《工程制图》是在机械类制图教材的基础上,参考了“高等学校工科工程制图课程教学基本要求”,结合我校工科各专业的实际,汲取了近年来教学改革的成功经验和同行专家的意见编写而成。《工程制图》主要内容包括:制图的基本知识和技能、正投影法基础、立体的视图、组合体、轴测图、机件的表达方法、标准件及常用件、零件图、装配图,计算机绘图基础。为了适应现代教育的需要,配合《工程制图》及习题集的使用,《工程制图》配套有丰富的数字化教学资源,包括多媒体 CAI课件、重要知识点的动画和立体模型。与《工程制图》配套使用的《工程制图习题集》,由科学出版社同期出版,可供选用。
目录
绪论1
第1章制图的基本知识和技能2
1.1制图基本规定2
1.1.1图纸幅面和图框格式2
1.1.2比例4
1.1.3字体5
1.1.4图线6
1.1.5尺寸标注(GB/T4458.4—2003、GB/T16675.2—2012)7
1.2绘图工具、仪器及其使用方法12
1.2.1常用的绘图工具12
1.2.2其他绘图工具15
1.3几何作图15
1.3.1内接正多边形16
1.3.2斜度和锥度17
1.3.3椭圆的画法17
1.3.4圆弧连接18
1.4平面图形的尺寸分析和绘图步骤20
1.4.1平面图形的线段分析及绘图步骤20
1.4.2绘图的一般方法和步骤22
第2章正投影法基础25
2.1投影的基本知识25
2.2三视图的形成及其投影规律26
2.2.1多面投影体系的形成26
2.2.2三视图的形成27
2.3立体表面几何元素的投影28
2.3.1点的投影28
2.3.2直线的投影30
2.3.3平面37
2.4直线与平面、平面与平面的相对位置42
2.4.1平行42
2.4.2相交43
2.4.3垂直45
第3章立体的视图47
3.1立体47
3.1.1平面立体47
3.1.2常见回转体51
3.2平面与立体表面相交57
3.2.1平面与平面立体相交58
3.2.2平面与回转体相交61
3.3立体表面相交66
3.3.1平面体与回转体表面相交67
3.3.2两回转体表面相交68
3.3.3相贯线的特殊情况68
3.3.4影响相贯线形状的因素70
3.3.5利用回转体表面取点求作相贯线70
3.3.6复合相贯线75
第4章组合体77
4.1组合体的构成及表面连接形式77
4.1.1组合体的构成77
4.1.2组合体的三视图79
4.1.3组合体画图和读图的分析方法79
4.2组合体三视图的画法80
4.2.1叠加式组合体三视图的画法80
4.2.2切割式组合体三视图的画法83
4.3组合体三视图的读法84
4.3.1读图应注意的问题85
4.3.2组合体视图阅读的方法和步骤86
4.3.3由二视图补画第三视图89
4.3.4补画视图中的漏线92
4.4组合体的尺寸标注93
4.4.1组合体尺寸概述93
4.4.2尺寸基准及定位尺寸93
4.4.3尺寸标注的完全性94
4.4.4尺寸标注的清晰性95
4.4.5组合体的尺寸标注举例96
4.5轴测图的尺寸标注98
4.6组合体的构型设计99
4.6.1组合体构型设计的原则99
4.6.2组合体构型设计的方法101
4.6.3加强构型设计的训练103
第5章轴测图106
5.1轴测投影的基本知识106
5.2正等测107
5.3斜二测110
第6章机件的表达方法113
6.1视图113
6.2剖视图116
6.2.1剖视图的概念及画法116
6.2.2剖视图的种类119
6.2.3剖切面的种类和剖切方法122
6.3断面图126
6.4局部放大图和简化画法及其他规定画法128
6.5综合举例132
6.6第三角投影法简介133
第7章标准件及常用件136
7.1螺纹和螺纹紧固件136
7.1.1螺纹的形成、结构和要素136
7.1.2螺纹的种类138
7.1.3螺纹的规定画法139
7.1.4标准螺纹的规定标记
及其标注140
7.1.5螺纹紧固件142
7.1.6螺纹紧固件连接的画法144
7.2键、销及其联结148
7.3齿轮150
7.3.1标准直齿圆柱齿轮的参数151
7.3.2圆柱齿轮的画法152
7.4弹簧154
7.4.1圆柱螺旋压缩弹簧术语、各部分名称及尺寸关系154
7.4.2圆柱螺旋压缩弹簧的画法155
7.5滚动轴承156
7.5.1滚动轴承的结构、分类和标记156
7.5.2滚动轴承的画法158
第8章零件图160
8.1零件的表达160
8.1.1零件的分类160
8.1.2零件图的作用和内容161
8.2零件的构型设计161
8.2.1零件的功能分析162
8.2.2与整体之间的关系162
8.2.3零件的工艺结构分析162
8.2.4零件形态的讨论165
8.2.5良好的经济性165
8.2.6零件的构型设计举例165
8.3零件表达方案的选择166
8.3.1主视图的选择166
8.3.2各类典型零件表达方案的选择168
8.4零件图中的尺寸标注170
8.4.1只寸基准及选择170
8.4.2零件图中尺寸标注的合理性171
8.5零件图中的技术要求175
8.5.1公差与配合175
8.5.2几何公差179
8.5.3表面结构181
8.6读零件图184
8.6.1读零件图的方法和步骤184
8.6.2读零件图举例184
8.7零件测绘186
8.7.1零件测绘187
8.7.2常用测量工具和测量方法187
8.7.3零件测绘举例189
第9章装配图192
9.1概述192
9.2机器、部件的表达方法192
9.2.1装配图的规定画法192
9.2.2装配图的特殊画法193
9.3装配体的构型设计198
9.4装配图中的尺寸注法200
9.5装配图中零、部件序号及明细栏201
9.6装配图的画法203
9.6.1装配图表达方案的选择203
9.6.2画装配图的步骤204
9.7装配图的阅读211
9.8由装配图画零件图——拆图214
9.8.1拆图的方法和步骤214
9.8.2拆图举例216
第10章计算机绘图基础222
10.1进入AutoCAD222
10.1.1AutoCAD的界面222
10.1.2AutoCAD文件管理224
10.2AutoCAD绘图225
10.2.1基本绘图流程225
10.2.2AutoCAD的命令和数据输入226
10.2.3AutoCAD的基本绘图命令226
10.3图形的编辑命令233
10.3.1构造选择集233
10.3.2常用的编辑命令234
10.4视图显示控制236
10.5精确绘图238
10.6图形管理240
10.6.1图层240
10.6.2对象特性241
10.6.3创建图块和属性242
10.7文字标注245
10.7.1使用Text命令创建单行文字246
10.7.2标注特殊字符246
10.7.3创建多行文字247
10.7.4创建和修改文字样式247
10.8用AutoCAD进行尺寸标注248
10.8.1常用的尺寸标注248
10.8.2设置标注样式251
10.8.3编辑尺寸标注253
10.9示例254
附录258
一、常用螺纹及螺纹紧固件258
二、常用键与销267
三、常用滚动轴承273
四、极限与配合279
五、常用材料及热处理288
参考文献292
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绪论
1. 课程的性质、任务和主要内容
工程图样,被称为“工程界的语言”,是生产管理、科学研究、技术交流的重要手段。在设计、制造、安装使用设备等环节都离不开工程图样,因此,每个工程技术人员都应该掌握这门语言,具备绘制和阅读工程图样的能力。
本课程研究用正投影法绘制和阅读工程图样的原理和方法,培养学生的空间想象能力,是一门实践性较强的技术基础课程。主要内容包括以下 4部分。
(1)画法几何部分:用正投影法研究图示空间几何元素和形体以及图解空间几何问题的基本原理和方法。
(2)制图基础部分:国家标准《机械制图》和《技术制图》的有关规定,绘图的基本方法和技能,绘制和阅读投影图的基本方法。
(3)机械制图部分:绘制和阅读零件图和部件装配图的基本方法,以阅读零件图和部件装配图为重点。
(4)计算机绘图部分:介绍计算机绘图专用软件(AutoCAD),学会用计算机绘图软件绘
制机械图样的基本方法。本课程的任务是:
(1)学习投影法的基本理论及其应用。
(2)培养空间想象和空间思维能力。
(3)培养绘制和阅读机械图样的基本能力。
(4)培养利用计算机绘制图形的初步能力。
(5)在学习过程中,培养自学能力、分析问题和解决问题的能力以及创造性思维能力;培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。
2. 课程的学习方法
《工程制图》是一门实践性较强的技术基础课程,要在掌握基本理论和方法的基础上,通过大量的绘图和读图训练,在学习的各个环节中加强空间形体和平面投影图形的有机联系,把投影分析和空间想象紧密结合起来,由浅入深地,不断地提高空间想象和空间思维能力,才能更好地理解和掌握课程的内容。
为了更好地掌握课程的基本内容,在学习过程中要在理解掌握教学内容的基础上及时、认真、独立地完成作业。在完成作业的过程中,按照正确的方法和步骤作图,遵守制图的基本规定和要求,学会查阅国家标准和相关手册。
在学习中要掌握正确的方法,注重基本概念、基本作图方法步骤与分析问题的方法,才能够不断提高学习效率。
本课程的学习可以为工程图样的绘制和阅读打下基础,具备绘制和阅读工程图样的基本能力,是顺利完成后继课程、课程设计、毕业设计等的重要保证。
第1章 制图的基本知识和技能
图样是工程技术界的共同语言,是产品和工程设计结果的一种表达形式,是产品制造和工程施工的依据,是组织和管理生产的重要技术文件。为了便于生产、管理和交流,国家标准统一规定了在绘制图样过程中应共同遵守的绘图规则。国家标准简称“国标”,代号“ GB”。
本章将分别就“国标”中规定的图纸的幅面及格式、比例、字体、图线和尺寸等内容作择要介绍。为了提高绘图质量和速度,也将对绘图工具的使用、几何作图、绘图方法与步骤等基本技能作简要介绍。
1.1 制图基本规定
1.1.1 图纸幅面和图框格式
图纸幅面和格式由GB/T 14689—2008《技术制图图纸幅面和格式》规定。
1.图纸幅面
图纸幅面是指由图纸宽度B与长度 L所组成的图面。绘制技术图样时应采用表 1-1所规定的图纸基本幅面尺寸,其代号为 A0、A1、A2、A3、A4五种,尺寸为 B×L(mm×mm)。图 1-1中粗实线所示为第一选择。
表1-1 图纸幅面及图框格式尺寸(mm)
必要时,允许选用由基本幅面的短边成整数倍增加后所得的加长幅面(第二选择和第三选择)。A0、A2、A4幅面的加长量应按 A0幅面长边的 1/8倍数增加,A1、A3幅面的加长量应按 A0幅面短边的 1/4倍数增加,如图 1-1中细实线(第二选择)和虚线(第三选择)所示。
2.图框格式及标题栏
图框是指图纸上限定绘图区域的线框。图框格式分为不留装订边和留装订边两种,但同一种产品只能采用同一种格式。无论装订与否,均用粗实线画出图框线。
不需要装订的图纸,图框格式如图1-2所示;需要装订的图纸,其图框格式如图1-3所示,其尺寸按表1-1规定。本书推荐优先使用不留装订边格式。
标题栏是图纸提供图样信息、图样所表达的产品信息及图样管理信息等内容的栏目。每张图纸都必须画出标题栏,其基本要求、内容、格式和尺寸按《技术制图标题栏》(GB/T 10609.1—2008)的规定绘制,图1-4是标准提供的标题栏格式。各设计单位亦可根据各自需求作相应变化。
图1-1 基本幅面及加长幅面的尺寸
图1-4 国家标准规定的标题栏格式
学生制图作业的标题栏可以采用图1-5所示的简化格式。
图1-5 标题栏简化格式
1.1.2 比例
1.比例的概念
比例是指图中图形与实物相应要素的线性尺寸之比。当绘制的图形与相应实物一样大时,比值为 1,称为原值比例;当绘制的图形比相应实物小时,比值小于1,称为缩小比例;当绘制的图形比相应实物大时,比值大于1,称为放大比例。
2.比例的选择
根据GB/T 14690-1993《技术制图比例》规定,绘制技术图样时应优先采用表 1-2所规定系列中优先选取的比例;必要时也可选取允许选取的比例。
为了方便读图和进行空间分析,绘制图样时应尽量按实物真实大小选用原值比例绘制。
表1-2 比例的种类及系列
3.标注的方法
绘制同一机件的各个视图应采用同一比例,图样所采用的比例,应填写在标题栏的“比例”栏中;当某一视图需采用不同比例时,必须另行标注在视图名称的下方或右侧,例如,
1.1.3 字体
GB/T 14691—1993《技术制图字体》中,规定了技术图样及有关文件中书写的汉字、数字、字母的结构形式及基本尺寸。
基本要求:字体端正,笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。
字体的高度(也称字体的号数,用h表示):其公称尺寸系列为 1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20 mm。若需要书写大于20号的字,其字体高度应按 2的比率递增。
1.汉字
国家标准规定,汉字应写成长仿宋体,并采用国家正式公布的简化字。汉字只能写成直体,其高度h不宜小于3.5 mm,字宽一般为h/2(约 0.7h)。仿宋字的书写要领是:横平竖直、注意起落、结构匀称、填满方格,其基本笔画有点、横、竖、撇、捺、挑、勾、折八种。长仿宋体汉字的书写示例如图 1-6所示。
图1-6 长仿宋体汉字示例
2.数字和字母
数字及字母分为A型和B型,A型字体的笔画宽度d为字高h的 1/14;B型字体的笔画宽度 d为字高h的 1/10。在同一图样上只允许采用同一形式的字体。
数字及字母有斜体和直体两种,通常采用斜体。斜体字头向右倾斜,与水平线成 75°倾角。数字:工程上常用的数字有阿拉伯数字和罗马数字,分别如图 1-7和图 1-8所示。
拉丁字母: 其写法如图1-9所示。
图1-7 阿拉伯数字示例(A型)
图1-8 罗马数字示例(A型)
图1-9 拉丁字母大写示例(A型)
1.1.4 图线
《技术制图图线》(GB/T 17450—1998)和《机械制图图样画法图线》(GB/T 4457.4— 2002)规定了图样中图线的线型、尺寸和画法。
1.基本线型
绘制机械图样常见的基本图线,见表1-3,即粗实线、细实线、细虚线、细点画线、粗点画线、双点画线、波浪线、双折线。
表1-3 图线的名称、形式、宽度和主要用途
2.图线的尺寸
GB/T 17450—1998规定,所有线型的图线宽度(d),应按图样的类型和尺寸大小在下列推荐系列中选择(系数公比为 1∶2,单位为 mm):
0.13、0.18、0.25、0.35、0.5、0.7、1.0、1.4、2 mm。如无特殊要求,优先选用粗实线图
线宽度 d=0.5mm或 0.7mm。机械工程图样中采用两类线宽:粗线和细线,其宽度比率为 2∶1。如粗实线 d=0.7mm,
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