机械制图第6篇组合体.docx
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机械制图第6篇组合体
第6章组合体
由两个或两个以上的基本体组成的类似机件的形体称为组合体。
本章着重研究组合体视图的画法、看图方法和尺寸标注，为今后学习零件图奠定基础。
6.1组合体的形体分析和组合形式
6.1.1组合体的形体分析
任何复杂的物体都可以看成是由若干个基本几何体组合而成。
这些基本体可以是完整的，也可以是经过钻孔、切槽等加工。
如图6-1a所示的支座，可看成由圆筒、底板、肋板、耳板和凸台组合而成，如图6-1b所示。
在绘制组合体视图时，应首先将组合体分解成若干简单的基本体，并按各部分的位置关系和组合形式画出各基本几何体的投影，综合起来，即得到整个组合体视图。
这种假想把复杂的组合体分解成若干个基本形体，分析它们的形状、组合形式、相对位置和表面连接关系，使复杂问题简单化的思维方法称为形体分析法。
它是组合体的画图、尺寸标注和看图的基本方法。
a）b）
图6-1支座的形体分析
a）直观图b）分解图
6.1.2组合体的组合形式及表面连接关系
1.组合体的组合形式组合体可分为叠加和切割两种基本组合形式，或者是两种组合形式的综合。
叠加是将各基本体以平面接触相互堆积、叠加后形成的组合形体，如图6-2a所示。
切割是在基本体上进行切块、挖槽、穿孔等切割后形成的组合体，如图6-2b所示。
图6-2c所示的组合体则是叠加和切割二种形式的综合。
a）b）c）
图6-2组合体的组合形式
a）叠加式组合体b）切割式组合体c）综合式组合体
2.组合体的表面连接关系组合体表面连接关系有平齐、相交和相切三种形式。
弄清组合体表面连接关系，对画图和看图都很重要。
（1）当组合体中两基本体的表面平齐（共面）时，在视图中不应画出分界线，如图6-3所示。
（2）当组合体中两基本体的表面相交时，在视图中的相交处应画出交线，如图6-4、图6-5、图6-6所示。
图6-3两表面平齐的画法图6-4平面与平面相交
图6-5平面与曲面相交图6-6曲面与曲面相交
（3）当组合体中两基本体的表面相切时，在视图中的相切处不应画线，如图6-7所示。
图6-7两表面相切的画法
6.2组合体视图的画法
画组合体的视图时，首先要运用形体分析法将组合体合理地分解为若干个基本形体，并按照各基本形体的形状、组合形式、形体间的相对位置和表面连接关系，逐步地进行作图。
下面结合实例，介绍组合体视图的画法。
6.2.1叠加型组合体视图的画法
以图6-8a所示的机座为例，介绍叠加型组合体视图的画图方法和步骤。
a）b）
图6-8机座的形体分析
a）直观图b）分解图
1.分析形体如图6-8b所示，机座可分解为底板、圆筒、支承板和肋板四部分。
底板上有直径相等的两个圆孔和1/4圆角，圆筒、支承板和肋板由上而下依次叠加在底板上面。
支承板与底板的后面平齐，圆筒与支承板的后面不平齐，支承板的左右侧面与圆筒的外表面相切，肋板位于圆筒的正下方并与支承板垂直相交，其左右侧面、前面与圆筒的外表面相交。
2.选择视图选择视图包括确定主视图的投射方向和采用的视图数量。
（1）选择主视图：
主视图是表达组合体的一组视图中最主要的视图。
选择主视图时应将组合体放正，使其主要平面平行或垂直于投影面，以便在投影时得到实形。
一般应选择形状特征最明显，位置特征最多的方向作为主视图的投射方向，同时应考虑投影作图时避免在其它视图上出现较多的虚线，影响图形的清晰性和标注尺寸。
如图6-9所示，分别从支座的A、B、C、D四个方向作为主视图的投射方向，比照后才能确定主视图。
可以看出，A向作为投射方向能反映机座各组成部分的主要形状特征和较多的位置特征，符合主视图的要求。
B
D
a）b）c）d）e）
图6-9主视投射方向的选择
（2）确定视图数量：
确定其它视图数量的原则是：
用最少的视图最清楚地表达组合体
各组成部分的形状结构、相对位置和表面连接关系。
主视图投射方向选定后，根据机座的表达需要，确定画出俯视图来表达底板的形状和两孔的相对位置，画出左视图来表达肋板的形状以及支承板和圆筒的宽度。
所以，机座需要用主、俯、左三个视图才能表达清楚。
a）b）
c）d）
e）f）
图6-10机座的画图方法和步骤
a）布图：
画各视图的作图基准线b）画底板：
先画俯视图c）画圆筒：
先画主视图
d）画支承板：
先画主视图e）画肋板先画左视图f）检查描深
3.选比例、定图幅选定视图后，要根据组合体的实际大小，按国标规定选择比例和图幅。
一般情况下，应采用1∶1的比例作图。
选择图幅时，应留有足够的空间标注尺寸。
4.布置视图是根据组合体的总长，总宽，总高确定各视图在图框内的具体位置，使视图分布均匀。
因此，画图时应首先画出各视图两个方向的基准线，常用的基准线是视图的对称线，大圆柱体的轴线以及大的底面或端面。
5.画底稿底图中的图线应分出线型，线要画得细而轻淡，以便修改和保持图面整洁。
6．检查描深底稿完成后，要仔细检查全图，改正错误。
准确无误后，按国家标准规定的线型加粗、描深。
描深时应先画圆或圆弧，后画直线；先画虚线、点画线、细实线，后粗实线，如图6-10f所示。
最后标注尺寸。
绘图具体方法与步骤，参见图6-10。
画图时应注意以下几点：
（1）画图时，应运用形体分析法，将组合体的各组成部分从主要部分到次要部分、从大形体到小形体，逐个画出它们的三视图。
绘图时，应先画出反映形状特征的视图，再画其它视图，三个视图应配合画出，各视图注意保持“长对正、高平齐、宽相等”，如图6-10b、c、d、e所示。
（2）在作图过程中，每增加一个组成部分，要特别注意分析该部分与其他部分之间的相对位置关系和表面连接关系，同时注意被遮挡部分应随手改为虚线，避免画图时出错。
6.2.2切割型组合体视图的画法
以图6-11所示的组合体为例，介绍切割型组合体视图的画图方法和步骤。
1．形体分析该组合体的原始形体是四棱柱，在此基础上用不同位置的截平面分别切去形体1（四棱柱）、形体2（三棱柱）、形体3（四棱柱），最后形成切割型组合体，如图6-11所示。
a）b）
图6-11切割型组合体的形体分析
a）直观图b）分解图
2.画原始形体的三视图先画基准线，布好图，再画出其原始形体的三视图。
如图6-12a、b所示。
3.画截平面的三视图画各截平面的三视图时，应从各截平面具有积聚性和反映其形
a）b）
c）d）
e）f）
图6-12切割型组合体视图的画图方法和步骤
a）画基准线、位置线b）画原始形体的三视图c）画切去形体1的三视图
d）画切去形体2的三视图e）画切去形体3的三视图f）加粗、描深
状特征的视图开始画起。
如图6-12c、d、e所示。
4.检查、描深各截平面的投影完成后，仔细检查投影是否正确，是否有缺漏和多余的图线，准确无误后，按国家标准规定的线型加粗、描深，如图6-12f所示。
6.3组合体的尺寸标注
1.尺寸标注的基本要求
（1）正确：
标注的尺寸数值应准确无误，标注方法要符合国家标准中有关尺寸注法的基本规定。
（2）完整：
标注尺寸必须能唯一确定组合体及各基本形体的大小和相对位置，做到无遗漏，不重复。
（3）清晰：
尺寸的布局要整齐、清晰，便于查找和看图。
2.尺寸基准确定尺寸位置的几何元素称为尺寸基准。
组合体的尺寸基准，常选用其底面、重要的端面、对称平面、回转体的轴线以及圆的中心线等作为尺寸基准。
在组合体的长、宽、高三个方向中，每个方向至少要有一个主要尺寸基准。
当形体复杂时,允许有一个或几个辅助尺寸基准。
如图6-13a所示，以通过圆柱体轴线的侧平面作为长度方向的尺寸基准，以过圆柱孔轴线的正平面作为宽度方向的定位尺寸；以底板的底面作为高度方向的尺寸基准。
3.组合体的尺寸种类
（1）定形尺寸：
确定组合体中各基本体的形状和大小的尺寸。
如图6-13b中R14、2×φ10、φ16等尺寸均属于定形尺寸。
（2）定位尺寸：
确定组合体中各组成部分相对位置的尺寸。
基本体的定位尺寸最多有三个，若基本体在某方向上处于叠加、平齐、对称、同轴之一者，则应省略该方向上的一个定位尺寸。
如图6-13a中，圆筒长度和宽度方向的定位尺寸均省略。
（3）总体尺寸：
确定组合体外形的总长、总宽和总高的尺寸。
若定形、定位尺寸已标注完整，在加注总体尺寸时，应对相关的尺寸作适当调整，避免出现封闭尺寸。
如图6-13a所示，删除小圆柱的高度尺寸，标注总高。
另外，当组合体的一端为有同心孔的回转体时，该方向上一般不注总体尺寸，如图6-13b所示。
a）b）
图6-13组合体的尺寸
a）尺寸基准b）不注总体尺寸的情况
4.标注组合体尺寸的步骤标注组合体的尺寸时，首先应运用形体分析法分析形体，找出该组合体长、宽、高三个方向的主要基准，分别注出各基本形体之间的定位尺寸和各基本形体的定形尺寸，再标注总体尺寸并进行调整，最后校对全部尺寸。
现以支座为例，说明标注组合体尺寸的具体步骤。
（1）对组合体进行形体分析，确定尺寸基准：
如图6-1和图6-14所示，依次确定支座长、宽、高三个方向确定主要基准：
通过圆筒的轴线的侧平面作为长方向的主要基准，通过圆筒的轴线的正平面作为宽方向的主要基准，底板的底面可作为高方向的主要基准，耳板和圆筒顶面为高度方向的辅助尺寸基准。
图6-14支座的尺寸基准和定位尺寸
图6-15支座的定形尺寸
图6-16支座的总体尺寸
（2）标注定位尺寸：
从组合体长、宽、高三个方向的主要基准和辅助基准出发依次注出各基本形体的定位尺寸。
如图6-14所示，标注出80、56、52，确定底板和耳板相对于圆筒的左右位置；在宽度和高度方向上标注出48、28，确定凸台相对于圆筒的上下和前后位置。
（3）标注定形尺寸：
依次标注支座各组成部分的定形尺寸，如图6-15所示。
（4）标注总体尺寸：
为了表示组合体外形的总长、总宽和总高，应标注相应的总体尺寸。
如图6-16所示，支座的总高尺寸为80，它也是圆筒的高度尺寸；因为已标注了定位尺寸80、以及圆弧半径R52和R16后，不再标注总长（80+52+22+16=170），左视图上标注了定位尺寸48后，不再标注总宽（48+72∕2=84）。
5.标注尺寸需要注意的几个问题标注尺寸除了要求正确、完整以外，为了便于看图，还要求所注尺寸清晰。
为此，必须注意以下几点：
（1）尺寸应尽量标注在视图外面，与两个视图有关的尺寸最好布置在两个视图之间。
（2）定形、定位尺寸尽量标注在反映形状和位置特征的视图上。
如图6-16所示，底板和耳板的高度20，标注在主视图上比标注在左视图上要好；表示底板、耳板直径和半径的尺寸R22、φ22、R16、φ18，标注在俯视图上比标注在主、左视图上更能表示形状特征；在左视图上标注尺寸48和28，比标注在主、俯视图上能明显反映位置特征。
（3）同一基本形体的定形、定位尺寸应尽量集中标注。
如图6-16所示，主视图上的定位尺寸56、52、80，左视图上的定位尺寸48、28，俯视图上的定形尺寸R22、φ22、R16、φ18、φ40等就相对集中。
（4）直径尺寸尽量标注在投影为非圆的视图上。
如图6-16所示，φ44和φ24就标注在左视图上。
而圆弧的半径则应标注在投影为圆的视图上，如图6-16所示俯视图上的R22和R16。
（5）尺寸尽量不标注在虚线上。
但为了布局需要和尺寸清晰，有时也可标注在虚线上，如图6-16所示左视图上的φ24。
（6）尺寸线、尺寸界线与轮廓线尽量不要相交。
同方向的并联尺寸，应使小尺寸注在里边（靠近视图），大尺寸注在外边。
同方向的串联尺寸，箭头应互相对齐并排列在一条线上。
以上各点，并非标注尺寸的固定模式，在实际标注尺寸时，有时会出现不能完全兼顾的情况，应在保证尺寸标注正确、完整、清晰的基础上，根据尺寸布置的需要灵活运用和进行适当的调整，如图6-16所示，主视图上的56、左视图上的φ24、28、48、俯视图上的φ40等尺寸，均为调整后重新标注的尺寸。
6.4看组合体的视图
画组合体的视图是将三维形体用正投影的方法表示成二维图形。
而看组合体的视图，则是将多个二维图形依据它们之间的投影关系，想象出三维的形状。
可以说，看图是画图的逆过程。
所以，看图同样也要运用形体分析法。
但对于复杂的形体，还要对局部的结构进行线面分析，想象出局部结构的形状，从而想象出组合体的空间形状。
6.4.1看图要点
1.弄清视图中线条与线框的含义。
（1）视图中的每一条线：
表示具有积聚性的面（平面或柱面）的投影，表示表面与表面（两平面、两曲面、或一平面和一曲面）交线的投影，表示曲面转向轮廓线在某方向上的投影，如图6-17a所示的线条a、b、c。
（2）视图中的封闭线框：
表示凹坑或通孔积聚的投影，一个面（平面或曲面）的投影，表示曲面及其相切的组合面（平面或曲面）的投影，如图6-17a所示的d、e、f所示。
C
A
D
B
E
F
a）b）
图6-17视图中图线和线框的含义
（3）视图中相邻封闭线框：
表示不共面、不相切的两不同位置的表面，如图6-18a、b所示；线框里有另一线框，可以表示凸起或凹下的表面，如图6-18c所示。
线框边上有开口线框和闭口线框，分别表示通槽和不通槽，如图6-18d、e所示。
a）b）c）d）e）
图6-18相邻封闭线框的含义
2.要把几个视图联系起来进行分析在一般情况下，一个视图是不能完全确定组合体的形状，如图6-19a、b所示的两组视图中，主视图相同，但两组视图表达组合体却完全不相同；有时，两个视图也不能完全确定组合体的形状，如图6-19c、d所示的两组三视图中，俯、左视图相同，两组三视图表达的组合体形状也不相同。
由此可见，表达组合体必须要有反映形状特征的视图，看图时，要把几个视图联系起来进行分析，才能想象出组合体的形状。
3.从最能反映组合体形状和位置特征的视图看起。
如图6-20a、b所示的两组三视图中，主、俯视图完全相同，与左视图结合起来才能反映形体。
因为主视图反映主要形状特征，看图时应先看主视图；因为左视图最能反映位置特征，看图时应先看左视图。
a）b）c）d）
图6-19几个视图联系起来进行分析
a）b）
图6-20从反映形状和位置特征的视图看起
a）b）
图6-21从反映形状特征的视图看起
主视图是反映组合体整体的主要形状和位置特征的视图。
但组合体的各组成部分的形状和位置特征不一定全部集中在主视图上。
如图6-21所示的支架，由三个基本体叠加而成，主视图反映了该组合体的形状特征，同时，也反映了形体Ⅰ的形状特征；俯视图主要反映形体Ⅱ的形状特征；左视图主要反映形体Ⅲ的形状特征。
看图时，应当抓住有形状和位置特征的视图，如分析形体Ⅰ时，应从主视图看起；分析形体Ⅱ时，应从俯视图看起；分析形体Ⅲ时，应从左视图看起。
看图时要善于抓住反映组合体各组成部分形状与位置特征较多的视图，并从它入手，就能较快地将其分解成若干个基本体，再根据投影关系，找到各基本体所对应的其它视图，并经分析、判断后，想象出组合体各基本体的形状，最后达到看懂组合体视图的目的。
6.4.2看图方法和步骤
1.形体分析法看叠加型组合体的视图时，根据投影规律，分析基本形体的三视图，从图上逐个识别出基本形体的形状和相互位置，再确定它们的组合形式及其表面连接关系，综合想象出组合体的形状。
应用形体分析法看图的特点是：
从体出发，在视图上分线框。
下面以图6-22所示的支承架为例，介绍应用形体分析法看图的方法和步骤：
a）
b）c）
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
d）e）
图6-22用形体分析法看支承架视图的方法和步骤
a）划线框分形体b）想立板（Ⅰ）形状c）想凸台（Ⅱ）形状
d）想底板（Ⅲ）形状e）综合想象支架的整体形状
（1）划线框，分形体
从主视图看起，并将主视图按线框划分为1′、2′、3′，并在俯视图和左视图上找出其对应的线框1、2、3和1″、2″、3″，将该组合体分为立板Ⅰ、凸台Ⅱ和底板Ⅲ三部分，如图6-22a所示。
（2）对投影，想形状
按照长对正、高平齐、宽相等的投影关系，从每一基本形体的特征视图开始，找出另外两个投影，想象出每一基本形体的形状，如图6-22b、c、d所示。
（3）合起来，想整体
根据各基本形体所在的方位，确定各部分之间的相互位置及组合形式，从而想象出
支承架的整体形状，如图6-22e所示。
2.线面分析法
a）b）
c）d）
e） f）
图6-23用线面分析法看压块视图的方法和步骤
a）分析正垂面Pb）分析铅垂面Qc）分析正平面R
d）分析水平面S和正平面Te）分析交线 f）直观图
看图时，在应用形体分析法的基础上，对一些较难看懂的部分，特别是对切割型组合体的被切割部位，还要根据线面的投影特性，分析视图中线和线框的含义，弄清组合体表面的形状和相对位置，综合起来想象出组合体的形状。
这种看图方法为线面分析法。
线面分析法的看图的特点是：
从面出发，在视图上分线框。
现以图6-23所示的压块为例，介绍用线面分析法看图的方法和步骤：
先分析整体形状，压块三个视图的轮廓基本上都是矩形，所以它的原始形体是个长方体。
再分析细节部分，压块的右上方有一阶梯孔，其左上方和前后面分别被切掉一角。
从某一视图上划分线框，并根据投影关系，在另外两个视图上找出与其对应的线框或图线，确定线框所表示的面的空间形状和对投影面的相对位置。
（1）压块左上方的缺角：
如图6-23a所示，在俯、左视图上相对应的等腰梯形线框p和p″，在主视图上与其对应的投影是一倾斜的直线p′。
由正垂面的投影特性可知，P平面是梯形的正垂面。
（2）压块左方前、后对称的缺角：
如图6-23b所示，在主、左视图上方对应的投影七边形线框q′和q″，在俯视图上与其对应的投影为一倾斜直线q。
由铅垂面的投影特性可知，Q平面是七边形铅垂面。
同理，处于后方与之对称的位置也是七边形铅垂面。
（3）压块下方前、后对称的缺块：
如图6-23c、d所示，它们是由两个平面切割而成，其中一个平面R在主视图上为一可见的矩形线框r′，在俯视图上的对应投影为水平线r（虚线），在左视图上的对应投影为垂直线r″。
另一个平面S在俯视图上是有一边为虚线的直角梯形s，在主、左视图上的对应投影分别为水平线s′和s″。
由投影面平行面的投影特性可知，R平面和T平面是长方形的正平面，S平面是直角梯形的水平面。
压块下方后面的缺块与前面的缺块对称，不再赘述。
在图6-23e中，a’b’不是平面的投影，而是R面和Q面的交线，同理，b’c’是长方体前方面T和Q面的交线，其余线框及其投影读者自行分析。
这样，既从形体上，又从线面的投影上，弄清了压块的三视图，综合起来，便可想象出压块的整体形状，如图6-23f所示。
6.4.3已知组合体两视图补画第三视图
已知组合体两视图补画第三视图，看图和画图的综合训练，一般的方法和步骤为：
根据已知视图，用形体分析法和必要的线面分析法分析和想象组合体的形状，在弄清组合体形状的基础上，按投影关系补画出所缺的视图。
补画视图时，应根据各组成部分逐步进行。
对叠加型组合体，先画局部后画整体。
对切割型组合体，先画整体后切割。
并按先实后虚，先处后内的顺序进行。
例1如图6-24所示，已知机座的主、俯视图，想象该组合体的形状并补画左视图。
（1）分析：
按主视图上的封闭线框，将机座分为底板1、圆柱体2、右端与圆柱面相交的厚肋板3三个部分，再分别找出三部分在俯视图上对应的投影，想象出它们各自的形状，如图6-24a、b所示。
再进一步分析细节，如主视图右边的虚线表示阶梯圆柱孔，主、俯视图左边的虚线表示长方形凹槽和矩形通槽。
综合起来想象出机座的整体形状，如图6-24c所示。
（2）补画左视图，其过程如图6-25所示。
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
a）b）c）
图6-24想象机座的形状
a）将机座分解成三部分，找出对应的投影b）想象三部分形体的形状
c）想象出机座左端的长方形凹槽、矩形通槽和阶梯圆柱孔位置和形状
a）b）
c）d）
图6-25补画机座视图的步骤
a）补画底板2的左视图b）补画圆柱体1和厚肋板3的左视图
c）补画长方形凹槽和阶梯圆柱孔的左视图d）最后补画矩形通槽的左视图
例2如图6-26a所示，已知切割型组合体的主、左视图，想象该组合体的形状并补画俯视图。
（1）形体分析：
由主、左视图可以看出，该组合体的原始形状是一个四棱柱。
用正平面P和正垂面Q在左前方切去一块后，再用正平面S和侧垂面R在右前方切去一角，如图6-26b所示。
a）b）
c）d）e）
图6-26补画切割型组合体的俯视图
a）题目b）形体分析c）画正平面P和正垂面Q
d）画侧垂面R、正平面S和水平面Te）检查、加深
（2）线面分析：
正平面P和S，在主视图中的封闭线框分别是三角形和四边形，根据投影特性可知其在俯视图上必积聚为直线，如图6-26c、d所示。
正垂面Q和侧垂面R在主、左视图上分别积聚为直线，侧面投影和正面投影分别为六边形和四边形，根据投影特性可知其在俯视图上必相似的六边形和四边形，如图6-26c、d所示。
水平面T在主、左视图上积聚为直线，根据“长对正、宽相等”的对应关系和投影特性可求得俯视图上反映真实形状的六边形，如图6-26c、d所示。
（3）补画俯视图：
先分别画出正平面P和正垂面Q在俯视图的投影，如图6-26c所示。
再分别画出侧垂面R、正平面S和水平面T的俯视图，如图6-26d所示。
（4）检查后按线型加粗图线，如图6-26e所示。
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