《机械制图》课件第1章

第一章机械制图的基本知识与技能第一节《技术制图》和《机械制图》国家标准第二节一般尺寸注法第三节一般图形的绘制方法工程图样是现代化生产的重要技术资料，是表达和交流设计思想的工具，被称为工程界的技术语言。了解有关机械制图的国家标准，掌握制图和读图的基本知识和技能，是学习绘制工程图样和解读工程图样的基础。本章主要介绍国家标准《机械制图》和《技术制图》的有关规定、平面图形的绘制方法和尺寸标注方法。

第一节《技术制图》和《机械制图》国家标准

1.1图纸幅面与格式(GB/T14689—1993)国家标准对绘制工程图样使用的图纸幅面大小、图纸上绘制的边框、图纸中使用的标题栏等，都给出了具体的规范要求。1．图纸幅面绘制技术图样时，应优先采用表1-1所规定的基本幅面。必要时，也允许选用国家标准所规定的加长幅面。图纸幅面的基本规则是：A0表示面积为1m2，长、宽(或宽、长)比为1∶的纸张(可以根据此规定计算出A0图纸的两个边长)，A1为A0的1/2，A2为A1的1/2，A3为A2的1/2，A4为A3的1/2，等等。计算时舍弃小数部分，即可计算出每一个图纸幅面的尺寸。当规定的标准幅面不符合绘图的图形布置要求时，可将图纸加长使用。标准规定，加长时应按照图纸的短边长度的整数倍增加，以利于图纸的折叠和保管，如图1-1所示。2.图框格式在图纸上必须用粗实线画出图框，其格式分为不留装订边和留有装订边两种，分别如图1-2、图1-3所示。同一产品的图样只能采用同一种格式。3．标题栏(GB/T10609.1—2008)每张技术图样中均应画出标题栏。国家标准已对标题栏做了统一规定。国家标准规定的标题栏格式如图1-4所示。标题栏中投影符号的规定有两种，如图1-5(a)、(b)所示，这两种符号分别表示这张图纸是采用中国国家标准绘制的还是采用英美标准绘制的。在学校的制图作业中，建议采用图1-6所示标题栏，投影符号不必标注，默认采用中国国家标准的第一角投影法。4．X型、Y型图纸标题栏通常放置在图纸的右下角。标题栏的长边放置在水平方向并与图纸的长边平行时，称为X型图纸(横放图纸)；标题栏的长边放置在水平方向并与图纸的短边平行时，称为Y型图纸(竖放图纸)。通常看图时可以根据标题栏的方向决定图纸的放置方向，如图1-7所示。5．方向符号图纸的边框和标题栏通常都是事先印刷好的。实际绘图时，视图的布置方向与图纸的印刷方向可能不符。在这种情况下，为了有效利用已经印刷好的图纸，允许将Y型图纸横放，也允许将X型图纸竖放。对于这种转向放置的图纸，需要绘制一个方向符号。方向符号是一个尖向下，高度6mm，用细实线绘制的正三角形，如图1-8所示。方向符号放置在旋转后的图纸下方，绘制在边框线的中间位置，如图1-9所示。绘制了方向符号的图纸，看图时应根据方向符号的位置决定图纸的放置方向。6．对中符号和分区符号为了方便缩印、印刷和查找图纸中的内容，图纸图框外可绘制对中符号和分区符号。对中符号是一条从图纸边画入图框5mm的粗实线，分区符号是在图框外绘制的细实线格，对中符号和分区符号绘制方式如图1-10所示。1.2比例(GB/T14690—1993)图样中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比称为比例。需要按比例绘制图样时，应优先从表1-2中所规定的系列中选取适当的比例。必要时，也允许选取表1-3中的比例。为了能从图样上得到实物大小的真实概念，应尽量采用原值比例绘图，即采用1∶1的比例绘图。绘制大而简单的机件可采用缩小比例；绘制小而复杂的机件可采用放大比例绘图。不论采用缩小或放大的比例绘图，图样上所标注的尺寸均为机件的实际尺寸。如图1-11所示，同一个零件，无论图形按照何比例绘制，标注尺寸时，注写的尺寸值应是零件的真实大小，与图形大小无关。1.3字体(GB/T14691—1993)图样上的汉字、字母和数字，书写时必须做到：字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。字体高度H的尺寸系列为：1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20mm。字体高度即为字体的号数。汉字写成长仿宋体，字高不应小于3.5mm，如图1-12所示。汉字的宽高可以简单记忆为：相邻两个汉字号数分别为该汉字的高度和宽度，如7号字的宽度为5，5号字的宽度为3.5，以此类推。字母和数字可写成斜体或正体，如图1-13所示，斜体字头向右倾斜与水平线成75°。国家标准规定的工程图样中使用的阿拉伯数字样式与国际标准规定的等同。在工程图样中书写数字时，必须按照此样式书写。图1-14中还显示了图样中用来标注直径的希腊字母“φ”的注写样式。在工程图样中，使用希腊字母的几率不大，需要书写时，应按照图1-15所示的国家标准规定样式书写。工程图样中书写的罗马数字应按照如图1-16所示的国家标准规定样式书写。1.4图线(GB/T17450—1998，GB/T4457.4—2002)常用图线的名称、形式、宽度及应用如表1-4所示。图线分为粗、细两种。粗线的宽度b应按图样的大小和复杂程度，在0.5～2mm之间选择，细线的宽度约为b/2。图线宽度的推荐系列为：0.18、0.25、0.35、0.5、0.7、1、1.4、2mm。在同一图样中同类图线的宽度应基本一致。虚线、细点画线及双点画线的线段长度和间隔应各自大致相等。图线之间相交、相切都应以线段相交或相切。若各种图线重合，应按照优先画粗实线、其次为虚线、最后为点画线的规则绘制。图线在图样中的应用如图1-17所示。

第二节一般尺寸注法

尺寸标注是机械图样中非常重要的内容。尺寸标注一般应做到：正确、齐全、清晰和合理。标注尺寸应严格遵守国家标准所规定的规则和方法。2.1基本规则尺寸标注的基本规则如下：(1)机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确度无关。(2)图样中(包括技术要求和其它说明)的尺寸，以毫米为单位时，不需要标注计量单位的代号和名称，如采用其它单位，则必须注明相应的计量单位的代号或名称。(3)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。(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清楚的图形上。2.2尺寸组成一个完整的尺寸包括尺寸界线、尺寸线、尺寸线终端(箭头或斜线)和尺寸数字(包括符号)，如图1-18所示。此四项内容被称为尺寸四要素。1．尺寸界线尺寸界线用来表示所注尺寸的范围。尺寸界线用细实线绘制，并应由图形的轮廓线、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。标注线性尺寸时，尺寸界线通常与尺寸线垂直。如果轮廓线倾斜程度不大，与尺寸界线分别不清，可将尺寸界线倾斜绘制，绘制的尺寸界线仍然要求平行，如图1-19所示。2．尺寸线尺寸线用来表示尺寸度量的方向。尺寸线必须用细实线绘在两尺寸界线之间，不能用其它图线代替，不得与其它图线重合或画在其延长线上。3．尺寸线终端尺寸线的终端有如图1-20(a)、(b)所示箭头或斜线两种形式。同一张图样中只能有一种形式。机械图样中一般采用箭头作为尺寸终端形式。尺寸箭头一般从尺寸界线内指向尺寸界线外。当度量的距离太小，尺寸界线内不能容纳两个尺寸箭头时，也可以从尺寸界线外指向尺寸界线内。连续标注的小尺寸，没有可以容纳尺寸箭头的空间，这时可以将中间的箭头改由圆点代替，如图1-20(c)所示，圆点的直径约等于粗实线的宽度。4．尺寸数字尺寸数字用来表示机件的实际大小。尺寸数字一律用标准字体书写(一般为3.5号字)，同一张图样上尺寸数字应保持字高一致。尺寸数字不可被任何图线通过，如果有图线处于穿过尺寸数字的位置，必须把图线断开。尺寸数字书写方向如图1-21所示。尺寸数字可以写在尺寸线上方，也可以写在尺寸线的中断处。尺寸数字可以始终保持水平方向端正书写，这种书写方法必须书写在尺寸线的中断处。尺寸数字的书写方向也可以沿尺寸线方向倾斜，如图1-21所示。注意：当尺寸线处于与竖直线沿逆时针旋转夹角在30°之内时，尺寸数字不可沿尺寸线方向倾斜，因为在此范围内书写数字容易误导读图者认错方向。当尺寸线处于此范围内时，可按图1-22所示方法引出标注。总之，工程图中不可出现尺寸数字头朝下或有头朝下倾向的情况。2.3尺寸注法1．线性尺寸注法标注线性尺寸时，尺寸线必须与所标注的线段平行。尺寸界线一般与尺寸线垂直，并超出尺寸线2～3mm。线性尺寸的数字应按图1-21所示的方向注写，即水平方向的尺寸注写在尺寸线的上方，字头向上；垂直方向的尺寸注写在尺寸线的左方，字头向左；倾斜方向的尺寸注写在尺寸线的斜上方，字头也向着斜上方。也允许将尺寸数字注写在尺寸线的中断处。当位置不够时，可引出标注。线性尺寸标注示例如图1-23所示。2．圆、圆弧及球的尺寸标注标注圆的直径时，应在尺寸数字前加注符号“φ”；标注圆弧半径时，应在尺寸数字前加注符号“R”；标注球面的直径或半径时，应在尺寸数字前分别加注“Sφ”或“SR”，如图1-24所示。标注圆、圆弧尺寸时，尺寸线应通过圆心，尺寸线方向可根据需要绘制。在非圆视图上标注圆尺寸时，尺寸线应与轴线垂直。圆弧半径比较大，圆心位置可能在图纸之外，对于此类圆弧标注尺寸可参考图1-25示例的方法，将尺寸线绘制成折线或绘制一半，但尺寸线的方向仍然要指向圆心。3．角度尺寸的标注标注角度的尺寸界线应沿径向引出(尺寸界线指向圆心)；尺寸线画成圆弧，其圆心为该角的顶点，半径取适当大小；角度数字一律写成水平方向，一般注写在尺寸线的中断处或尺寸线的上方或外边，也可引出标注，如图1-26所示。对圆弧标注角度、弦长或弧长，可参考图1-27所示的方法标注。4.小尺寸标注对于小尺寸，没有足够空间画箭头或写数字时，可按图1-28所示标注。

第三节一般图形的绘制方法

工程图绘制有依靠尺规仪器精确绘图和徒手绘图两种方法。生产中使用的必须是用尺规绘制的精确图纸，徒手绘图用于快速表达和记录图形。学习工程图绘制时，这两种方法都必须学习和掌握。3.1仪器绘图的方法和步骤(1)绘图前的准备工作。(2)固定图纸。(3)画底图。(4)加深描粗图线。加深图线的顺序一般是先曲后直、先粗后细、由上向下、由左向右。(5)标注尺寸。(6)填写标题栏。(7)加粗边框线，修饰图面。3.2徒手绘图的画法徒手图也称草图，是用目测来估计物体的形状和大小，不借助绘图工具，徒手绘制的图样。工程技术人员时常需要用草图迅速准确地表达自己的设计意图，或把所需要的技术资料记录下来，故草图在产品设计和现场测绘中占有很重要的地位。草图应做到：图形准确、线型分明、比例匀称，并应尽可能使图线光滑、整齐。具体画线的方法如下。1．画直线执笔要稳，眼睛看着图线的终点，均匀用力，匀速运笔。画水平线时，为了顺手便于运笔，可将图纸微微左倾，自左向右画线；画垂直线时，应自上而下运笔画线；画30°、45°、60°等常见角度斜线时，可根据两直角边的比例关系，定出两端点，然后连接两点即为所画角度线，如图1-29所示。2．画圆画圆时，先确定圆心位置，并过圆心画出两条中心线；画小圆时，可在中心线上按半径目测出四点，然后徒手连点画圆弧；当画直径较大圆时，过圆心画几条不同方向的直线，按半径目测出一些直径端点，再徒手连点画圆，如图1-30所示。3.3等分圆周和作正多边形1．等分圆周作正五边形绘制五边形可以先绘制一个圆，然后利用量角器按照72°等分圆，连接各个等分点即可。也可以按照下面的近似画法绘制五边形(绘制过程如图1-31所示)：(1)先绘制一个圆，以象限点A为圆心，用与圆相同的半径绘制圆弧，交圆于P、Q两点，连接P、Q两点，交水平线于B点。(2)以B点为圆心，过象限点C画弧，交水平线于D点。(3)以象限点C为圆心，过D点画弧，交圆于M、N两点。(4)分别以M、N两点为圆心，过C点画弧，交圆于T、S两点。(5)连接C、M、N、S、T五个点，绘制五边形。2．等分圆周作正三、六边形绘制正三、六边形时采用三角板辅助绘制速度较快。也可以利用圆规辅助绘制。绘制方法分别如图1-32和图1-33所示。3.4斜度与锥度1．斜度斜度是指一直线(或平面)对另一直线(或平面)的倾斜程度。其大小以它们夹角的正切来表示，并将此值表示为1∶n的形式。如图1-34所示。标注斜度时，需在1∶n前加注斜度符号“∠”，且符号方向与斜度方向一致。2．锥度锥度是指正圆锥体的底圆直径与其高度之比(对于圆锥台，则为底圆与顶圆的直径差与圆锥台的高度之比)，并将此值化成1∶n的形式，如图1-35所示。标注时，需在1∶n前加注锥度符号“”，且符号的方向应与锥度方向一致。1.3.5圆弧连接在绘制机械图样时，经常需要用一个已知半径的圆弧来光滑连接两个已知线段，称为圆弧连接。此圆弧称为连接弧，两个切点称为连接点。画连接弧时，需要用到平面几何中的两条原理：(1)与已知直线相切且半径为R的圆弧，其圆心轨迹为与已知直线平行且距离为R的直线。与两条直线相切的圆弧，圆心为两条圆心轨迹的交点，连接点(切点)为圆心向已知直线所做垂线的垂足。(2)与已知圆弧相切的圆弧，其圆心轨迹为已知圆弧的同心圆。该圆弧的半径为：外切时，两半径之和；内切时，两半径之差。该圆弧的连接点为：外切时，两圆心连心线与已知弧的交点；内切时，两圆心连心线的延长线与已知弧的交点。常见的是用圆弧连接两直线、两圆弧或一段圆弧和一段直线。具体作法如表1-5所示。综上所述，圆弧连接作图步骤可以总结为：找连接圆弧的圆心；找切点；在两切点之间画圆弧。3.6椭圆近似画法椭圆为常见的非圆曲线。在已知长、短轴的条件下，手工绘制工程图时通常采用四心法作近似椭圆，如图1-36所示。(1)确定椭圆圆心O，过圆心绘制水平线和垂直线，分别确定椭圆半轴的端点A、B、C和D。(2)连接A点和D点，在D点上方垂直线上截取长半轴，得到E点，DE为长短半轴之差，在AD线上截取长短半轴之差得到F点。(3)做AF的中垂线，分别交垂直线和水平线于Oa点和Oc点。(4)对称找到Ob点和Od点。(5)分别连接Oa点和Oc点、Oa点和Od点、Ob点和Oc点、Ob点和Od点，并分别延长。(6)分别以Oa点、Ob点、Oc点、Od点为圆心，过椭圆的长、短半轴端点绘制圆弧，圆心之间的连线就是各圆弧的范围。工程图中，可用这四段圆弧近似代替椭圆。3.7平面图形的画法画平面图形前，首先要对平面图形进行尺寸分析和线段性质分析，然后才能正确画出平面图形并对平面图形进行尺寸标注。1.尺寸分析1)定形尺寸确定平面图形中线段的长度、圆弧的半径、圆的直径以及角度的大小等尺寸，称为定形尺寸，如图1-37中的Φ6、Φ20、R10、R50等尺寸。2)定位尺寸用于确定圆心、线段等在平面图形中所处位置的尺寸，称为定位尺寸，如图1-37中的10、70、Φ30等尺寸。定位尺寸应有标注尺寸的起点，即尺寸基准。一个平面图形应有水平和垂直两个方向的尺寸基准。通常以图形的对称轴线、圆的中心线、较长的轮廓线等作为尺寸基准。有时某个尺寸既是定形尺寸，也是定位尺寸，具有双重作用，如图1-37中的20、R15等尺寸。2．线段性质分析1)已知线段根据作图基准线位置和已知尺寸就能直接作出的线段称为已知线段，如图1-37中的Φ6圆、R15、R10等。2)中间线段(圆弧)已知定形尺寸，少一个定位尺寸的线段(圆弧)称为中间线段(圆弧)，如图1-37中的R50圆弧。3)连接线段(圆弧)只知定形尺寸的线段(圆弧)称为连接线段(圆弧)，如图1-37中的R12圆弧。3．平面图形的画法平面图形的画图关键在于根据图形及所标注的尺寸进行尺寸分析及线段性质分析，确定尺寸基准。手柄平面图形的画图步骤如图1-38所示。(1)画出基准线，并根据定位尺寸画出作图定位线，如图1-38(a)所示。(2)画出已知直线，如图1-38(b)所示。(3)画出中间线段，如图1-38(c)所示。(4)画出连接线段，如图1-38(d)所示。(5)完成其它对称方向的图线，如图1-38(e)所示。(6)加深描粗图线，如图1-38(f)所示。表1-1品牌资产十要素模型4．平面图形的尺寸标注平面图形画完后，需按照正确、完整、清晰的要求标注尺寸，即标注的尺寸要符合国家标准规定：尺寸不重复也不遗漏；尺寸要排列有序；数字要注写清楚。图1-39为几种平面图形的尺寸标注示例，供读者分析参考。对称的图形可直接标注总尺寸，如图1-39(a)中的32、24、8，图1-39(b)中的24、8、26，图1-39(c)中的28、30、40、6、20、30，图1-39(d)中的34等。处于同一圆上的圆弧，尽管不完整，也要标注直径尺寸，如图1-39(a)中的Φ40；图1-39(b)中的Φ40，