第1章 制图的基本知识.docx
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第1章制图的基本知识
第1章制图的基本知识
本章提要
本章主要介绍机械制图中所遵守的部分国家标准、常用绘图工具和仪器的使用、尺寸标注的基本规定、平面图形的画法。
1.1制图国家标准的一般规定
图样是工程界语言，为了正确地绘制和阅读机械图样，必须熟悉和掌握机械制图国家标准的一般规定。
国家标准的代号是“GB”，是汉语拼音“GUOJIABIAOZHUN”的首写字母，简称“国标”，如“GB4457.1—1984”中“GB”代表“国标”，“4457.1”为该标准的批准顺序号，“1984”为1984年颁布实施的。
在机械制图中也应用了一些技术制图的国家标准，如“GB/T17452—1998”，其中的“T”是“推荐性”的意思，为汉语拼音“TUIJIANXIN”的首写字母，“GB/T”代表“推荐性国标”，“17452”为编号，发布的年号为1998年。
1.1.1图纸幅面和格式（GB/T14689—1993）
1、图纸幅面和尺寸
图纸幅面分为基本幅面和加长幅面,绘制图样时应优先选用表1-1中的基本幅面尺寸。
表1-1基本幅面尺寸（单位：
mm）
幅面代号
A0
A1
A2
A3
A4
B×L
841×1189
594×841
420×594
297×420
210×297
a
25
c
10
5
e
20
10
必要时也允许采用加长幅面，加长幅面是将基本幅面的短边按整数倍增加，如A3×3即将A3图纸的短边297增大3倍，其幅面尺寸为420×891；A4×4是将A4图纸的短边210增大4倍，其幅面尺寸为297×841，常用图纸的加长幅面可参阅GB/T14689—1993选取。
2、图框格式
无论图样是否装订，在图纸上必须画出图框线，图框线用粗实线绘制，其格式有不留装订边和留有装订边两种，如图1-1（a）为留有装订边的图框格式，1-1（b）为不留装订边的图框格式，其周边尺寸e,a,c按表1-1中的规定选取。
加长幅面的图框尺寸，按所选用的基本幅面大一号的图框尺寸确定，如A3×3应按A2确定。
3、标题栏
绘制图样时，每张图纸必须有标题栏，标题栏位于图框的右下角,标题栏的文字方向为看图方向,其格式按GB/T10609.1—1989的规定绘制，如图1-2所示。
为了学习的方便，在学校制图作业中建议采用如图1-3所推荐的格式。
（a）
（b）
图1-1图框格式
图1-2标题栏格式
图1-3制图作业中推荐的标题栏格式
4、附加符号
为了利用预先印制好的图纸，可以将标题栏置于图框的右上角，如图1-4所示，此时应在图纸各边长的中点处分别画出对中符号，并在图纸下边对中符号处画一个方向符号。
对中符号用粗实线绘制，线宽不小于1.5mm，长度从纸边开始至深入图框内约5mm，当对中符号在标题栏范围时，则伸入标题栏部分省略不画。
方向符号是用细实线绘制的等边三角形，其大小和位置如图1-5所示。
此时方向符号的指向即为看图的方向。
1.1.2比例（GB/T14691—1993）
图中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比称为比例。
比例分为原值比例、放大比例和缩小比例三种。
绘制图样时，一般要按比例来绘制，其数值优先按表1-2选取，必要时也允许按表1-3选取。
为了反映机件的真实大小，绘制图样时应尽可能按原值比例绘制。
比例用符号“：
”表示，一般应注写在标题栏的“比例”栏内，如1:
1、1:
5等。
必要时可在视图名称的下方或右侧标注，如
、
、
、平面图1:
100等。
图1-4对中符号和方向符号
图1-5方向符号的大小和位置
表1-2绘图比例
（一）
种类
比例
原值比例（比值为1的比例）
1:
1
缩小比例（比值小于1的比例）
1:
21:
51:
101:
2×10n1:
5×10n1:
1×10n
放大比例（比值大于1的比例）
5:
12:
15×10n:
12×10n:
11×10n:
1
表1-3绘图比例
（二）
种类
比例
缩小比例
1:
1.51:
2.51:
31:
41:
61:
1.5×10n1:
2.5×10n1:
3×10n1:
4×10n1:
6×10n
放大比例
4:
12.5:
12.5×10n:
14×10n:
1
1.1.3字体（GB/T14691—1993）
在图样中经常需要用汉字、数字和字母来标注尺寸及对机件进行有关文字说明。
在图样中书写汉字、数字、字母必须做到：
字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。
字体的号数即为字体的高度。
字体高度的公称尺寸系列为：
1.8,2.5,3.5,5,7,11,14,20mm共八种。
若要书写大于20号的字，字体高度应按
的比率增加。
1、汉字
图样上的汉字应写成长仿宋体，字高不小于3.5mm，字宽约为字高的1/
。
长仿宋体的基本笔画及常用字号的书写示例如图1-6所示。
2、字母和数字
字母及数字分A型和B型，A型字体的笔画宽度为字高的1/14，B型字体的笔画宽度为字高的1/10。
字母和数字可写成直体字，也可写成斜体字。
斜体字的字头向右倾斜，与水平基准线成75度角，其书写示例如图1-7所示。
ヽーㄧ丿乀亅乙乚
（a）基本笔画
（b）10号字示例
图1-6长仿宋体书写示例
小写斜体：
大写斜体：
数字斜体：
图1-7斜体字书写示例
4、其它
在图样标注时，用作指数、分数、注脚、极限偏差等的数字和字母，一般采用小一号的字体书写。
1.1.4图线（GB/T4457.4—1984、GB/T4457.4—2002）
1、线型
国标中规定的机械图样的图线名称、型式、宽度及用途如表1-4所示：
2、线宽
图线的宽度分粗、细两种，粗线的宽度应在0.5~2mm之间选择，其公称系列为：
0.13mm，0.18mm,0.25mm,0.35mm,0.5mm,0.7mm,1mm,1.4mm,2mm，细线的宽度约为粗线宽度的1/2。
3、注意事项
（1）在同一图样中，同类图线的宽度应基本保持一致。
虚线、细点画线、双点画线的线段长度和间隔，也应各自大致相等，如图1-8。
表1-4图线的类型及应用
图线名称
图线型式
图线宽度
主要用途
粗实线
d
可见轮廓线、移出断面轮廓线
细实线
约d/2
尺寸线、尺寸界线、剖面线、引出线、重合断面轮廓线
波浪线
约d/2
断裂处的边界线、视图和剖视的分界线
双折线
约d/2
断裂处的边界线
虚线
约d/2
不可见的轮廓线
细点画线
约d/2
轴线、对称中心线等
粗点画线
D
有特殊要求的线或表面的表示线
双点画线
约d/2
假想投影轮廓线、极限位置的轮廓线、相邻辅助零件的轮廓线
图1-8间隔图线的画法
（2）轮廓线、虚线、细点画线、细实线重合时，按轮廓线——虚线——细点画线——细实线取舍。
（3）各类图线相交时，必须是线段相交。
（4）绘制圆的对称中心线时，圆心应为线段的交点，首末两端应是线段而不是短画或点，且应超出图形轮廓线外2~5mm，如图1-9。
图1-9圆对称中心线的画法
（5）在较小图形上绘制细点画线或双点画线有困难时，可用细实线代替。
（6）虚线、点画线或双点画线处于粗实线的延长线上时，连接处应断开，如图1-10。
图1-10虚线的画法
1.1.5尺寸注法（GB4458.4—1984）
在生产中为了统一语言，国家标准机械制图中规定了尺寸标注的基本规则及方法，在绘制图样时必须严格遵守的，否则将会引起混乱。
1、基本规则
（1）机件的真实大小应以图样上所注尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确度无关。
（2）图样中的尺寸，以毫米为单位时，不需标注计量单位的代号或名称，若采用其他单位，必须注明。
（3）图样中所标注的尺寸，为该图样最后要求的尺寸，否则应另加说明。
（4）机件的每一尺寸，一般只标注一次，并应标注在反映该结构最明显的图形上。
2、标注尺寸的三要素
每个完整的尺寸，一般包括尺寸界线、尺寸线和尺寸数字三个基本要素。
图1-11标注尺寸三要素
（1）尺寸界线
尺寸界线用细实线绘制，应由图形的轮廓线、轴线或对称中心线引出，也可利用轮廓线、轴线或对称中心线作为尺寸界线，一般与尺寸线垂直并超过尺寸线2~3mm。
（2）尺寸线
尺寸线用细实线绘制。
线形尺寸的尺寸线必须与所标注的线段平行，尺寸线不能用其它图线代替，一般也不得与其它图线重合或在其延长线上。
尺寸线的终端有箭头和斜线两形式，如图1-12，采用斜线时，尺寸线与尺寸界线必须是直线且相互垂直，同一图样中箭头大小要一致，尺寸线的终端形式应统一。
图1-12尺寸线终端形式
（3）尺寸数字
尺寸数字不允许被任何图线通过，当无法避免时，必须将图线断开。
3、常用尺寸的注法
表1-5尺寸注法
尺寸标注的类型
图例
说明
线
形
尺
寸
线形尺寸的尺寸线与所标注的线段平行；互相平行的尺寸线一般按小尺寸在内，大尺寸在外的原则标注，且两尺寸线之间的间隔应大致相等；尺寸间或与尺寸界线间应避免相交。
线形尺寸的尺寸数字注写如左图所示，水平尺寸数字头朝上，垂直尺寸数字头朝左，并尽量避免在图示30度范围内标注尺寸，当无法避免时可采用右图形式标注。
角
度
角度尺寸的尺寸界线沿径向引出，尺寸线是以角度顶点为圆心的圆弧线，尺寸数字一律水平书写，一般注写在尺寸线中断处，必要时可注写在尺寸线的上方、外面，也可引出标注，
圆
和
圆
弧
在直径、半径的尺寸数字前应分别加注符号“¢”、“R”，如图a、b、c，大圆弧的标注如图d所示
小
尺
寸
当没有足够地方画箭头或注写尺寸数字时，可按如图的形式标注。
4、尺寸标注中常用的符号
表1-6尺寸标注中常用的符号
名称
符号
名称
符号
直径
ø
均布
EQS
半径
R
埋头孔
球直径
Sø
沉孔或锪平
球半径
SR
深度
厚度
t
45°倒角
C
正方形
1.2绘图工具及仪器的使用
为了提高绘图速度，保证绘图质量，必须掌握绘图工具的正确使用方法，现将几种常用的绘图工具及仪器的使用方法介绍如下：
1.2.1图板和丁字尺
图板是绘图时用来固定图纸的矩形木版，由板面和导边组成，常用的有0号、1号、2号。
板面必须平整，用于固定图纸，左侧作为丁字尺的导边。
图1-13图板和丁字尺
丁字尺主要用来画水平线，由互相垂直的尺头和尺身组成。
使用时左手按住尺头，且紧贴图板左导边，根据需要上下移动用来画水平线或对图纸进行定位。
1.2.2三角板
每付三角板有两块，一块为45度，另一块为30——60度，两块三角板配合使用，可画出已知直线的平行线和垂直线，图1-14所示。
三角板与丁字尺配合时可画出垂直线以及与水平方向成15、30、45、60、75等角度的倾斜线，如图1-15所示。
图1-14作已知直线的平行线和垂直线
1.2.3圆规和分规
圆规是用来画圆和圆弧的工具。
使用前应调节好针脚，使针尖略长于铅芯，且应使针尖和笔尖与纸面大致保持垂直。
圆规上使用的铅芯，应比铅笔的铅芯软一号，圆规的用法如图1-16所示。
分规是等分线段、量取尺寸的工具。
分规两脚的针尖在并拢后应能对齐，分规的使用如图1-17所示。
图1-15特殊角度线
图1-16圆规的用法
图1-17分规的用法
1.2.4曲线板
曲线板是用来画非圆曲线，常用曲线板如图1-18所示。
图1-18曲线板
画图时，应徒手轻轻用铅笔把所求曲线上各点大致相连，然后选择曲线板上曲率与之相吻合的线段将徒手连成的曲线光滑地画出，注意各段曲线的末端应留一段不画，以用于连接下一段曲线。
1.2.5铅笔
铅笔的铅芯的软硬用B或H表示，B前数字愈大，表示铅芯愈软；H前数字愈大，表示铅芯愈硬。
绘图时，一般采用H、2H画细实线、虚线、细点画线；用HB写字、注尺寸；用B、2B加深粗实线。
铅笔应从没有标号的一段开始削磨使用，铅笔的削法如图。
图1-19铅笔的削磨
1.3几何作图
在绘制机械图样时，经常会遇到各种复杂的图形，它们一般都是有直线、圆、圆弧和其它非圆曲线组合而成，因此必须掌握它们的基本作图方法。
1.3.1线段的等分
已知线段AB，求作任意等分（如三等分）其作图方法如图1-20（a）、（b）、（c）。
（a）
（b）
（c）
图1-20线段的等分
作图步骤：
1、过端点A作直线AC，与已知线段AB成任意一锐角。
2、用分规在AC上截取任意相等的长度的各等份点1、2、3。
3、连接3B，并过1、2、3点作3B的平行线，在AB上即得1ˊ、2ˊ各等份点。
1.3.2圆周的等分
1、五等分圆周和作圆的正五边形
圆的内接正五边形的作图方法如图1-21所示。
图1-21正五边形画法
作图步骤：
（1）平分OB得中点D。
（2）以D为圆心，DC为半径作弧CE，交AB于E点。
（3）以CE为边长等分圆周，得F、G、H、I等分点，依次连接即得正五边形。
2、圆的六等分和作圆的正六边形
圆的六等分和圆的正六边形可以用圆规或三角板与丁字尺配合作出，其作法如图1-27所示。
（a）用圆规六等分圆周
（b）作圆内接正六边形
（c）作圆外切正六边形
图1-22作圆的内接或外切正六边形
3、作圆的内接正n边形
n等分铅垂直线AE（如n=7），以A为圆心，AE为半径作弧，交水平中心线于点I，延长连线I2、I4、I6（或I1、I3、I5），与圆周交于点B、C、D，再作出它们的对称点，即可作出圆的内接正n边形。
如图1-23所示。
1.3.3斜度和锥度
1、斜度
图1-23作圆的内接正n边形
图1-24斜度的定义
斜度是一直线对另一直线、一直线对另一平面或一平面对另一平面的倾斜程度。
如图1-24所示。
AB对AC的斜度=H/L=（H-h）/l=tgA=1:
n
斜度在图样中的标注形式如图1-25b所示，斜度符号用1/10字高的线绘制，斜线与水平方向成30度角，高度与图样中数字高相同，方向与斜度方向一致，如图1-25a所示。
（a）斜度符号
（b）斜度标注
图1-25斜度符号与标注
斜度应根据给定的尺寸关系作出，其方法如图1-26所示。
（a）原图
（b）作法
图1-26斜度的作法
作图步骤：
（1）在AB上取1个单位，在BC上取5个单位，作1:
5斜度线。
（2）过A点作斜度线的平行线。
2、锥度
锥度是指正圆锥底圆直径与锥高之比。
如果是圆锥台，则为两底圆直径之差与锥台高之比，如图1-27所示：
锥度=D/L=（D-d）/l==1：
n
锥度在图样上的标注如图1-28所示。
锥度符号用1/10字高的线绘制，是一个顶角为30度的等腰三角形，底边长与图样中尺寸数字的高度相等，符号的指向应与锥度的方向一致。
图形中锥度，应根据给定的尺寸关系作出，其作法如图1-29所示。
图1-27锥度的定义
（a）锥度的符号
（b）锥度的标注
图1-28锥度的符号与标注
（a）原图
（b）作法
图1-29锥度的作法
作图步骤：
（1）作1:
5的锥度辅助三角形。
（2）过A、B点作锥度线的平行线。
1.3.4圆弧连接
在绘制图样时，经常会遇到用一圆弧光滑地连接相邻的已知直线或圆弧。
这种用一圆弧光滑地连接相邻两线段的作图方法叫圆弧连接，常用的圆弧连接有：
1、连接两已知直线
用已知半径的圆弧光滑的连接两线段，其作图方法如图1-30所示。
（a）已知条件
（b）作图方法
图1-30连接两已知线段
作图步骤：
（1）作与已知直线l1、l2分别相距为R的平行线，交点O即为所求弧圆心（即连接弧圆心）。
（2）自O点向已知两直线作垂线，垂足M、N为所求弧的起点和终点（即连接点）。
（3）以O为圆心，R为半径，在M、N之间画出连接圆弧。
（4）检查、加粗。
2、连接直线和圆弧
用一半径为R的圆弧连接已知直线和圆弧的作图方法如图1-31所示：
（a）已知条件
（b）作图方法
图1-31连接直线和圆弧
作图步骤：
（1）作直线l1的平行线l2（相距为R），作已知圆弧的同心圆弧，半径为R1+R，相交与O。
（2）过O点作l1的垂线，垂足为M，连接OO1，交已知圆弧于N点，M、N即为连接点。
（3）以O为圆心，R为半径，在M、N间作连接弧。
（4）检查、加粗。
3、两圆弧间的外切连接
用一半径为R的圆弧连接两已知圆弧，使其外切于两已知圆弧，其作图方法如图1-32所示。
（a）已知条件
（b）作图方法
图1-32两圆弧间的外切连接
作图步骤：
（1）分别以O1、O2为圆心，R1+R、R2+R为半径作圆弧，相交于O点，即为连接弧的圆心。
（2）连接O1、O2与已知圆弧相交于M、N点，M、N为连接点。
（3）以O为圆心，R为半径，在M、N两点间画连接弧。
（4）检查、加粗。
4、两圆弧间的内切连接
已知两圆弧半径为R1、R2，作一半径为R的圆弧内切于R1、R2，其作图方法如图1-33所示。
（a）已知条件
（b）作图方法
图1-33两圆弧间的内切连接
作图步骤：
（1）分别以O1、O2为圆心，R-R1、R-R2为半径画圆弧，相交于O点，即为连接弧的圆心。
（2）连接OO1、OO2并延长，与已知圆弧分别相交于M、N点，M、N即为连接点。
（3）以O为圆心，R为半径，在M、N两点间画连接弧。
（4）检查、加粗。
5、两圆弧间的混合连接
已知圆弧R1、R2，作一半径为R的圆弧，使其与R1外切、与R2内切，其作图方法如图1-34所示。
（a）已知条件
（b）作图方法
图1-34两圆弧间的混合连接
作图步骤：
（1）分别以O1、O2为圆心，R1+R、R-R2为半径画圆弧，相交于O点，O点即为连接弧的圆心。
（2）连接OO1交R1弧于M点，连接O2O并延长交R2弧于N点，M、N点即为连接点。
（3）以O为圆心，R为半径，在M、N点之间画连接弧。
（4）检查、加粗。
由上述作图方法可以看出，圆弧连接的作图步骤可归纳为：
（1）求出连接弧的圆心。
（2）定出连接点的位置。
（3）在两个连接点之间画出连接圆弧。
1.4平面图形的绘制
1.4.1平面图形的尺寸分析
1、尺寸基准
基准是标注尺寸的起点。
在平面图形中有水平和垂直方向的尺寸基准。
一般平面图形中常选用图形的主要轮廓线、对称图形的对称线、中心线等为基准线，如图1-35所示：
图1-35平面图形的尺寸分析
2、尺寸分类
尺寸按其在平面图形中所起的作用可分为两类：
（1）定形尺寸
确定图形中组成部分形状和和大小的尺寸称为定形尺寸。
如图1-35中的R5、¢33、4×¢20、100、80。
（2）定位尺寸
确定图形中各线段间相对位置的尺寸称为定位尺寸。
如图1-35中的54、40。
当然，有些尺寸有可能既是定形尺寸又是定位尺寸。
1.4.2平面图形的线段分析
在平面图形中，按给出的定形尺寸或定位尺寸是否齐全，平面图形的线段一般可分为以下三类：
1、已知线段
具有完整的定形和定位尺寸的线段称为已知线段。
如图1-36中的R24、¢24、R76、R22、R46、R120。
2、中间线段
具有完整的定形尺寸，但定位尺寸不齐全的线段称为中间线段。
如图1-36中的R20。
3、连接线段
只有定形尺寸，没有定位尺寸的线段称为连接线段。
如图中1-36中的R10。
图1-36平面图形的线段分析
1.4.3平面图形的作图步骤
在对平面图形进行了尺寸分析和线段分析后，就可以着手画图，以图1-36为例其作图步骤如图1-37所示。
（a）画基准线
（b）画已知线段
（c）画中间线段
（d）画连接线段
（e）检查、加深图线，标注尺寸
图1-37平面图形的作图步骤
小结
本章主要介绍四部分内容：
1、制图国家标准的一般规定。
（1）图纸有两种幅面，即基本幅面和加长幅面。
（2）图框有不留装订边和留有装订边两种形式。
绘图时必须按国家标准的规定绘制图框和标题栏。
（3）比例是指图样中的图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。
绘图时应按国家标准选取合适的绘图比例。
（4）长仿宋体的字宽约为字高的1/
。
（5）机械制图中的图线主要分为八种。
（6）标注尺寸时，应标全尺寸界线、尺寸线、尺寸数字三个要素。
对于各类尺寸应注意其国家标准标注的一般规定。
2、绘图工具及仪器的使用
常用的绘图工具及仪器有：
图板、丁字尺、三角板、圆规、分规、铅笔等。
3、几何作图
在绘图时经常会遇到些基本的作图技能，如：
线段等分、圆周等分、斜度、锥度、圆弧连接等。
4、平面图形的绘制
（1）平面图形的尺寸有定形尺寸和定位尺寸两类。
（2）平面图形的线段有已知线段、中间线段和连接线段三种。
思考题
1、GB/T14689——1993的含义是什么？
2、图纸有几种基本幅面？
3、看图方向有几种？
4、以1：
5比例和5:
1比例绘制一图形，哪个大？
为什么？
：
5、长仿宋体的字号有几种？
6、书写长仿宋体有何基本要求？
7、机械制图中的图线有几种？
线的宽度各为多少？
有何应用？
8、三角板和丁字尺能画出哪些位置的线？
9、铅笔的型号是如何规定的？
怎样选用？
10、尺寸标注的三要素是什么？
11、线性尺寸和角度尺寸的尺寸数字书写有何要求？
12、将100mm长的线段8等分。
13、将一直径为50mm的圆进行5、6、8等分。
14、什么叫斜度？
什么叫锥度？
15、斜度和锥度如何标注？
16、圆弧连接的作图步骤是什么？
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