机械制图基础.doc

机械制图基础运用图示理论及原理，通过视图、尺寸、技术要求等内容准确地表达物体的形状、大小、性能与质量的图样，称为工程图样。工程技术图样是现代工业生产的主要技术文件之一，是“工程界的语言”。在机械工程中，机械图样是设计、生产制造、使用、维修机器或设备的主要技术资料。要正确、完整、清晰、快速地绘制机械图样，不但要具有耐心细致和认真负责的工作态度，而且必须遵守国家标准的各项规定，必须学会正确使用绘图工具、设备和仪器，掌握合理、先进的绘图方法和步骤。一.学习方法制图学习是实践性很强的环节，要学好制图的内容，只有通过画图、看图和构形实践才能掌握。要想把图画得又快又好，必须做到：1.准备一套合乎要求的用于手工绘图的制图用具、工具和仪器，按照正确的方法和步骤来画图。2.注意画图和看图相结合，物体与图样相结合。要多画多看，注意积累关于机件的表达技巧、机件的常见结构，注意培养空间想象能力和空间构思能力。3.为培养创新意识和工程意识，在做形体构形设计时，要有实际目的，要学会和善于通过工程图样表达和交流设计思想，通过查阅有关资料以及与老师和同学讨论交流，不断完善自己的设计，从而使自己在形体以及工程常识方面的积累得到进一步的释放和展现。4.在画图时，应严格遵守机械制图国家标准的规定。5. 不断改进学习方法，学会使用制图的有关资料。二. 制图的基本知识与技能国标的基本规定 为了便于指导生产和进行技术交流，我国的国家标准机械制图（简称“国标”，代号为“GB”）对图样的表达方法、尺寸标注、所采用的符号等做了统一规定，作为机械工程生产和设计部门必须共同遵守的画图规则。图纸幅面及格式（GB/T 14689-93）比例（GB/T 14690-93）图样中机件要素的线性尺寸与实际机件相应要素的线性尺寸之比，称为图样的比例。但在标注尺寸时，应按机件的实际尺寸标注，与绘图比例无关。字体（GB/T 14691-93）图样中书写的汉字、数字、字母都必须做到：字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。字体的号数，即字体的高度（用h表示），有1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20mm。字宽约等于字高的三分之二。汉字汉字应写成长仿宋体，并应采用国家正式公布的简化字。汉字的高度不应小于3.5mm。长仿宋字的特点是：横平竖直、注意起落、结构均匀、填满方格。图1-1(a)为7号长仿宋体汉字示例。汉字常由几个部分组成，为了使所写的汉字结构匀称，书写时应恰当分配各组成部分的比例，如图1-1（b）所示。 字母和数字字母和数字可写成斜体或直体，工程图样中常写斜体。斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成75。用作指数、分数、极限偏差、注脚等的数字及字母，一般应采用小一号的字体。图样中的数学符号、物理量符号、计量单位符号，以及其他符号、代号，应分别符合国家有关法令和标准的规定。图1-2为斜体数字、字母的笔序、书写形式及字体的综合应用示例。图1-2 斜体字母、数字及字体综合应用示例图线（GB 4457.4-84）图线的型式及应用图线分为粗、细两种，粗线的宽度b应按图的大小和复杂程度，在0.5-2mm之间选择，细线的宽度约为b/3。制图中常用的粗实线宽度b为0.7和1mm。图1-3为常用图线的应用举例。图线画法a.同一图样中，同类图线的宽度应基本一致。虚线、点划线和双点划线的线段长度和间隔应各自大致相同。点划线和双点划线中的“点”应画成很短的短划（约1mm），短划和线段的距离也应为1mm左右。点划线和双点划线的首末两端应是线段，而不应是短划。国家标准中，并未规定虚线、点划线、双点划线的线段长度和间隔。b.绘制圆的中心线或图形的对称线时，点划线首末两端应超出圆或图形外约2-5mm。在较小的图形上绘制点划线或双点划线有困难时，可用细实线代替（图1-4）。c.当图线相交时，必须是线段相交。比如虚线与虚线（或其他图线）、点划线与点划线（或其他图线）相交时，应该是线段相交。当虚线是粗实线的延长线时，在连接处应留出空隙，如图1-4所示。d.两条平行线（包括剖面线）之间的距离应不小于粗实线宽度的两倍，其最小距离不得小于0.7mm。 尺寸注法（GB4458.4-84）尺寸是工程图样的重要内容之一，在工程图样中，零件各部分的大小必须通过标注尺寸来表达，国家标准机械制图对图样中的尺寸法做了一系列的规定，绘图时必须遵守。基本规则a.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程度无关。b.图样中（包括技术要求和其他说明）的尺寸，以毫米为单位时，不需标注计量单位的代号或名称。如采用其他单位时，则必须注明。c.图样中所标注的尺寸，为该图样所示机件的最后完工尺寸，否则应另加说明。d.机件的每一尺寸，一般只标注一次，并应标注在最能反映该结构特征的图形上。尺寸的组成一个完整的尺寸应包括尺寸界线、尺寸线、尺寸线终端和尺寸数字四部分，如图1-5。a.尺寸界线和尺寸线尺寸界线和尺寸线均用细实线绘制。线性尺寸的尺寸线必须与所标注的线段平行。尺寸界线应由图形的轮廓线、轴线或对称中心线处引出，也可利用轮廓线、轴线或对称中心线作尺寸界线。尺寸界线超出尺寸线大约2mm（图1-5）。尺寸线不能用其他图线代替，一般也不得与其他图线重合或画在其延长线上。同一图样中，尺寸线与轮廓线以及尺寸线与尺寸线之间的距离应大致相等（图1-5），一般以不小于5mm为宜。相互平行的尺寸，应使较小的尺寸靠近图形，较大的尺寸依次向外分布，避免尺寸线与尺寸界线相交（图1-5）。尺寸界线一般应与尺寸线垂直，必要时也允许倾斜。b.尺寸线终端尺寸线的终端有两种形式：箭头和斜线。机械图上的尺寸线终端一般画成箭头，以表明尺寸的起止，其尖端应与尺寸界线相接触。图1-6（a）为箭头的放大图，以表示箭头的形式及画法，图中尺寸b为粗实线的宽度。 箭头应尽量画在尺寸界线的内侧。对于较小的尺寸，在没有足够的位置画箭头或注写数字时，也可将箭头或数字放在尺寸界线的外侧。尺寸线终端也可画成45细斜线图1-6（b），图中h为尺寸数字的高度。这种形式只能用于尺寸线与尺寸界线垂直的情况。在同一张图样上，尺寸线终端只能采用一种形式，且应大小一致。c.尺寸数字尺寸数字按国标规定的字体书写，同一张图样中，尺寸数字的高度（即字号）要一致，机械图样中一般采用3.5号字。尺寸数字不允许被任何图线通过，否则必须将该图线断开(图1-5)。若图线断开后影响图形表达时，须调整尺寸标注的位置。各类尺寸的注法标注尺寸时，必须遵守上述各项规定。图1-7用正误对比的方法，列举了初学者在标注尺寸时常见的一些错误，并将所有错误编号分析如下：线性尺寸数字的方向不符合规定。尺寸线不得画在轮廓线的延长线上。角度的数字应一律水平书写。线性尺寸的数字一般注写在尺寸线的上方。标注圆弧半径的尺寸线必须通过圆心。尺寸数字的方向不符合规定，且不应注写在尺寸线的中断处。应尽可能避免在30范围内标注尺寸。尺寸线不能用其它图线（图中为点划线）代替或与其重合。标注半径时，应在尺寸数字前加注符号R。(11)相互平行的尺寸，应小尺寸在里大尺寸在外。(12)半径尺寸不能标注数量。 (13)对称图形，应标注对称两要素之间的尺寸。绘图工具及仪器的使用正确合理地使用绘图工具和仪器，能保证图样的质量、提高绘图速度。因此必须重视培养正确使用绘图工具及仪器的良好习惯，并通过经常性的绘图实践，不断总结经验，逐步提高绘图的基本技能。普通绘图工具和仪器常用的普通绘图工具主要有：图板、丁字尺、三角板、比例尺、曲线板、量角器等。绘图仪器有：圆规、分规、直线笔（鸭嘴笔）等。此外还需要有铅笔、橡皮、胶带纸、削笔刀等绘图用品。图板图板用于铺放图纸，其工作表面必须平坦，左右两导边必须平直，以保证与丁字尺尺头的内侧边准确接触。绘图时须用胶带纸将图纸固定在图板上。丁字尺丁字尺用来画水平线。丁字尺尺头的内侧边及尺身的工作边平直。 使用时，要用左手握尺头，使其紧靠图板的左侧导边做上下移动，右手执笔，沿尺身的工作边自左向右画水平线。如画较长水平线时，应将左手移到尺身上，并按牢尺身。用铅笔沿尺边画直线时，笔杆应稍向外倾斜，尽量使笔尖贴靠尺边。三角板绘图时要准备一副规格不小于25cm的三角板（45角和30、60角各一块），三角板与丁字尺配合使用，可画出垂直线和15及其整数倍角的倾斜线。画垂直线时，将三角板的一直角边紧靠在丁字尺尺身的工作边，再用左手按住尺身和三角板，铅笔沿三角板的另一直角边自下而上画线。分规分规是用来量取线段和等分线段的工具，常用的有大分规及弹簧分规两种。为了准确的量取尺寸，分规的两针尖靠拢后应平齐。量取尺寸时，不应把针尖扎入尺内。圆规及其附件圆规是画圆和圆弧的工具。根据绘制大小不同的圆或圆弧的需要，一般有大圆规、小圆规、弹簧规及点圆规等。绘图铅笔一般采用的木质绘图铅笔。铅芯的软硬用字母B、H表示，B愈多表示铅芯愈软（黑），H愈多表示铅芯愈硬。绘图时适宜用B2H的铅笔。绘制粗实线或写字宜用B或HB铅笔；绘制各种细线及画底稿可用H或2H铅笔；画箭头可用H或HB铅笔。画底稿及绘制各种细线的铅笔常削磨成锥形；绘制粗实线的铅笔宜削磨成矩形或扁铲形，其厚度符合所画图线的粗细；写字和画箭头的铅笔应削磨成圆锥形。铅芯长度最好为6-8mm。削铅笔时应保留铅笔一端的标记，以便使用时识别。装在圆规铅笔插腿中的铅芯的削磨方法，也应如此。画图时，铅笔可略向前倾斜，尽量使铅笔靠紧尺面，且铅芯与纸面垂直。如图1-11所示。三. 平面图形的尺寸分析及画图步骤任何复杂的平面图形，都可以看作是由若干线段连接而成。构成平面图形的大小（含线段长度）及其各要素间相对位置都由图中尺寸确定。因此，在绘制平面图形时，应根据图中所注尺寸，确定画图步骤。标注平面图形尺寸时，应根据线段的连接关系，确定需要标注的尺寸，既要符合国家标准规定的尺寸注法规则，又要保证图形的尺寸齐全(既不遗漏，也不多余)，也就是要做到“正确、完整、清晰”。平面图形的尺寸分析尺寸基准在平面图形中标注尺寸的起点称为基准。平面图形有上下、左右两个方向的基准。通常用对称图形的对称线、较大圆的中心线、较长的直线（重要的轮廓线）等作为尺寸基准。尺寸分类平面图形中的尺寸，按其在图中所起的作用分为定形尺寸和定位尺寸两类。必须注意，图形中的有些尺寸具有定形和定位两种作用。平面图形的线段分析线段分析就是从几何角度研究线段与尺寸的关系，从而确定画图步骤。平面图形中的线段，根据其定位尺寸是否齐全，可分为已知线段、中间线段和连接线段三种。已知线段凡是定形尺寸和定位尺寸齐全的线段称为已知线段。.连接线段只有定形尺寸而无定位尺寸的线段称为连接线段。这种线段须根据与其相邻的两条线段的相切关系，用几何作图的方法画出。中间线段有定形尺寸和定位尺寸但定位尺寸不全的线段称为中间线段。它是介于已知线段与连接线段之间的线段。画图时亦须根据与其相邻的已知线段的相切关系画出。平面图形的画图步骤平面图形的画图步骤是根据对平面图形的尺寸分析和线段分析确定的。现归纳如下：.对平面图形作尺寸分析和线段分析；绘制平面图形的基准线、定位线；首先绘制已知线段；其次绘制中间线段；最后绘制连接线段；检查全图，加深图线并标注尺寸。平面图形的尺寸标注平面图形的尺寸标注，要求正确、完整、清晰。正确平面图形的尺寸标注必须按照国标的规定标注，尺寸数值书写确切，不能有误。完整尺寸标注要齐全即没有多余尺寸、没有遗漏尺寸。不遗漏图形中各要素的定形和定位尺寸；一般情况下不注重复尺寸，即不注可以按已标注的尺寸计算出的尺寸、不注可根据相切关系画出的连接线段的定位尺寸。尺寸标注中，保证尺寸完整的一般规律是：在两条已知线段之间，可以有任意段中间线段，但必须且只有一段连接线段。清晰尺寸注写清晰，位置明显，布局整齐。尺寸标注的一般步骤为：分析图形，确定基准标注已知线段的尺寸标注其它线段的所需尺寸按正确、完整、清晰的要求，校核所注尺寸如发现有遗漏、重复、不清晰或其它缺点和错误要及时修改。特别应注意以下几点： 对称图形的尺寸，应以对称中心线为基准而标注其对称要素之间的总尺寸。在圆周上均匀分布的孔或带半圆的长槽，则应标注其圆心所在圆的直径作为其定位尺寸。这时应以该定位圆以及过均布孔圆心并指向定位圆圆心的点划线作为这些均布孔的中心线。对称或均匀分布的两个或多个圆弧为同一圆的组成部分时，则应标注其直径。四.组合体三视图的方法与步骤1.画组合体三视图的方法画组合体三视图时，首先运用形体分析法假想把组合体分解为若干基本形体，并分析确定各基本形体之间的相对位置及组合形式，判断基本形体间邻接表面是否处于共面、相切、相交的位置；其次根据投影关系逐个画出各基本形体的三视图，并分析检查那些邻接表面处于共面、相切或相交位置的面的投影，最后对局部难懂的结构用线面分析重点分析校核，从而确定所画组合体的三视图。2.画组合体三视图的步骤：(1)进行形体分析(2)确定主视图画组合体三视图时，主视图是最主要的视图，主视图一经确定，俯、左两视图亦随之确定。要确定主视图应首先确定组合体的摆放位置和主视图的投影方向。组合体的摆放位置本例中按正常位置（或称自然位置）摆放。主视图的投影方向一般来说，主视图的投影方向应选择最能反映组合体的形状特征及结构特征(各基本形体的相互位置关系)的那个方向，并尽可能减少俯、左两视图上的虚线。(3)选比例，定图幅画图时，尽量选用11的比例，这样既便于直接估量组合体的大小，也便于画图。 按选定的比例，根据组合体的长、宽、高大致估算出三个视图所占面积，并在视图之间留出标注尺寸的位置和适当的间距，据此选用合适的标准图幅。(4)布图、画基准线根据各视图的大小确定各视图的位置，应首先画出基准线，基准线确定后，每个视图在图纸上的具体位置就确定了。基准线是指画图时测量尺寸的基准，每个视图需要确定两个方向的基准线。一般常用对称中心线、轴线和较大的平面作为基准线。(5)逐个画出各基本形体的三视图。根据各基本形体的投影规律，逐个画出各基本形体的三视图。画形体的顺序：一般先画主要形体，后画次要形体；先画实形体，后画虚形体；先大后小；先画轮廓后画细节。画基本形体时，要三个视图联系起来画，并从反映该基本形体形状特征的视图画起。(6)标注尺寸界线和尺寸线。 检查，描深。底稿画完后，按基本形体逐个仔细检查。对形体表面中的垂直面、一般位置面以及形体邻接表面处于共面、相切、相交等特殊位置的线、面，用线面分析法，即线、面的投影规律重点校核，纠正错误和补充遗漏。最后按标准图线描深。画箭头，测量尺寸，填写尺寸数值及标题栏。五.平面立体的正等测轴测图正等测的轴间角和轴向变形系数：正等测投影中，轴间角均为120。画正等测图时，一般将轴测轴OZ 画成竖直位置，此时OX 轴和OY 轴与水平线成30角，利用30角三角板可方便地作出OX 和OY 轴（图11-5）。正等测的轴向变形系数为p=q=r=0.82，为了免除作图时计算尺寸之麻烦，使作图方便，常采用简化变形系数即p=q=r=1，按此简化变形系数作图时，轴测图各轴向的尺寸都按实际尺寸量取，所以画出的轴测图沿各轴向都放大了，放大倍数为1/0.82=1.22。图1-12 正等测的轴间角 根据物体的三视图画轴测图的基本方法是坐标法，即根据物体的尺寸或顶点的坐标画出点的轴测图，然后将同一棱线上的两点连成直线即得立体的轴测图。下面举例说明平面立体正等测的画法。 例 作出正六棱柱图1-13（a）的正等测图。1.分析由于作物体的轴测图时，习惯上是不画出其虚线，因此作正六棱柱的轴测图时，为减少不必要的作图线，先从顶面开始作图比较好。2.作图步骤(1)在两面投影图上建立坐标系O-XYZ图1-13（a）。(2)画出正等测中的轴测轴O1-X1Y1Z1图1-13（b）。(3)沿O1Y1轴量取O1y1=oay、O1ey1=oey，得到ay1和ey1两点，沿O1X1轴量取O1C1=oc、O1F1=of，得C1和F1两点。(4)分别过点ay1和ey1作O1X1的平行线，量取A1ay1=aay、B1ay1=bay、D1ey1=dey、E1ey1=eey，得A1B1D1F1四点。(5)在A1、B1、C1、D1、E1、F1各点之间连线得正六棱柱顶面的轴测投影图1-13（c）。(6)分别过A1、D1、E1、F1各点向下作O1Z1轴的平行线，并在各平行线上截取一段长度等于正六棱柱的高h。连接各截取点图1-13（d）。(7)加深可见棱线的投影得正六棱的正等测图1-13（e）。