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画法几何及机械制图 讲解内容 第一章制图基本知识第二章组合体的三视图第三章组合体画图第四章机件图样的画法第五章零件图 第一章制图基本知识 第一节制图的基本知识 工程图样是指导现代生产和建设的重要技术文件 为了便于生产和技术交流 我国对图样画法 尺寸注法等作了统一的规定 工程技术人员应严格遵守 认真贯彻国家标准 制图国家标准的规定 一 图纸幅面和格式 1 幅面 绘制技术图样时 首先采用表1 1中的基本幅面规格尺寸 必要时 可以加长幅面 加长幅面是按基本幅面的短边成整数倍增加 如图1 1所示 1 幅面 2 图框格式 在图纸上必须用粗实线绘制图框线 其格式分为留装订边和不留装订边两种 注意 同一产品的图样只能采用一种图框格式 2 图框格式 留有装订边 不留装订边 对中符号和方向符号 3 标题栏 标题栏必须位于图纸的右下角 其格式由GB10609 1 1989统一规定 见下图 制图课程中采用简化的标题栏 学生用标题栏 二 比例 GB T14690 1993 比例是指图中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比 比例用符合 如1 1 1 500 2 1等 比例按其比例大小分 1 原值比例 比值为1的比例 即1 12 放大比例 比值大于1的比例 即2 1等3 缩小比例 比值小于1的比例 即1 2等 二 比例 GB T14690 1993 绘制图样时 应在表中选择适当的比例 并优先选择第一系列 三 字体 GB T14691 1993 1 汉字要写成长仿宋体 要求做到 字体端正 笔画清楚 排列整齐 间隔均匀 2 字体的号数就是以毫米为单位的字体的高度 其取值为 1 82 53 5571014203 高 宽 3 2 字与字间隔约为字高的1 4 行与行的间隔约为字高的1 3 笔画宽度约为字高的1 10 5 数字和字母均可写成斜体字 向右倾斜 与水平线成75 角 3与8的区别 9与6的区别 0的写法 6 规定用铅笔书写 三 字体 GB T14691 1993 四 图线 GB T17450 1998 GB4457 4 1984 线型的图线宽度 B 应按图样的类型和尺寸大小在下列数系中选择 0 13mm 0 18mm 0 25mm 0 35mm 0 5mm 0 7mm 1mm 1 4mm 2mm 四 图线的画法 1 在同一图样中 同类图线的宽度应基本一致 虚线 点划线及双点划线的线段长度和间隔各自相等 2 两平行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 3 画圆的中心线时 点划线的两端应超出轮廓线2 5mm 首末两端应是线段而不是短划 圆心应是线段的交点 较小圆的中心线可用细实线代替 4 虚线或点划线与其图线相交时 应在线段处相交 而不是在间隙处相交 5 虚线在实线的延长线上时 虚线与实线之间应留出间隙 当有两种或更多的图线重合时 通常按图线所表达对象的重要程度优先选择绘制顺序 可见轮廓线 不可见轮廓线 尺寸线 各种用途的细实线 轴线和对称中心线 假想线 四 图线的画法示例 五 标注尺寸的基本方法 GB T1667502 1996 GB4458 4 1984 1 基本规则 1 机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据 与图形的大小以及绘图的准确度无关 2 每一尺寸 只标注一次 3 图样中所注的尺寸规定以毫米为单位 4 图样中的尺寸为机件的最后完工尺寸 2 尺寸的组成 1 尺寸界线 2 尺寸线 3 尺寸线终端 4 尺寸数 五 标注尺寸的基本方法 五 尺寸界限 尺寸界限表示所注尺寸的范围 一般用细实线绘出 也可用轴线 中心线和轮廓线作为尺寸界限 尺寸界限一般应与尺寸线垂直 必要时才允许倾斜 五 尺寸线 尺寸线表示度量尺寸的方向 必须用细实线单独绘出 不得由其它任何线代替 也不得画在其它图线的延长线上 线性尺寸的尺寸线应与所标注的线段平行 相互平行的尺寸线 大尺寸在外 小尺寸在内 以避免尺寸界限与尺寸线相交 且平行尺寸线间的间距尽量保持一致 一般为5 10mm 尺寸界限超出尺寸线2 3mm 尺寸线终端有箭头和斜线两种形式 五 尺寸标注基本规定和常用画法之一 五 尺寸标注基本规定和常用画法之二 五 尺寸标注基本规定和常用画法之三 五 尺寸标注基本规定和常用画法之四 五 尺寸标注基本规定和常用画法之五 五 尺寸标注基本规定和常用画法之六 五 尺寸标注基本规定和常用画法之七 五 尺寸标注基本规定和常用画法之八 五 尺寸标注基本规定和常用画法之九 五 尺寸标注基本规定和常用画法之十 五 尺寸标注基本规定和常用画法十一 五 尺寸标注基本规定和常用画法十二 五 尺寸标注基本规定和常用画法十三 第二节尺规绘图工具的使用方法 一 图板 丁字尺 三角板 二 圆规 分规 三 铅笔 四 比例尺 曲线板和其它工具 比例尺常为木质三棱柱体 故也称为三棱尺 在它三面颗有六种不同的比例刻度 绘图时应根据所绘图形的比例选用相应的刻度 直接进行度量 无须计算 曲线板是绘制非圆曲线的常用工具 画线时 先徒手将各点轻轻地连成曲线 但每段都不要全部描完 至少留出后两点间的一小段 使之与下段吻合 以保证曲线的光滑连接 橡皮 小刀 擦线板 胶带纸和修磨铅芯的细砂纸 五 现代制图工具 采用电脑软件各种绘图软件AUTOCAD电子绘图板PRO E UG 3DMAX SOLIDWORK 等其他图形软件PHOTOSHOP CorelDRAW 等 第四节平面图形的画法 一 尺寸分析1 定型尺寸2 定位尺寸3 尺寸基准二 线段分析1 已知线段2 中间线段3 连接线段 三 概念 定型尺寸确定平面图形上各线段形状大小的尺寸如 直线的长度 圆弧半径 角度等定位尺寸确定平面图形上的线段或线段框间相对位置的尺寸基准标注尺寸的起点1 对称图形的对称中心2 较大圆的对称中心线3 较长的直线 1 已知线段既有定型尺寸 又有定位尺寸 能直接画出的线段 1 中间线段有定型尺寸 但定位尺寸不齐全 必须依赖附加的一个几何条件才能画出的线段 1 连接线段只有定型尺寸 没有定位尺寸的线段 四 平面图形的画法及步骤 1 画出基准线 并根据各个封闭图形的定位尺寸画出定位线 2 画出已知线段 3 画出中间线段 4 画出中间线段 五 斜度与锥度 斜度 一直线 或平面 对另一直线 或平面 的倾斜程度 锥度 正圆锥的底圆直径之比 或正圆锥台两底圆直径之差与锥台高度之比 六 圆弧连接 六 圆弧连接 六 圆弧连接 第二章组合体的三视图 一 问题的提出 如何用二维平面图反映三维空间物体 解决要求 一一对应性直观性度量性解决方法 将复杂的问题分解成简单的问题将具体的问题抽象成几何模型 二 投影法 实例 物体在光的照射下就会产生影子在墙上 讨论 墙上影子可以反映一个物体的实际形状吗 只能反映部分形状只在特殊情况下反映真实尺寸可以通过投影想象实际物体形状结论 通过投影将三维物体转换成二维平面物体 但还不能完全反映真实情况 问题 是否可以通过投影解决二维平面反映三维物体 二 投影法 通过空间点A的直线L称为投射线 通过空间任一点A的投射线与投影面的交点a为A点的投影 利用投射线使物体在指定面上产生图象的方法就是投影法 三 投影法的分类 投影法 中心投影法 平行投影法 正投影 斜投影 三 投影法的分类 投射中心S为一点投射中心S为无限远 成影现象 光源 光线 被投影物体 影子 地面 new 中心投影 S 中心投影 投射线 被投影物体 投影面H new 斜投影 new 正投影 本教材所学的主要内容 投射线的方向垂直于投影面H且彼此平行 new new 平行投影的基本性质 正投影的基本性质 5 积聚性 1 从属性 2 平行性 3 定比性 4 显实性 new 1 从属性 直线上的点的投影仍在直线的投影上 C B A a c b E f F e new 2 平行性 a c b d D A C B 两平行直线的投影仍相互平行 new 3 类似性 new 4 显实性若线段和平面图形平行于投影面 则其投影反映实长或实形 new 5 积聚性若线段和平面的图形垂直于投影面 其投影积聚为一点或一直线段 new 四 点在三投影面体系中的投影规律 四 点在三投影面体系中的投影规律 点的正面投影与水平投影的连线垂直于OX轴 点的正面投影与侧面投影的连线垂直于OZ轴 点的水平投影到OX轴的距离等于点的侧面投影到OZ的距离 例一 已知点的坐标求三面投影 例一 题解 第三章组合体画图 第一节组合体看图基本知识 一 看图基本知识 1 三视图即主视图 机件的正面投影 俯视图 机件的水平投影 左视图 机件的侧面投影 主 俯视图长对正 主 左视图高平齐 俯 左视图宽相等 2 切割 3 相切 4 相交 1 几个视图要用投影关系联系起来看 二 看图的基本要领 几个视图要用投影关系联系起来看 2 应弄清视图中线框和图线的含义视图中每一个封闭线框的含义可能是 1 平面 2 曲面 3 平面与曲面相切连接 视图中每一图线的含义可能是 1 垂直面的投影 2 两表面的交线 可能是平面与平面的交线 也可能是平面与曲面的交线 3 曲面转向轮廓线 3 应善于抓住视图中形状与位置特征进行分析 三 看图的基本方法 1 形体分析法 1 看视图 分析形体 2 找投影关系 想象形状 3 对投影 分清位置 连接关系 4 综合起来分析 想象整体形状 三 看图的基本方法 2 线面分析法 1 分析整体形状 2 分析细部形状 3 进一步分析线面着关系 弄清切割平面的形状和位置 4 综合起来分析 想象整体形状 3 看图举例 形体分析法看图 线面分析法看图 第二节组合体视图的画法 一 叠加式组合体的画法1 形体分析2 视图选择3 画图步骤 5 选择主视图 二 切割式组合体的画法 第三节组合体的尺寸注法 一 基本体的尺寸注法 二 切割体的尺寸标注 三 组合体的尺寸标注 总结 组合体的构成和特点 两基本形体的表面相互重合 其相邻表面之间的关系可以分为平齐和不平齐两种 画图时必须注意这些关系 才能避免多画线和漏画线 相邻表面不平齐时中间应该有线隔开 相邻表面平齐时即共面时相应的视图中间应该没有分界线 总结 组合体的构成和特点 相切是指两基本体的表面 平面与曲面或曲面与曲面 在某处的连接是光滑过渡的 不存在明显的分界线 固此 当两基本体相切时 在相切处规定不画分界线的投影 相关面的投影应画到切点处 相切的画法是先找到切点 然后将切面的投影画到切点处 特殊情况 当两圆柱面相切时 若它们的公切面垂直于投影面 则应画出相切的素线在该投影面上的投影 也就是两个圆柱面的分界线 总结 组合体的构成和特点 相交是指两基本体的表面相交 在相交处会产生各种形状的交线 此时 应在视图相应位置处画出交线的投影 基本体被平面或曲面切割或被穿孔后 会产生不同形状的截交线或相贯线 固此画视图的关键是作出这些截交线或相贯线的投影 第四章机件图样的画法 机件的常用表达方法 第一节视图1 在原来的三个视图上再加上右视图 仰视图 后视图 这六个视图叫做基本视图 2 这六个视图仍然要符合投影规律 长对正 高平齐 宽相等 除后视图外 各视图的里边 均表示机件的后面 而各视图的外面均表示机件的前面 一 基本视图和向视图 配置如按规定配置则可以不标注视图的名称 不按规定配置 则在视图的上方 应用字母标注出视图的名称 并在相应的视图附近 用箭头指明投影方向 标注上相同的字母 二 斜视图 三 局部视图 第二节剖视 一 剖视的基本概念假想用剖切平面将机件剖开 将处在观察者与剖切平面之间的部分移去 而将其余部分向投影面投影所得的图形 称为剖视图 1 剖视图 2 剖视图的画法 3 画剖视图应注意的问题 画剖视图应注意的问题 1 剖切面是假想的 因此当机件的某一个视图画成剖视图后 其它视图仍应完整地画出 2 剖切面后方的可见轮廓线应全部画出 在剖视图中 一般应省略虚线 只有当不足以表达清楚机件的形状时 为了节省一个视图 才在剖视图上画出虚线 二 剖视图的种类 1 全剖视图用剖切平面完全地剖开机件所得的剖视图 称为全剖视图 2 半剖视图 当机件具有对称平面时 向垂直于对称平面的投影面上投影所得到的图形 可以对称中心线为界 一半画成剖视图 另一半画成视图 这样画出的图形称为半剖视图 画半剖视图时要注意 1 半个视图和半个剖视图的分界线是细点划线 不是粗实线 因为图形对称 机件的内部结构形状已在半个剖视图中表达清楚 故在半个视图中应省略虚线 3 局部剖视图 用剖切面局部地剖开机件所得到的剖视图称为局部剖视图 局部剖视图要用波浪线与视图分界 波浪线可以看作是机件断裂面的投影 因此波浪线不能超出视图的轮廓线 不能穿过中空处 不允许与其它图线重合 1 两相交的剖切面假想用两个相交的剖切平面剖开机件的方法称为旋转剖 2 几个平行的剖切平面用几个平行于基本投影面的剖切平面剖开机件的方法称为阶梯剖 3 不平行于任何基本投影面的剖切平面假想用不平行于任何基本投影面的平面剖开机件的方法称为斜剖 4 组合的剖切平面用组合的剖切平面剖开机件的方法称为复合剖 第三节断面 一 基本概念 二 断面的种类 1 移出断面 2 重合断面 重合断面画在视图内的断面 三 断面的标注 当剖切平面通过回转面形成的孔或凹坑的轴线时 这些结构按剖视绘制 当剖切平面通过非圆孔会导致出现完全分离的两个断面时 这些结构按剖视绘制 1 由两个或多个相交平面剖切所得的移出剖面 中间一般应断开 2 为了正确表达断面实形 剖切平面要垂直于所需表达机件结构的主要轮廓线或轴线 第四节其它表达方法 一 局部放大图当机件上一些细小的结构在视图中表达不够清晰 又不便标注尺寸时 可用大于原图形所采用的比例单独画出这些结构 这种图形称为局部放大图 二 简化画法 1 较长的机件沿长度方向的形状一致或按一定规律变化时 可断开后缩短绘制 2 当回转体上均匀分部的肋 轮辐 孔等结构不处于剖切平面上时 可将这些结构旋转到剖切平面上画出 3 对于机件的肋 轮辐及薄壁等 如按纵向剖切 这些结构均不画剖面符号 并用粗实线将剖切部分与其邻接部分分开 如横向剖切 仍应画出剖面符号 4 与投影面倾斜角度小于或等于30 的圆或圆弧 其投影可用圆或圆弧代替 5 网文可以在角上示意表达 6 机件上具有若干直径相同且成规律分部的孔 可仅画出一个或几个孔 其余用点划线表示其中心位置 并在图中注明孔的总数即可 7 在不致引起误解时 零件图中的小圆角 小倒角 小倒圆均可省略不画 但必须注明尺寸或在技术要求中加以说明 8 平面的表达 第三节表达方法的综合应用 表达方法的综合应用 第五章零件图 一台机器是由若干个零件按一定的装配关系和技术要求装配而成 我们把构成机器的最小单元称为零件 在生产中 零件图是指导零件的加工制造 检验的技术文件 第一节零件图的作用和内容 零件图的内容 一 一组视图 二 必要的尺寸 三 技术要求 四 标题栏 第二节零件图的视图选择和尺寸注法 一 零件图的视图选择1 分析零件的结构形状 1 形状特征原则 2 工作位置原则 3 加工位置原则 3 选择其它视图 二 零件图的尺寸标注 1 零件图的尺寸基准 2 零件的重要尺寸必须从基准直接注出 3 避免注成封闭尺寸链 4 标注的尺寸要便于测量 4 注尺寸要考虑工艺要求 毛坯之间的尺寸应单独注出 1 轴套类零件 1 结构与用途分析 2 视图选择分析 3 尺寸标注分析 2 轮 盘类零件 3 叉架类零件 4 箱体类零件 第三节表面粗糙度 一 表面粗糙度的基本概念不论采用何种加工所获得的零件表面 都不是绝对平整和光滑的 由于刀具在零件表面上留下的刀痕 切削时表面金属的塑性变形和机床振动等因素的影响 使零件表面存在微观不平的凹凸不平的轮廓峰谷 这种表示零件表面具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征 称为表面粗糙度 表面粗糙度的高度评定参数有 轮廓算术平均偏差 Ra 微观不平十点高度 Rz 轮廓最大高度 Ry 零件图中多采用轮廓算术平均偏差 Ra Ra值的优先选用系列 表面粗糙度符号的意义 表面粗糙度的符号 表面粗糙度参数 表面粗糙度应用举例 表面粗糙度应用举例 第四节极限与配合 形位公差简介 公差与配合的基本概念1 互换性和公差在一批相同的零件中任取一个 不经过任何修配就能装到机器 或部件 上 并能保证使用性能的要求 零件的这种性质 称为互换性 零件具有互换性 对于机械工业现代化协作生产 专业化生产 提高劳动效率 提供了重要条件 零件的尺寸是保证零件互换性的重要几何参数 为了使零件具有互换性 并不要求零件的尺寸加工得绝对准确 而是要求在保证零件的机械性能和互换性的前提下 允许零件尺寸有一个变动量 这个允许尺寸的变动量称为公差 2 基本术语 3 标准公差与基本偏差 4 有关尺寸的概念 一 尺寸 用特定单位表示长度值的数字 基本尺寸 由设计给定的尺寸 一般要求符合标准的尺寸系列 实际尺寸 通过测量所得的尺寸 包含测量误差 且同一表面不同部位的实际尺寸往往也不相同 用Da da表示 极限尺寸 允许尺寸变化的两个界限值 两者中大的称为最大极限尺寸 小的称为最小极限尺寸 孔和轴的最大 最小极限尺寸分别为Dmax dmax和Dmin dmin表示 4 有关尺寸的概念 二 作用尺寸孔的作用尺寸Dm 在配合的全长上 与实际孔内接的最大理想轴的尺寸 Dm Da t形轴的作用尺寸dm 在配合的全长上 与实际轴外接的最小理想孔的尺寸 内接的最大理想轴 外接的最小理想孔 实际孔 实际轴 孔的作用尺寸 轴的作用尺寸 dm da t形 4 有关尺寸的概念 三 最大实体尺寸 MMS 对应于孔或轴的最大材料量 实体大小 的那个极限尺寸 即 轴的最大极限尺寸dmax 孔的最小极限尺寸Dmin 最小实体尺寸 LMS 对应于孔或轴的最小材料量 实体大小 的那个极限尺寸 即 轴的最小极限尺寸dmin 孔的最大极限尺寸Dmax Home 5 偏差与公差 偏差 某一尺寸减去基本尺寸所得的代数差 包括实际偏差和极限偏差 极限偏差又分上偏差 ES es 和下偏差 EI ei ES Dmax Des dmax dEI Dmin Dei dmin d公差 允许尺寸的变动量 等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值 孔 轴的公差分别用Th和Ts表示 Th Dmax Dmin ES EI Ts dmax dmin es ei 6 公差与极限偏差的比较 两者区别 从数值上看 极限偏差是代数值 正 负或零值是有意义的 而公差是允许尺寸的变动范围 是没有正负号的绝对值 也不能为零 零值意味着加工误差不存在 是不可能的 实际计算时由于最大极限尺寸大于最小极限尺寸 故可省略绝对值符号 从作用上看 极限偏差用于控制实际偏差 是判断完工零件是否合格的根据 而公差则控制一批零件实际尺寸的差异程度 从工艺上看 对某一具体零件 公差大小反映加工的难易程度 即加工精度的高低 它是制定加工工艺的主要依据 而极限偏差则是调整机床决定切削工具与工件相对位置的依据 两者联系 公差是上 下偏差之代数差的绝对值 所以确定了两极限偏差也就确定了公差 Home 7 尺寸公差带图 由于公差与偏差的数值相差较大 不便用同一比例表示 故采用公差带图 零线 表示基本尺寸的一条直线 以其为基准确定偏差和公差 零线以上为正 以下为负 尺寸公差带 由代表上 下偏差的两条直线所限定的一个区域 公差带有两个基本参数 即公差带大小与位置 大小由标准公差确定 位置由基本偏差确定 基本偏差 标准中表列的 用以确定公差带相对于零线位置的上偏差或下偏差 一般为靠近零线的那个极限偏差 标准公差 标准中表列的 用确定公差带大小的任一公差 孔 轴 0 基本尺寸 ES EI es ei Th Ts 7 尺寸公差带图 举例 画出基本尺寸为 50 最大极限尺寸为 50 025 最小极限尺寸为 50mm的孔与最大极限尺寸为 49 975 最小极限尺寸为 49 959mm的轴的公差带图 0 50 孔 轴 0 025 0 025 0 041 Home 8 加工误差与公差的关系 工件在加工过程中 由于工艺系统误差的影响 使加工后的零件的几何参数与与理想值不相符合 其差别称为加工误差 其中包括 尺寸误差 实际尺寸与理想尺寸之差 几何形状误差 宏观几何形状误差 形状误差 由工艺系统误差所造成 微观几何形状误差 表面粗糙度 刀具在工件上留下的波峰和波长 表面波度误差 加工过程中振动引起的 位置误差 各要素之间实际相对位置与理想位置的差值 加工误差是不可避免的 其误差值在一定范围内变化是允许的 加工后的零件的误差只要不超过零件的公差 零件是合格的 所以 公差是设计给定的 用于限制加工误差的 误差则是加工过程中产生的 Home 9 配合 装配的松紧度来分析 间隙配合安装时可以轻松装进装出 过渡配合安装时用人手较费力气装进过盈配合安装时必须借助工具才可装进 10 配合制度 有关计算 计算 孔mm与轴mm孔mm与轴mm孔mm与轴mm 0 0 0 50 50 50 0 025 0 025 0 041 0 025 0 059 0 043 0 025 0 018 0 002 配合制度 二 公差与配合的标注及查表 1 公差与配合在图样中的标注 三 形状公差和位置公差简介 第五节 铸造零件的工艺结构1 拔模斜度 2 铸造圆角 3 过渡线 3 铸造壁厚 第六节零件机械加工工艺结构1 倒角和倒圆 2 退刀槽和砂轮越程槽 3 凸台与凹坑 4 钻孔结构 钻孔结构 各种形式的孔的尺寸标注 各种形式的孔的尺寸标注 第七节看零件图 1 看零件图的要求 了解零件的名称 材料和用途 了解组成零件各部分结构形状的特点 功用 以及它们之间的相对位置 了解零件的制作方法和技术要求 2 看标题栏从标题栏中可以知道零件的名称 材料 重量 件数和图样的比例等 3 分析视图表达方法 想象结构形状读图时 首先要找出主视图 然后看用了多少个图形 各采用了什么表达方法 以及各视图间的关系 尺寸分析可按下列顺序进行 1 根据零件的结构特点 了解基准及尺寸标注形式 2 根据形体和结构分析 了解定形尺寸和定位尺寸 3 确定零件的总体尺寸 第八节螺纹 一螺纹及螺纹紧固件 螺纹的有关素语和结构要素 1 牙型在通过螺纹轴线的剖面上 螺纹的轮廓形状 称为螺纹牙型 常见的螺纹牙型有三角形 梯形 锯齿形等 2 大径螺纹的最大直径 又称公称直径 即与外螺纹的牙顶或内螺纹的牙底相重合的假想圆柱面的直径 外螺纹的大