大学制图基础知识.docx

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大学制图基础知识

绪 论

一．            本课程的性质和任务

准确地表达物体的形状、尺寸及其技术要求的图形，称为图样。

工程界的技术语言。

工程技术人员必需把握这种技术语言，具有画图和看图的能力，也应该具有运算机画图的能力。

因此，作为培育高级工程科学技术人员的高等工科院校，在教学中把“机械制图”作为一门重要的技术基础课。

“机械制图”课程的要紧任务和要求是：

1．学会用正投影理论并遵循国家《技术制图与机械制图标准》的规定，绘制和阅读机

械图样的技术。

2．培育学生空间想象能力、分析能力和对空间形体的表达能力。

3．培育学生自学能力、分析和解决问题的能力、制造能力和审美能力等；初步把握机

械设计和机械制造的基础知识；为学习后续课程打下必要的基础。

4．培育学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。

二．            本课程的学习方式

1．认真听课及温习，把握和领会空间想象、画图及读图的大体原理和方式。

2．认真完成作业。

只有通过作业的实践，才能牢牢把握图学的大体原理，熟悉形体分

析、线面分析和结构分析等方式的应用，提高动手能力。

3．对准新方向、钻研新技术。

专门关于运算机画图的知识，应在本课程学习了其初步

知识后，在通过自学或选修相关课程而加深了解和把握。

4．不断改良学习方式，提高学习效率，锻炼自学能力和独立工作能力。

第一章         制图的大体知识和技术

本章重点介绍：

国家标准《机械制图》与《技术制图》中的有关规定；画图工具及仪器的利用；几何图形及平面曲线的作图；平面图形的尺寸分析、画图方式等。

 国家标准《技术制图与机械制图》的大体规定

对图样的格式、画法、尺寸标注、有关代（符）号作统一的规定。

设计和生产部门必需严格遵守国家标准《技术制图与机械制图》的统一规定，认真执行国家标准。

国家标准简称“国标”，代号为“GB”。

 图纸幅面与格式（GB/T14689—93）

（1）图纸幅面尺寸

为了便于图样的绘制、利用和治理，绘制图样时，应优先采纳表1-1中规定的大体幅面。

（2）图框格式

图框线必需用粗实线绘制。

有留装订边和不留装订边两种格式，如图1-1所示。

同一产品的图样应采纳同一种图框格式。

为了便于图样的复制和缩微、摄影，可采纳对中符号，对中符号是从纸边画入图框内约5毫米长的一段粗实线，如图1-2（a）。

为了便于修改图样，图幅能够分区，如图1-2（b）。

（3）题目栏（—89）

题目栏是由图样的名称、代号区、签字区、其它区等栏目组成的。

国家标准GB10609·1—89对题目栏的格式已作了统一规定，如图1-3所示。

学校制图作业宜采纳图1-4的格式。

  题目栏的外框线采纳粗实线绘制，右边与下边别离与图框线重合。

题目栏的位置按图1-一、

要时，可按图1-5配置，题目栏中文字的方向为看图的方向。

 比例（GB/T14690—93）

图形与实物相应要素的线性尺寸之比称为比例。

画图时，应尽可能采纳1:

1比例，以便由图形直接看出机件的真实大小。

 字体（GB/T14691—93）

GB/T14691—93《技术制图字体》规定了文字、数字、字母的书写形式。

图样中书写的汉字、字母、数字必需做到：

字体工整、笔画清楚、距离均匀、排列整齐。

字体的高度h的公称尺寸系列为：

、、、7、10、14、20毫米。

汉字的高度不该小于毫米。

如字体的高度大于20毫米，那么字体的高度应按

的比率递增。

字体的宽度一样为h/

。

汉字规定用长仿宋字书写。

 图线（GB/T17450—1998）

为了使图样统一、清楚、便于阅读，绘制图样时，应遵循国家标准GB/T17450—1998《技术制图图线》的规定。

该规定包括大体线型、图线的组成和尺寸。

大体线型适用于各类技术图样，机械制图的图线型式及应用，如表1-5所示。

图线的宽度分粗、细两种，粗线的宽度为b。

依照图形的大小和复杂程度，并考虑图样的复制条件，b在～2毫米范围内选用，细线的宽度约为b/3。

图线b的推荐系列为：

、、、、一、、2毫米。

为了便于图样复制，尽可能不采纳毫米。

图1-7为常见图线的应用例如。

绘制图样时，应遵守以下规定和要求：

（1）同一张图样中，同类图线的宽度大体一致。

虚线、点划线和双点划线的线段长度和距离，应各自大致相等。

（2）两条平行线（包括剖面线）之间的距离，应不小于粗实线的两倍宽度，其最小距离不得小于毫米。

（3）轴线、对称中心线、双点划线应超出轮廓线2～5毫米。

点划线和双点划线的结尾应是线段，而不是短划。

假设圆的直径较小，两条点划线可用细实线代替。

（4）虚线、点划线与其它图线相交时，应在线段处相交，不该在间隙或短划处相交。

当虚线是粗实线的延长线时，粗实线应画到分界点，而虚线与分界点之间应留有间隙。

当虚线圆弧与虚线直线相切时，虚线圆弧的线段应画到切点处，虚线直线至切点之间应留有间隙，如图1-8所示。

 尺寸标注（GB/—1996）

标注尺寸是一项超级重要的工作，遗漏尺寸或标注错误都会给生产造成困难或损失。

因此，标注尺寸必需严格遵守国家标准中规定的原那么和标注方式。

一、大体规那么

（1）机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小和画图的准确度无关。

（2）机械图样中的尺寸以毫米为单位，图中不需要注明该尺寸的单位名称或代号。

如采纳其它单位时，那么必需注明该单位的名称或代号，如角度、弧度、英寸等。

（3）图样中所标注的尺寸为该机件的最后完工尺寸，不然另作说明。

（4）机件的每一个尺寸，一样在图样上只标注一次，且应标注在反映该结构最清楚的图形上。

二、尺寸组成

一个完整的尺寸标注，由尺寸界限、尺寸线、尺寸数字组成，如图1-9。

（1）尺寸界限

尺寸界限表示所注尺寸的范围。

（2）尺寸线

尺寸线用细实线绘制，轮廓线、中心线或它们的延长线均不得作为尺寸线。

尺寸线必需与其所标注的线段平行。

几条相互平行的尺寸线，一样是大尺寸注在小尺寸的外面，以避免尺寸线与尺寸界限相交。

（3）尺寸数字

线性尺寸的尺寸数字应注写在尺寸线的上方或中断处。

尽可能幸免在图示30°范围内标注尺寸，无法幸免时，可如图1-11（b）予以标注

尺寸数字不可被任何图线所通过，无法幸免时，可将图线断开。

 3、各类尺寸标注例如，如表1-6。

 画图工具和仪器的利用方式

经常使用的画图工具和仪器有图板、丁字尺、铅笔、画图仪器、画图模板、比例尺、画图仪等。

 图板、丁字尺和三角板

（1）图板

图板是用来铺放图纸的，它的表面必需平坦、滑腻，左右两导边必需平直。

（2）丁字尺

丁字尺是画水平线的长尺。

（3）三角板

三角板有两块，一块是45°的等腰直角三角板，另一块是60°、30°角组成的直角三角板。

它们与丁字尺配合利用。

两块三角板联合利用，可画出任意斜线的平行线及其垂直线，如图1-14所示。

三角板与丁字尺联合利用，还能够画出15°倍角的斜线和等分圆周，如图1-15。

 画图铅笔

铅笔要紧用于画图和写字。

常采纳B、HB、H、2H等画图铅笔，字母B和H表示铅芯的软硬。

削铅笔时，应从无标记的一端削，以保留铅芯的硬度符号。

画图时，铅笔能够略向前进方向倾斜，并尽可能使铅笔紧靠尺面，维持铅笔与尺面大致垂直。

 分规和圆规

一、分规

分规是用来量取尺寸和等分线段的。

二、圆规

圆规是用来画圆或圆弧的，有大圆规、弹簧规和点圆规三种。

 曲线板

曲线板是用来刻画非圆曲线的工具，如图1-20（a）。

 多功能模板

多功能模板的种类很多，如椭圆模板、几何制图板、六角螺栓头模板等。

图1-21（b）所示是一种供书写仿宋字用格和其它符号的字格符号模板。

 其它画图工具

其它经常使用的画图工具有：

削铅笔的小刀、橡皮、量角器、掸灰屑用的小毛刷、固定图纸用的胶带纸等。

 几何作图

机件的形状多种多样，但在图样中，机件的轮廓大体上都是由直线、圆弧和其它一些曲线组合成的几何图形。

下面介绍几种最大体的几何作图方式。

 平行线和垂直线

用两块三角板可通过某定点作已知直线的平行线或垂线，作图方式见图1-22。

 圆内接正多边形

用画图工具可绘制圆内接正多边形，如正五、六、七边形，见表1-7。

 斜度和锥度

（1）斜度

斜度是一直线（或平面）对另一直线（或平面）的倾斜程度。

其大小用二者之间夹角的正切表示，并将此值化为1:

n的形式。

在图样中，标注斜度时，在1:

n前面加注斜度符号“∠”，

符号“∠”的方向应与斜度方向一致。

（2）锥度

锥度是指正圆锥体的底圆直径D与圆锥高L之比。

如为圆锥台，那么是圆锥台底圆和顶圆的直径D-d与圆锥台高度l之比，其大小为2tgα=D/L=D-d/l，并将此值化为1:

n予以标注，如图1-24（a）、（b）。

在图样中标注锥度时，须在1:

n前面加注锥度符号“⊿”，其方向应与锥度方向一致。

锥度的画法与标注见图1-24（c）。

 圆弧连接

机件的表面上常有一个面（平面或曲面）滑腻过渡到另一个面的情形，这种过渡事实上为两面相切，在表达机件的图形中，那么为两线段相切，机械制图中称这种相切为连接，切点为连接点。

常见的连接是用圆弧连接两条已知线段，此圆弧称为连接圆弧。

一、圆弧连接的作图原理

二、圆弧连接的作图方式

（1）用半径为R的圆弧连接两已知直线L1和L2

（2）用半径R的圆弧连接两已知圆弧

（3）用半径为R的圆弧连接直线和圆弧

 作已知圆或圆弧的切线

画图时，常常需作已知圆或圆弧的切线。

作图的关键是准确地找出切线与已知圆或圆弧的切点。

下面介绍用三角板作圆或圆弧的切线的几种情形的作图方式。

（1）过圆上已知点P作切线

（2）过圆外已知点P作圆的切线

（3）作两已知圆的公切线

 平面曲线

非圆平面曲线有很多种，下面介绍工程上经常使用的椭圆、渐开线、涡线的画法。

一、椭圆

已知椭圆的长短轴画椭圆的方式有多种，那个地址仅介绍两种经常使用的画法。

四心扁圆法（近似画法）

（2）同心圆法

 平面图形的尺寸分析和画图步骤

 平面图形和尺寸分析

（1）基准

标注尺寸的起点称为基准。

（2）定形尺寸

确信平面图形中各线段形状大小的尺寸称为定形尺寸，如直线段的长度、圆或圆弧的直径和半径、角度的大小等。

图1-35中的定形尺寸有φ20、φ五、R1五、R1二、R50、R10、15。

（3）定位尺寸

平面图形中确信各线段或线框之间相对位置的尺寸称为定位尺寸。

图1-35中的定位尺寸有八、φ3二、75。

 平面图形的线段分析

依照平面圆形中标注的尺寸和线段之间的连接关系，能够将线段分为三类：

（1）已知线段

已知定形尺寸和两个方向的定位尺寸的线段称为已知线段，画图时，可按所注尺寸直接画出。

（2）中间线段

已知定形尺寸和一个方向的定位尺寸，缺少另一个方向的定位尺寸的线段称为中间线段。

（3）连接线段

缺少两个方向的定位尺寸，仅已知定形尺寸的线段称为连接线段。

如两已知圆弧的公切线；两头均与已知圆弧相切的半径为R的圆弧。

平面图形的画图步骤

绘制平面图形之前，应分析图中的尺寸基准，分析哪些是定形尺寸，哪些是定位尺寸，然后，进行线段分析，以便确信画图步骤。

现以图1-35所示手柄为例，说明平面图形的画图步骤，见图1-36。

 图1-36手柄的作图步骤

 平面图形的尺寸标注

平面图形中的线段分析是依照图中尺寸进行的。

因此，平面图形的尺寸标注应齐全、不重复、不遗漏。

依照线段连接的要求进行标注，即在两条已知线段之间，能够有任意条中间线段，但必需有，也只能有一条连接线段。

标注尺寸的步骤，请参看图1-37所示支架的平面图形。

（a）分析平面图形的组成，确信基准。

（b）标注各线段的定形尺寸。

（c）标注定位尺寸。

（d）检查。

检查尺寸是不是标注齐全。

 画图的方式和步骤

为了保证图样的质量，提高画图速度，必需熟悉国家标准，正确利用画图工具，把握几何作图的方式，另外，还应把握正确的画图程序及绘制仪器图和徒手图的方式步骤。

 绘仪器图的方式步骤

具体步骤如下：

（1）做好画图前的预备工作

（a）预备工具，安排工作地址。

（b）固定图纸。

（c）画图框和题目栏。

（d）布置图形位置。

（2）画草稿图

画草稿图应利用削尖的H或2H铅笔轻轻绘出。

先按定位尺寸画出图形的所有的基准线、定位线。

然后，按定形尺寸画要紧部份的轮廓线。

最后，画细节部份。

为了提高画图的质量和速度，应做到：

量取尺寸要准确，各图中的相同尺寸，尽可能一次量出后同时画出，幸免常常调换工具，以减少测量尺寸的时刻。

画图时，假设显现错误，应及时擦去，并予更正。

（3）铅笔描深

具体描深步骤如下：

（a）描深所有的粗实线圆和圆弧。

（b）自上而下用丁字尺按序描深水平的粗实线。

（c）用三角板和丁字尺配合利用，自左至右依次描深铅垂的粗实线。

（d）自左上方开始，依次描深倾斜的粗实线。

（e）按描深粗实线的步骤，描深虚线、细实线、点划线、波浪线等。

（4）标注尺寸。

（5）检查全图，填写题目栏。

 徒手画图的方式

徒手图也称为草图，它是用目测来估量物体的形状和大小，不借助画图工具和仪器，徒手绘制的图样。

徒手图应大体做到：

图形正确、线型分明、比例匀称、字体工整、图面整洁。

徒手图在产品设计、现场测绘、技术交流等方面具有十分重要的作用，工程技术人员必需具有绘制徒手图的能力。

开始练习画徒手图时，可在方格式上进行，以便较好地操纵图形的大小。

下面介绍几种图线的徒手画法：

（1）      直线的画法

（2）圆的画法

（3）椭圆的方式

（4）复杂平面轮廓形状的画法

第2章  组合体

所谓组合体，是由假设干大体体通过切割和叠加等方式组成的形体。

        本章是在学习画法几何的基础上，以形体分析和线面分析的方式来研究组合体的组合形式、画图、读图及尺寸标注的方式。

通过本章的学习，要求熟练地把握三视图之间的投影规律；在画图、看图和标注尺寸的实践中，自觉运用形体分析法和线面分析法,培育和提高观看问题、分析问题和解决问题的能力。

 三视图的形成

 三视图的形成及展开  （挂图）

《机械制图图样画法》规定,采纳第一角画法。

 三视图的投影规律

──主、俯视图长对正。

──主、左视图高平齐。

──俯、左视图宽相等，前后对应。

 形体分析与线面分析

 形体分析法  （挂图）

 物体的形状是多种多样的，画图或看图时，常把复杂的物体看成由假设干大体体叠加和切割而成.

   把复杂物体分解为由假设干个简单体经叠加或切割组成，并分析各简单体之间的相对位置的方式，称为形体分析法。

该物体称为组合体。

组合体按其组合结构形式，可分为叠加和切割两类。

线、面的投影分析：

包括分析表面的形状、面与面的相对位置、投影特性、面与面的交线（分界限）等。

这种分析方式叫做线面分析法。

 组合体的组合形式 （模型）

1．  叠加

   叠加是指两大体体的表面相互重合。

2．相切  

   相切是指两个大体体的表面（平面与曲面或曲面与曲面）滑腻过度，如图2-6所示，相切处不存在轮廓线，在视图上不该画分界限。

3．相交

   相交是指两大体体的表面相交，所产生的交线（截交线或相贯线），应画出交线的投影，。

2．2．3切割与穿孔 （模型）（挂图）

  切割  是从大体体上切去一个平面或曲面后，会产生不同形状的截交或相贯线。

    穿孔当大体体被穿孔后，也会产生不同的截交线或相贯线。

 画组合体的视图

 画组合体视图的方式与步骤 （模型）（挂图）

图2-13轴承座

它们的相对位置关系为：

（1）支承板的双侧与轴承的外圆柱面相切，现在，相切处无线，但必需保证切点对应。

（2）凸台的内外表面与轴承的内外圆表面别离相交。

现在相交处应有交线，交线应为内、外两圆筒表面的相贯线。

2．3．2视图的选择  （模型）（挂图）

1.主视图的选择原那么

   主视图在三视图中是最要紧的一个视图，正确选择主视图是画组合体视图的关键。

选择主视图的原那么为：

（1）  尽可能多地反映组合体的形状特点及其相关位置。

（2） 尽可能符合组合体自然安放位置,同时尽可能地使组合体表面对投影面处于平行或垂直位置。

   （3） 尽可能地幸免对其它视图产生过量的虚线,并注用意面的合理布局和尺寸标注。

图2-14轴承座主视图投影方向的选择

2.其它视图的选择

选择A向视图作主视图，为了说明底板的形状、大小及底板上小圆孔的相对位置，需画出俯视图。

为说明肋板的形状,还需画出左视图。

通过度析可知，轴承座需用主、俯、左三个视图。

 画图步骤

依照上述分析，选择A向作主视图的投影方向，画其三视图，作图步骤如图2-15所示。

1.选比例定图幅

画图时,应尽可能采纳1:

1的比例。

选用适合的图纸幅面。

2.布图画基准线

   布置视图位置之前，先固定图纸，然后依照各视图的大小和位置，画出基准线。

基准线画出后，每一个视图在图纸上的具体位置就确信了（图2-15（a））。

3.画三视图草稿（图2-15（b）～（e））

按形体分析的结果，依照各形体的投影规律，（用H铅笔）逐个画出轴承座的三视图。

画轴承座草稿的顺序：

（1）一样先实（实形体）后虚（挖去的形体）；先大（大形体）后小（小形体）；先画轮廓，后画细节。

（2）画组合体每一个形体时，应将三个视图同时画，并从反映形体特点的视图画起,再按投影规律画出其它两个视图。

 （3）检查、描深、最后全面检查，作图结果如图2-15（f）。

图2-15轴承座的画图步骤

 组合体的尺寸标注

1 正确──标注尺寸符合国家标准

   2 清楚──尺寸布置要清楚、适当、便于读图

3        完整──尺寸标注要完整，不能多注或少注。

 标注尺寸要完整

为了表示机件的大小，图样上尺寸要标注完整，既不能遗漏，也不能重复，每一个尺寸在图中只能标注一次。

图样上一样要标注三个尺寸：

定型尺寸、定位尺寸和整体尺寸。

形体分析法，是保证组合体尺寸标注完整的大体方式。

所谓完整，是要求尺寸标注时应标注出：

确信组合体各组成部份的长、宽、高三个方向的尺寸；确信组合体各组成部份彼此位置的定位尺寸和整体尺寸。

 1．定形尺寸

   2．定位尺寸

3．整体尺寸

图2-18组合体尺寸的标注方式

（1）大体体的尺寸标注

大体体的尺寸标注要紧考虑其长、宽、高三个方向的尺寸，见图2-20所示。

图2-20大体体尺寸标注例如

（2）斜截面和缺口的大体体的尺寸标注

图2-21具有斜截面或缺口的大体体尺寸标注

（3）不注底板总长的尺寸注法

图2-22不注底板总长的尺寸标注例如

标注尺寸要清楚

标注尺寸,既要符合的规定（参照本书表1-6尺寸标注大体规那么），又要求标注要完整,便于读图.还要求标注得清楚.如何才能使尺寸标注清楚，能够从以下几个方面考虑:

1.尺寸尽可能标注在形状特点明显的视图上

图2-23考虑形状特点的尺寸标注例如

2.同一大体体的定型尺寸和有联系的定位尺寸尽可能集中标注。

如图2-24所示。

图2-24集中标注尺寸例如

3.标注尺寸要排列整齐，如图2-25所示。

图2-25标注尺寸排列整齐

2．4．2标注组合体尺寸的方式与步骤

下面以图2-13所示的轴承座为例，说明标注组合体尺寸的方式步骤。

3.逐个地别离标注各大体体的定形和定位尺寸

4.标注整体尺寸

5.校核

   最后，对已标注的尺寸，按正确、完整、清楚的要求进行检查。

读组合体视图

画图和读图是学习本课程的两个要紧环节。

读图的大体要点

1．认真分析图线及线框的含义，识别形体和形体表面间的彼此位置。

   视图中的每一条图线可能表示

（1）具有积聚性表面的投影

（2）两投影面交线的投影

  （3）曲面转向轮廓线的投影

   视图中的每一个封锁的线框，可能表示：

（1）平面图形的投影（图2-27）

（2）曲面的投影（图2-28）

图2-27平面图形的投影

图2-28曲面的投影

2．将几个视图联系起来阅读

图2-29一个视图不能唯一确信组合体形状

图2-30由三个视图可确信物体的形状

 读图的大体方式与步骤

现以图2-35轴承座的三视图，说明读图的步骤。

[例1]                 图2-35（a）所示的轴承座的三视图，读图并想像出轴承座的形状。

图2-35轴承座的读图方式

[解]读图步骤如下：

（1）找特点与线框，抓住特点视图（本例特点视图为主视图）。

（2）对投影识形体，定位置。

（3）综合起来想整体。

补视图及补漏线

1．形体分析法

[例2]   已知组合体的主、左视图（如图2-36），补画俯视图。

图2-36 组合体的主、左视图         图2-37补画俯视图的方式和步骤

 [解] 解图步骤如图2-37所示

（1）对照左视图，

（2）具体想象各部份的形状，画出俯视图。

2．线面分析法

（1）分析面的形状

  图2-38a是压块的主、俯视图,试补画左视图。

   [解]解题的步骤如下:

图2-38压板的主、俯视图和轴测图

图2-39补画压板左视图的作图步骤

（2）分析面的相对位置

（3）分析面与面的交线

第3章  轴 测 图

3．1轴测图的大体知识

3．1．1轴测投影的形成

   在图3-2中，咱们将物体连同确信其空间位置的直角坐标系，沿不平行于任一坐标面的方向，用平行投影法将其投射到某一选定的投影面上，所取得的能同时反映物体长、宽、高三个方向形状的投影图，称为轴测投影图，简称轴测图。

如图3-2中，选定的投影面P称为轴测投影面，S为投影方向。

图3-2轴测图的形成

3．1．2 轴测轴、轴间角和轴向伸缩系数

 沿X、Y、Z轴的轴向伸缩系数别离用p、q、r表示，即：

          O1A1/OA=p   （X轴向伸缩系数）

          O1B1/OB=q   （Y轴向伸缩系数）

          O1C1/OC=r    （Z轴向伸缩系数）

3．1．3轴测图的队疤匦?

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在作图时，应专门注意以下几点：

1..空间彼此平行的线段，它们的轴测投影仍然彼此平行；

2.空间平行坐标轴的线段，其伸缩系数与该坐标轴的伸缩系数相同；

3 位于线段上的点，其轴测投影仍位于线段的轴测投影上。

3．1．4轴测图的分类

 依照投影方向的不同，轴测图分为两大类：

1. 正轴测图：

投影方向垂直于轴测投影面。

2.