，注在与引出线相连的基准线上，基准线与圆锥的轴线平行，锥度符号的方向应和圆锥的方向一致。
其标注和画法如上图所示。
3.锥度与斜度的区别
§1-4 平面图形的画法
一、平面图形的尺寸分析
１．尺寸基准
基准是标注尺寸的起点。
常用基准：
对称图形的对称线、较大圆的中心线，较长的直线等。
２．尺寸分析
平面图形中的尺寸，按其所起的作用，可分为定形尺寸和定位尺寸。
1）.定形尺寸确定各部分形状大小的尺寸，如直线长度、圆及圆弧的直径或角度的大小等。
2）.定位尺寸是确定图形各部分之间的相对位置的尺寸。
二、平面图形的线段分析
平面图形的线段可以分为三类。
１．已知线段定形尺寸和定位尺寸均已知，能直接画出的线段；
２．中间线段 定形尺寸已知和定位尺寸不全的线段。
３．连接线段 定形尺寸已知而缺少定位尺寸的线段。
由此可见，中间线段和连接线段都必须借助线段之间的连接关系用几何作图的方法画出。
因此，在画图时，应先画已知线段，再画中间线段，最后画连接线段。
三、平面图形的作图步骤
1）.画出作图基准线，以确定图形在图纸中的位置。
2）.画出各已知线段。
3）.画出中间线段。
4）.画出连接线段。
5）.检查全图，加深图线，并标注尺寸。
四、平面图形尺寸标注
平面图形尺寸标注的基本要求是正确、完整、清晰。
在标注尺寸时，应分析图形的构成，确定尺寸基准，先标出定形尺寸，再标定位尺寸。
具体标注示例如图所示。
分析吊钩的尺寸及线段：
§1-5手工绘图
草图的绘制：
目测法，图形正确、比例均匀、线形分明、速度快。
1．
直线的画法
2．圆的画法
3．椭圆和圆角的画法
第3次课2学时
上次课复习：
平面图形的尺寸与平面图形的绘制
本次课题（或教材章节题目）：
第一次大作业：
基本练习
教学要求1.熟练掌握手工绘图的方法和步骤
2.熟悉绘图仪器及工具的使用
重点：
练习各种线型绘制的动手能力
难点：
圆弧连接的绘制
教学手段及教具：
绘图教室
讲授内容及时间分配：
1．线型0.5学时
2．挂轮架1.5学时
课后作业
P6：
1、2
（2）完成A3图纸
参考资料
《技术制图新标准》机械工业出版社
注：
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第一次大作业：
基本练习
一、作业目的：
初步掌握国家标准《机械制图》的有关内容，学会绘图仪器和工具的正确使用方法，练习尺规作图的基本技能。
二、作业内容：
1、抄画线型（不需标注尺寸）；
2、抄画挂轮架，并标注尺寸。
三、作业要求：
图形正确，布置适当，线型合格，字体工整，尺寸完整，符合国标，连接光滑，图面整洁。
四、作业图名、幅面、比例：
1、图名：
基本练习；
2、幅面：
A3图纸；
3、比例：
1∶1。
五、作业绘图步骤：
1、仔细分析研究所画图形；
2、确定基准，合理布图；
3、画底稿，标注尺寸；
4、检查、加深。
第4次课2学时
上次课复习：
线型练习大作业中的问题
本次课题（或教材章节题目）：
第二章点、直线、平面的投影
§2-1点的投影§2-1直线的投影
教学要求：
掌握投影理论，熟悉点的三面投影性质
熟练掌握直线的分类及其投影特性、直角投影定理
重点：
点的三面投影特性，直线的分类及投影特性
难点：
点的三面投影特性，直角投影定理
教学手段及教具：
课堂讲述；模型；挂图
讲授内容及时间分配：
§2-1点的投影1学时
§2-1直线的投影1学时
课后作业
P7：
1~3；P8：
4~7；P9：
1~3
参考资料
1．《画法几何》（大连理工大学工程图教研室编）高等教育出版社
2．《机械制图》（大连理工大学工程图教研室编）高等教育出版社
3．《机械制图习题集》（焦永和主编）北京理工大学出版社2001
注：
本页为每次课教案首页
第二章点、直线、平面的投影
一、简单的投影现象与基本概念
现象：
光线照射物体，就会在地面上出现影子。
概念：
平面P称为投影面，点S称为投射中心，直线SA称为投射线，点a称为点A的投影。
这种产生图像的方法称为投影法；根据投影法得到的图形，称为投影。
作用：
工程上用物体的投影来表示空间物体。
分类：
中心投影法和平行投影法
二、中心投影法
投射线都从投射中心发出的投影法，就称为中心投影法，所得的投影就称为中心投影。
中心投影通常来绘制建筑物或产品的立体图，也称为透视图。
富有逼真感。
三、平行投影法
投射线都按给定的投射方向互相平行，这称为平行投影法，所得的投影称为平行投影。
平行投影法有分为正投影法（投射线⊥投影平面）和斜投影法（投射线倾斜于投影平面）。
工程图样主要用正投影，正投影也简称投影。
第一节点的投影
一、点的三面投影
1、三面投影体系的建立
（1）．投影体系分为单投影面H；两投影面H⊥V；三投影面H⊥V⊥W。
（2）．通过对比可以知道，单投影面中,空间点与H面投影不能建立一一对应关系，两投影面中空间点与H、V的两面投影则能建立一一对应关系；三投影面中，只要空间点的两面投影已知，第三投影就能确定。
（3）．我们把b图的H⊥V称为二面投影体系，简称二面系；c图的三投影面H⊥V⊥W体系，,称为三面投影体系，简称三面系。
（4）.在工程上，不能用一个投影面来表达空间结构，而用两面系则可以唯一表达某一空间结构，三面系则能更清楚的表达物体。
（5）.分角问题，三个互相垂直的平面把空间分为8个部分，分别叫第一分角、第二分角….第八分角。
得一分角都是一个三面系，我国国家标准规定，机械图样是将物体放在第一分角进行投影的。
（6）.术语规定：
a.投影面，水平放置的投影面称为水平面，用H表示；与H面竖立垂直的投影面称为正面，用V表示；与H面侧立垂直的投影面称为侧面，用W表示。
b.三面的交点称为投影原点，用字母O表示，每两面的交线称投影轴，分别用OX、OY、OZ表示。
c.投影书写：
空间字大写母用表示，水平投影用相应小写字母表示，正面投影用小写字母加一撇表示，侧面投影用相应小写字母加两撇表示。
2、点的三面投影
三面投影体系是空间体系，而我们用的图样却是平面图形，因此，我们将三面系按规定进行变化，使其三个投影面位于同一平面。
保持V面不动，把H面绕OX轴向下旋转90º与V面重合；将W面绕OY轴向右后旋转90º与V面重合；如图所示，再省去投影面的边界，就得到了投影图。
对投影图的几点说明：
OY轴被一分为二,所以为区别看,要加相应角标：
H、W。
投影的连线称投影线，如：
aa＇、a＂a＇等。
投影线与投影轴的交点分别用相应小写字母加角标x、y、z表示。
3、点的三面投影规律
点的投影规律包含两个方面：
（两个）垂直和（三个）相等
垂直是指投影连线垂直与相应的投影轴。
如：
aa＇⊥OX，a＇a＂⊥OZ。
相等是指空间点到投影面的距离与投影图上点的投影到投影轴距离的对应相等。
在投影做图时可用45º辅助线来转换。
如果将三面系中的W面去掉，就变为二面系了，其投影规律和三面系一致。
二面系可以唯一确定空间点的位置，所以利用点的投影规律并根据点的两面投影来求第三投影。
二、点的投影与直角坐标系的关系
为了用数值来度量投影体系中点的投影，我们在三面系中引入了直角坐标系，如下图，V面为XOZ面；H面为XOY面；W面为YOZ面。
空间点到投影面的距离就反映了点的三个坐标。
点的每一个投影能确定空间点的两个坐标。
由此我们如果知道空间点的坐标就可以确定点的投影，反之，知道了点的投影，也可以从图上量其相应的坐标。
三、两点的相对位置
空间两点的相对位置有：
左右、前后、上下之分，X坐标反映左右关系，即点到W面的远近；Y坐标反映前后关系，即点到V面的远近；Z坐标反映上下关系，即点到H面的远近。
重影点：
两个点的三个坐标中有两个相同时，它们的某一投影就会重合，这时称该两点为某投影面的重影点。
可见性：
发生重影时一个点的投影就会遮挡住另一个点的投影，即一个可见，一个不可见。
不可见的必须要加小括号。
可见性判断：
前遮后、左遮右、上遮下。
在叙述重影点相对位置时，要加正字。
第二节直线的投影
一、直线及直线上点的投影
1、直线的投影
当直线不垂直与投影面时，它的投影仍是直线；当直线垂直与投影面时，其投影积聚为一点。
2、直线上点的投影直线上点的投影有两个性质：
从属性：
直线上点的投影。
必在直线的同面投影上，且符合点的投影规律；
等比性：
点分线段所成比例投影后保持不变。
3、性质的应用：
求直线上点的投影或判断点是否在直线上
二、直线对投影面的各种相对位置
一般位置直线
对V、H、W面都倾斜，其三个投影都倾斜与投影轴，投影长度小于直线实长。
投影与投影轴的夹角，不等于直线对投影面的倾角。
投影面平行线：
（只平行于一个投影面）分为三类
正平线：
∥V面，对H、W面都倾斜；
水平线：
∥H面，对V、W面都倾斜；
侧平线：
∥W面，对V、H面都倾斜；
投影面的平行线投影特性：
要从投影和夹角两方面分析
在平行的投影面上的投影，反映实长；它与投影轴的夹角，分别反映直线对另两投影面的真实倾角；在另外两个投影面上的投影，平行与相应的投影轴，长度缩短。
投影面垂直线：
（垂直于一个投影面，平行于另外两个投影面）也分为三类
正垂线：
⊥V面，∥H面，∥W面。
铅垂线：
⊥H面，∥V面，∥W面。
侧垂线：
⊥W面，∥V面，∥H面。
投影面垂直线投影特性：
（1）在与直线垂直的投影面上的投影，积聚成一点
（2）另外两个投影，分别平行与相应的投影轴，且反映实长。
三、两直线的相对位置
空间两直线的相对位置有三种：
平行、相交、交叉。
1、平行当空间两直线平行时，起三面投影有三种情况：
（1）、三面投影都对应平行
（2）、两面投影对应平行，另一面投影重合
（3）、某一投影面上都积聚为点
2、相交当空间两直线相交时，投影有公共点，且满足三面投影特性。
3、交叉当空间两直线交叉时，投影有公共点，但不满足三面投影特性，仅仅是重影点。
例1-4判断下面两直线的相对位置。
四、直角投影定理
定理：
若空间两直线垂直相交（或交叉），且其中有一直线为某投影面平行线时，而另一直线为一般位置直线时，则两直线在该投影面上的投影仍垂直。
逆定理：
若相交（或交叉）两直线在其某一投影面上为直角，且其中一条直线为该投影的平
行线时，则两条直线在空间是垂直的。
特殊情况：
当一条直线为投影面的垂直线时：
1．与铅垂线垂直的直线必为水平线；
2．与正垂线垂直的直线必为正平线。
第
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