机械制图教案 (一)

机械制图教案

绪论

第一讲一一教学过程

一、我国机械制图的发展历史

在新石器时代（约一万年前），就能绘制一些几何图形、花纹，具有简单的图示

能力。

在春秋时代的一部技术著作《周礼）考工记》中，有画图工具“规、矩、绳、

墨、悬、水”的记载。

在战国时期我国人民就已运用设计图，有确定的绘图比例、酷似用正投影法画出的

建筑规划平面图来指导工程建设，秦汉时期，出现图样的史料记载，并能根据图样

建筑宫室。宋代李诫（仲明）所著《营造法式》其中图样包括（平面图、轴测图、透

视图）

随着生产技术的不断发展，农业、交通、军事笔器械日趋复杂和完善，图样的

形式和内容也日益接

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近现代工程图样。如清代程大位所著《算法统筹》一书的插图中，有丈量步车

的装配图和零件图。

制图技术在我国虽有光辉成就，但因长期处于封建制度的统治，在理论上缺乏完整

的系统的总结。新中国成立前的近百年，又处于半封建半殖民地的状态，致使工程

图学停滞不前。

二十世纪五十年代，我国著名学者赵学田教授就简明而通俗地总结了二视图的

投影规律一一

长对正、高平齐、宽相等。1956年原机械工业部颁布了第一个部颁标准《机械制图

》，1959年国家科学技术委员会颁布了第一个国家标准《机械制图》，随后又颁布

了国家标准《建筑制图》，使全国工程图样标准得到了统一，标志着我国工程图学

进入了一个崭新的阶段c

随着科学技术的发展和工业水平的提高，技术规定不断修改和完善，先后于19

70年、1974年、1984年、1993年修订了国家标准《机械制图》。并颁布了一系列

《技术制图》与《机械制图》新标准。截止到制03年底，1985年实施的四类17项

《机械制图》国家标准中已有14项被修改替代。此外，在改进制图工具和图样复制

方法

、研究图学理论和编写出版图学教材等方面都取得了可喜的成绩。

在世界上第一台计算机问世后，计算机技术以惊人的速度发展。计算机绘图、计算

机辅助设计

二、本课程的性质

机械制图是研究用投影法绘制和阅读机械图样、解决空间几何问题的基本理论

;介绍国家标准《技术制图》和《机械制图》的基本内容;研究和阐述手工和计算机

绘制机械图样的基本方法的课程。它是高等院校工科专业必修的一门技术基础课。

本课程的研究主要对象是机械图样。

工程图样是表达和交流技术思想的重要工具，是工程技术部门的一项重要技术

文件。可以手工绘制，也可以由计算机生成，被称为工程界的技术语言。

三、本课程的任务

本课程的主要任务是培养学生具有绘制和阅读机械图样的能力。具体要求：

1（培养使用正投影法以及用二维平面图形表达三维空间形状的能力。

2（培养对空间形体的形象思维能力。

3（培养创造性构形设计能力。

4（培养仪器绘图、徒手画图和阅读专业图样的能力。

5（培养贯彻、执行国家标准的意识。

6（培养使用绘图软件绘制工程图样以及进行三维造型的能力。

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四、本课程的投影中心一一投影元素一一投影面

2（平行投影法平行投影线一一投影元素一一投影面

正投影:投射线与投影面垂直

斜投影:投射线与投影面倾斜

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第一章制图的基本知识和技能

第一节国家标准《机械制图》基本规定

教学过程

?1-1国家标准《机械制图》的基本规定

一、图纸幅面和格式（GB/T14689T993）

1（图纸幅面：图纸幅面指的是图纸宽度与长度组成的图面。绘制技术图样时应

优先采用AO、Al、A2、A3、A4五种规格尺寸。图纸尺寸不够可沿长边加长。

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2（图框格式:可分留装订边和不留装订边两种格式。

3（标题栏：

注意三个问题:格式、位置、填写

4（附加符号对中符号、方向符号

二、比例（GB/T14690T993）

1（定义图样中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。

2（种类原值比例（1?1）、缩小比例（l?n）、放大比例（n?l）;

3（比例与尺寸标注无关。

三、字体（GB/T14691T993）

1（汉字:长仿宋体，字高不小于3.5?

2（字母和数字：

分为A型和B型。又可写成直体或斜体，斜体字头向右倾斜75。。

3（综合应用：

用作指数、分数、极限偏差、注脚的数字及字母一股用小一号的字体书写。

四、图线（GB/T17450T998）

1（线宽：图线宽度，0.13,0.18,0.25,0.35,0.5,0.7,1.0,1.4,2.0共9

种，机械图样中粗

线的宽度建议采用0.5或0.7?,粗线:细线=2:1

2（线型：图线的类型，机件的图样是用各种不同粗细和型式的图线画成的，不

同的线型有不

同的用途。

重点讲述:粗实线、细实线、虚线、单点画线的画法和用途。

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第一节尺寸标注法

教学过程

一、尺寸注法（GB/T4458.4-1984和GB/T16675.2-1996）

1.基本规则

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

确度无关。图样上所注的尺寸单位一般为mm。

图样上所注的尺寸一般为机件的最后完工尺寸。

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同一尺寸一般只标注一次。

2.

尺寸组成:标注完整的尺寸应具有尺寸界线、尺寸线、尺寸数字及尺寸终端（箭头或

斜线）。详细介绍各组成部分的画法、格式、书写要求。

3（各类尺寸的注法

线性尺寸（水平向、垂直向、倾斜向）；圆及圆弧尺寸、角度、弧度尺寸、曲线

尺寸、简化注法。

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第二节绘图工具和仪器的使用

教学过程

?1-2绘图工具和仪器的使用

一、常用绘图工具

1（图板：图板的规格有0号、1号、2号，它是画图时的垫板，因此，要求表面光

洁平整，四

边平直。

2（丁字尺:丁字尺用于画水平线，它由尺头和尺身组成。绘图时尺头靠紧图板

o

3（三角板

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二、常用绘图仪器

1（分规:用来量取和等分线段的工具，分规两脚针尖在并拢后应对齐。

2（圆规:用来画圆及圆弧。

三、常用绘图用品

1（铅笔:绘图时应采用绘图铅笔，绘图铅笔有软硬两种，用字母B和H表示，B（

或H）前面的数字越大表示铅芯愈软（或愈硬）。

2（其他用品

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第三节几何作图

教学过程

?1-3几何作图

一、等分圆周及作正多边形

三等分、四等分、五等分、六等分及常见正多边形的画法。

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二、圆弧连接

绘制图样时，经常遇到圆弧光滑地过渡到另一条直线或圆弧的情况，这种光滑

过渡实际上是平面几何中的相切，称为圆弧连接。圆弧连接时连接弧的半径已知，

因此其作图关键是确定连接弧的圆心和切点（即连接点）。

圆弧连接的作图原理（外连接和是指正圆锥的底圆直径与其高度之比，或以圆

锥台上、下两底圆直径的差与其

高度的比值表示。在图样中，锥度也以l?n的形式表示。

锥度的标注符号为或，注在与引出线相连的基准线上，基准线与圆锥的轴

线平行，锥度符号的方向应和圆锥的方向一致。

其标注和画法如上图所示。

3.锥度与斜度的区别

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第四节平面图形的画法

?1-4平面图形的画法

一、平面图形的尺寸分析

，（尺寸基准

基准是标注尺寸的起点。常用基准:对称图形的对称线、较大圆的中心线，较

长的直线等。

，（尺寸分析

平面图形中的尺寸，按其所起的作用，可分为定形尺寸和定位尺寸。

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1）.定形尺寸

确定各部分形状大小的尺寸，如直线长度、圆及圆弧的直径或角度的大小

等。

2）.定位尺寸是确定图形各部分之间的相对位置的尺寸。

二、平面图形的线段分析

平面图形的线段可以分为三类。

，（已知线段定形尺寸和定位尺寸均已知，能直接画出的线段；

，（中间线段定形尺寸已知和定位尺寸不全的线段。

，（连接线段定形尺寸已知而缺少定位尺寸的线段。

由此可见，中间线段和连接线段都必须借助线段之间的连接关系用几何作图的

方法画出。因

此，在画图时，应先画已知线段，再画中间线段，最后画连接线段。

三、平面图形的作图步骤

1）.画出作图基准线，以确定图形在图纸中的位置。

2）.画出各已知线段。

3).画出中间线段。

4).画出连接线段。

5).检查全图，加深图线，并标注尺寸。

四、平面图形尺寸标注

平面图形尺寸标注的基本要求是正确、完整、清晰。在标注尺寸时，应分析图

形的构成，确定尺寸基准，先标出定形尺寸，再标定位尺寸。具体标注示例如

所示。

分析吊钩的尺寸及线段：

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第五节手工绘图

教学过程

?1-5手工绘图

草图的绘制：

目测法，图形正确、比例均匀、线形分明、速度快。4、

直线的画法2、圆的画法3、椭圆和圆角的画法4、作图讲解

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第一章课后作业

作业性质：基本练习

一、作业目的：

初步掌握国家标准《机械制图》的有关内容，学会绘图仪器和工具的正确使用

方法，练习尺规作图的基本技能。

二、作业内容：

1、抄画线型(不需标注尺寸);

2、抄画挂轮架，并标注尺寸。

三、作业要求：

图形正确，布置适当，线型合格，字体工

整，尺寸完整，符合国标，连接光滑，图面整洁。

四、作业图名、幅面、比例：

1、图名：基本练习；

2、幅面:A3图纸；

3、比例：1?1。

五、作业绘图步骤：

1、仔细分析研究所画图形；

2、确定基准，合理布图；

3、画底稿，标注尺寸；

4、检查、加深。

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第二章点、直线、平面的投影

第二章点、直线、平面的投影

第一节投影法

一、简单的投影现象与基本概念

现象:光线照射物体：就会在地面上出现影子。

概念:平面P称为投影面，点S称为投射中心，直线SA称为投射线，点a称为点A

的投影。

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这种产生图像的方法称为投影法;根据投影法得到的图形，称为投影。

作用：工程上用物体的投影来表示空间物体。

分类：中心投影法和平行投影法

二、中心投影法

这种投射线都从投射中心发出的投影法，就称为中心投影法，所得的投影就称

为中心投影。中心投影通常来绘制建筑物或产品的立体图，也称为透视图。

富有逼真感。

三、平行投影法

投射线都按给定的投射方向互相平行，这称为平行投影法，所得的投影称为平

行投影。

平行投影法有分为正投影法(投射线?投影平面)和斜投影法(投射线倾斜于投影平面

)。工程图样主要用正投影，正投影也简称投影。

第二节点的投影

一、点的三面投影体系

1、三面投影体系的建立

(1)(投影体系分为单投影面H;两投影面H?V;三投影面H?V?W。

(2)(通过对比可以知道，单投影面中，空间点与H面投影不能建立一一对应关系

，两投影面中空

间点与H、V的两面投影则能建立一一对应关系;三投影面中，只要空间点的两

面投影已知，第三投影就能确定。

(3)(我们把b图的称为二面投影体系，简称二面系；

c图的三投影面H?V?W体系，，

称为三面投影体系，简称三面系。

(4).

在工程上，不能用一个投影面来表达空间结构，而用两面系则可以唯一表达某一空

间结

构，三面系则能更清楚的表达物体。

(5).

分角问题，三个互相垂直的平面把空间分为8个部分，分别叫第一分角、第二分角”

第八分角。得一分角都是一个三面系，我国国家标准规定，机械图样是将物体

放在第一

分角进行投影的。

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(6).术语规定：

a.投影面，水平放置的投影面称为水平面，用H

表示;与H面竖立垂直的投影面称为正面，

用V表示;与H面侧立垂直的投影面称为侧面，用W表示。

b.

三面的交点称为投影原点，用字母0表示，每两面的交线称投影轴，分别用OX、0Y

、0Z

表示。

c.投影书写：

空间字大写母用表示，水平投影用相应小写字母表示，正面投影用小写字母加一撇

表

示，侧面投影用相应小写字母加两撇表示。

2、点的三面投影

三面投影体系是空间体系，而我们用的图样却是平面图形，因此，我们将三面

系按规

定进行变化，使其三个投影面位于同一平面。

保持V面不动，把H面绕0X轴向下旋转90°与V面重合;将W面绕0Y轴向右后旋

转90°与V面重合;如图所示，再省去投影面的边界，就得到了投影图。

二、对投影图的几点说明：

OY轴被一分为二,所以为区别看,要加相应角标:H、M

投影的连线称投影线，如：aa,、a:a,等。

投影线与投影轴的交点分别用相应小写字母加角标x、y、z表示。

3、点的三面投影规律

点的投影规律包含两个方面：（两个）垂直和（三个）相等

垂直是指投影连线垂直与相应的投影轴。如：aa,?OX,a,a:?0Zo

相等是指空间点到投影面的距离与投影图上点的投影到投影轴距离的对应相等

在投影做图时可用45°辅助线来转换。

如果将三面系中的W面去掉，就变为二面系了，其投影规律和三面系一致。二

面系

可以唯一确定空间点的位置，所以利用点的投影规律并根据点的两面投影来求

第三投影。

三、点的投影与直角坐标系的关系

为了用数值来度量投影体系中点的投影，我们在三面系中引入了直角坐标系，

如下图，V

面为XOZ面;H面为XOY面;1丫面为YOZ面

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空间点到投影面的距离就反映了点的三个坐标。点的每一个投影能确定

空间点的两个坐标。

由此我们如果知道空间点的坐标就可以确定点的投影，反之，知道了点的投影

,也可以从图上量其相应的坐标。

四、两点的相对位置

空间两点的相对位置有:左右、前后、上下之分，X坐标反映左右关系，即点到

W面的远近;Y坐标反映前后关系，即点到V面的远近；

Z坐标反映上下关系，即点到H面的远近。

重影点:两个点的三个坐标中有两个相同时，它们的某一投影就会重合，这时

称该两点为某投影面的重影点。

可见性:发生重影时一个点的投影就会遮挡住另一个点的投影，即一个可见，

一个不可见。不可见的必须要加小括号。

发生重影的几种情况：

前遮后、左遮右、上遮下。

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第二节直线的投影

第二节直线的投影

一、直线及直线上点的投影

1、直线的投影

当直线不垂直与投影面时，它的投影仍是直线；当直线垂直与投影面时，其投

影积聚为一点。

2、直线上点的投影直线上点的投影有两个性质：

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从属性:直线上点的投影。必在直线的同面投影上，且符合点的投影规律；

等比性:点分线段所成比例投影后保持不变。

3、性质的应用:

求直线上点的投影或判断点是否在直线上

二、直线对投影面的各种相对位置

一般位置直线

对H、V、W都倾斜，其三个投影都倾斜与投影轴，投影长度小于直线实长;投影

与投影轴的夹角，不等于直线对投影面的倾角。

投影面平行线：（只平行于一个投影面）分为三类

正平线:？V面，对H、W都倾斜；

水平线:？HH面,对VY、WW面都倾斜;

侧平线:？WW面，对IV、VH面都倾斜；

投影面的平行线投影特性:要从投影和夹角两方面分析

在平行的投影面上的投影，反映实K,它与投影轴的夹角，分别反映直线对另

两投影面的真实倾角；在另外两个投影面上的投影，平行与相应的投影轴，长度缩

短。投影面垂直线：（垂直于一个投影面，平行于另外两个投影面）也分为三类

正垂线:？VV面，?HH面,?WW面。

铅垂线:？HH面,?VV面,?WW面。

侧垂线:？WW面,?HV面,?VH面。

投影面垂直线投影特性：（1）与直线垂直的投影面上的投影，积聚成一点

（2）另外两个投影，分别平行与相应的投影轴，且反映实长。

第二讲两直线的相对位置及直角定理

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一、两直线的相对位置

空间两直线的相对位置有三种:平行、相交、交叉。

1、平行当空间两直线平行时，起三面投影有三种情况：

三面投影都对应平行

两面投影对应平行，另一面右影重合

某一投影面上都积聚为点

2、相交当空间两直线相交时，投影有公共点，且满足三面投影特性。

3、交叉当空间两直线交叉时，投影有公共点，但不满足三面投影特性，仅仅

是重影点。

例1-4判断下面两直线的相对位置。

三、直角投影定理

定理:若空间两直线垂直相交（或交叉），且其中有一直线为某投影面平行线时

，而另一直线为一般位置直线时，则两直线在该投影面上的投影仍垂直。

逆定理:若相交（或交叉）两直线在其某一投影面上为直角，且其中一条直线为

该投影平行线时，则两条直线在空间是垂直的。

特殊情况：当一条直线为投影面的垂直线时：

1（与铅垂线垂直的直线必为水平线；

（与正垂线垂直的直线必为正平线。2

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第三节平面的投影

第一讲平面的投影

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一、平面的表示方法

通常用几何元素来确定一个平面。

二、平面对投影面的各种相对位置

平面与投影面的两面角，分别是平面对HH、VVW.W面的倾角a、8、丫。平面

平行于投影面时

倾角为0°；垂直时为90°;与投影面倾斜时倾角大于0°,小于90。。

平面对投影面的各种相对位置分为下列三类：

1、i般位置平面是指对H、VV、WW面都倾斜的平面。

一般位置平面的三个投影都小于实形；而且投影也不反映空间平面与投影面的

真实倾角。

2、投影面垂直面（只垂直与一个投影面）又分为三类：

正垂面（垂直VV面）：？VV,对HH、WW倾斜;

铅垂面（垂直HH面）：？HH,对VV、棚倾斜；

侧垂面（垂直WW面）：？WW,对H、V倾斜;

投影面垂直面的投影特性：

在所垂直的投影面上的投影，积聚成直线；

它与投影轴的交角，分别反映平面对另两投影面的真实倾角；

在另外两个投影面上的投影仍是平面图形，但为小于实形的类似性。

,、投影面平行面（与一个投影面平行，与另两个垂直）也分为三类：

正平面（，面平行面）：？…？，面，？，面。

水平面（，面平行面）：?,,?，面,?，面。

侧平面（，面平行面）：？,,?，面,?，面。

投影面平行面的投影特性：

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（1）平行的投影面上的投影，反映实形。

（2）在另外两个投影面上的投影，分别积聚成直线，平行于相应投影轴

第二讲平面上的点和直线

点和直线在平面上要满足的几何条件：

（D点在平面上，则该点必定在这个平面的一条直线上（

(2)直线在平面上，则该直线必定通过这个平面上的两个点;或者通过这个平面

上的一个点，且平行与这个平面上的另一直线。

(3)平面上的点：点在平面上的几何条件是:如果点在平面上的一已知直线上，

则该点必在平面上，因此在平面上找点时•，必须先要在平面上取含该点的辅助直线

,然后在所作辅助直线上求点。

(4)平面上的投影面的平行线:平面上的投影面平行线的投影，既有投影面平行

线具有的特性，又要满足直线在平面上的几何条件。

应用:利用这两个性质，可以在已知平面上求点或直线，也可以判断点或直线

是否在平面上。例：(1；判断点K是否在已知平面内；

(2)已知点K属于?ABC平面，完成?ABC的正面投影。

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第三章立体及表面交线的投影

第一节基本几何体

一、平面立体的投影

作平面立体的投影，就是作出各个顶点的各面投影，然后连线，并判别可见性

,可见的画粗实线，不可见的画虚线。

1.棱柱的投影

(1)六棱柱的投影分析:熟悉六棱柱的每一个表面在每一个视图上的位置区域以

及可见性。

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(2)六棱柱的表面取点、取线(要判别可见性)

2.2棱锥的投影

(1)三棱锥的投影分析:熟悉三棱锥的每一个表面在每一个视图上的位置区域以

及可见性。

(2)三棱锥的表面取点、取线:当某一表面为一般位置平面