《工程设计制图》是吉林大学“十二五”规划教材建设项目，是根据教育部工程图学教 学指导委员会制定的《普通高等院校工程图学课程教学基本要求》和最新颁布 的有关国家标准，总结多年来教学改革和教材建设的成果，为适应21世纪工程 图学教育编写而成的。主要内容包括：制图的基本知识与基本技能、正投影基 础、立体的投影、组合体、轴测图、机件常用的表达方法、标准件和常用件、 零件图、装配图、三维构型基础、展开图与焊接图等。
《工程设计制图》可作为高等理工科院校近机械类、非机械类各专业(60 ~ 80学时)工 程图学课程的教材或参考书，也可作为电大、函授、高职等高等院校非机械类 专业的教材，还可供相关工程技术人员参考。与《工程设计制图》配套出版的《工程设计制 图习题集(第二版）》可供读者选用。
目录
第二版前言 第 2章正投影基础 19
第一版前言 2.1 投影的基本知识 19
绪论 1 2.1.1 投影法的概念 19
2.1.2 投影法分类 19 第 1章制图的基本知识和技能 2 2.1.3 平行投影的特性 20
1.1 国家标准有关制图的一般规定 2 2.1.4 工程上常用的投影图 20
1.1.1 图纸幅面和格式 (GB/T 14689—2.2 点的投影 22 2008)、标题栏 (GB/T 10609.1—2.2.1 点在三投影面体系中的 2008) 2 投影 22
1.1.2 比例(GB/T 14690—1993) 4 2.2.2 两点的相对位置 24
1.1.3 字体(GB/T 14691—1993) 4 2.3 直线的投影 25
1.1.4 图线(GB/T 4457.4—2002) 5 2.3.1 直线的投影图画法 25
1.1.5 尺寸注法 (机械制图 GB/T2.3.2 各种位置直线的投影特性 25 4458.4—2003、技术制图 GB/T 2.3.3 直线上点的投影 28 16675.2—2012) 7 2.3.4 两直线的相对位置 29
1.2 常用绘图工具的使用 9 2.3.5 一边平行于投影面的直角的
1.2.1 图板、丁字尺、三角板的投影 31 用法 9 2.4 平面的投影 32
1.2.2 圆规、分规的用法 10 2.4.1 平面的投影表示法 32
1.2.3 铅笔的用法 10 2.4.2 各种位置平面的投影特性 32
1.3 几何作图 11 2.4.3 平面内的直线和点 34
1.3.1 正多边形画法 11 2.5 直线与平面、平面与平面的相对
1.3.2 斜度和锥度的画法及其标注 11 位置 37
1.3.3 椭圆的近似画法 12 2.5.1 直线与平面平行及两平面
1.3.4 圆弧连接 13 平行 37
1.4 平面图形 14 2.5.2 直线与平面相交及两平面
1.4.1 平面图形的尺寸分析 14 相交 38
1.4.2 平面图形的线段分析 14 第 3章立体的投影 42
1.4.3 平面图形的画图步骤 15
1.4.4 平面图形的尺寸标注 15 3.1 平面立体及表面上的点 42
1.5 绘图方法与绘图步骤 17 3.1.1 棱柱体 42
1.5.1 尺规绘图 17 3.1.2 棱锥体 43
1.5.2 徒手绘图 18 3.2 曲面立体及表面上的点 44
3.2.1
圆柱体 44 第 5章轴测图 89
3.2.2
圆锥体 46 5.1 轴测图的基本知识 89
3.2.3
圆球体 47 5.1.1 轴测图的基本概念 89
3.2.4
圆环体 48 5.1.2 轴间角和轴向伸缩系数 89
3.3
平面与平面立体相交 49 5.1.3 轴测图的分类 90
3.3.1
平面与棱柱相交 50 5.1.4 轴测投影特性 90
3.3.2
平面与棱锥相交 52 5.2 正等轴测图 90
3.4
平面与回转体相交 54 5.2.1 轴间角和轴向伸缩系数 90
3.4.1
平面与圆柱体相交 54 5.2.2 平面立体正等轴测图的画法 91
3.4.2
平面与圆锥体相交 57 5.2.3 平行于坐标面的圆及圆角的
3.4.3
平面与圆球相交 58 正等轴测图的画法 92
3.5
两回转体相交 59 5.3 斜二等轴测图 95
3.5.1
回转体表面相贯线的作图5.3.1 轴间角和轴向伸缩系数 95 方法 60 5.3.2 斜二等轴测图的画法 95
3.5.2
相贯线的特殊情况及变化5.4 轴测图上的尺寸注法 96 趋势 63
3.5.3 综合举例 65 第 6章机件常用的表达方法 98 第 4章组合体 67 6.1 视图 98
6.1.1 基本视图 98
4.1
三视图的形成及投影规律 67 6.1.2 向视图 99
4.1.1
三视图的形成 67 6.1.3 局部视图 99
4.1.2
三视图的投影规律 67 6.1.4 斜视图 100
4.2
组合体的构形与形体分析 68 6.2 剖视图 102
4.2.1
组合体的构形方式 68 6.2.1 剖视图的概念 102
4.2.2
形体分析法 70 6.2.2 剖视图的画法及标注 103
4.3
组合体视图的画法 71 6.2.3 剖视图的分类 105
4.3.1
复合柱体及复合回转体视图6.2.4 剖切面的分类 108 画法 73 6.3 断面图 111
4.3.2
形体分析法画图 74 6.3.1 断面图的概念 111
4.3.3
线面分析法画图 75 6.3.2 断面图的分类 111
4.4
组合体的尺寸标注 76 6.4 其他表达方法 114
4.4.1
常见形体的尺寸标注 76 6.4.1 简化画法及其他规定画法 114
4.4.2
组合体的尺寸标注 78 6.4.2 局部放大图 117
4.5
读组合体视图 81 6.5 综合应用举例 119
4.5.1
读图的要点 82 6.6 第三角画法简介 119
4.5.2
读图的基本方法 83 6.6.1 第三角投影体系 119
4.5.3
读图举例 86 6.6.2 第三角投影视图的配置 120
第 7章标准件和常用件 122 8.2.3 典型零件的表达方法和尺寸
7.1
螺纹 122 标注 151
7.1.1
螺纹概述 122 8.3 零件图的常用技术要求 155
7.1.2
螺纹的要素 122 8.3.1 表面粗糙度 155
7.1.3
螺纹的分类 123 8.3.2 极限与配合的概念及标注 161
7.1.4
螺纹的规定画法 124 8.3.3 几何公差 (形状和位置
7.1.5
螺纹的标注 124 公差) 167
7.2
常用螺纹紧固件连接 127 8.4 零件常见的工艺结构 170
7.2.1
常用螺纹紧固件 128 8.4.1 零件的工艺结构 170
7.2.2
螺纹紧固件连接 129 8.4.2 零件切削加工表面的工艺
7.3
键、销 132 结构及尺寸注法 171
7.3.1
键 132 8.5 读零件图 175
7.3.2
销 133 8.5.1 读零件图的要求 176
7.4
滚动轴承 134 8.5.2 读零件图的步骤和方法 176
7.4.1
滚动轴承的种类及画法 134 8.5.3 读典型零件图 176
7.4.2
滚动轴承的代号及标记 136 8.6 零件测绘 178
7.5
齿轮 137 8.6.1 零件草图 178
7.5.1
齿轮传动 137 8.6.2 零件测绘的步骤 178
7.5.2
标准直齿圆柱齿轮的基本8.6.3 测量零件尺寸的要求和测量参数及其尺寸关系 137 方法 178
7.6
弹簧 141 第 9章装配图 181
7.6.1
圆柱螺旋压缩弹簧的参数和9.1 装配图的作用及内容 181 标记 142 9.1.1 装配图的作用 181
7.6.2
圆柱螺旋压缩弹簧的规定9.1.2 装配图的内容 181 画法 143 9.2 装配图的表达方法 182
7.6.3
圆柱螺旋压缩弹簧的画图9.2.1 装配图的规定画法 183 步骤 144 9.2.2 装配图的特殊表达方法 183
第 8章零件图 145 9.3 装配图的尺寸标注和技术
8.1
零件图的作用和内容 145 要求 185
8.1.1
零件图的作用 145 9.3.1 装配图中的尺寸标注 185
8.1.2
零件图的内容 145 9.3.2 装配图中的技术要求 185
8.2
零件图的视图选择和尺寸9.4 装配图中的零、部件序号和标注 146 明细栏 185
8.2.1
零件图中视图的选择原则 146 9.5 常见装配工艺结构 187
8.2.2
零件图中尺寸的合理标注 148 9.5.1 接触面及配合面的合理结构 187
9.5.2
便于拆装的合理结构 188
9.6
画装配图的方法和步骤 188
9.6.1
拟订表达方案 188
9.6.2
画装配图的步骤 188
9.7
读装配图及由装配图拆画零件图 192
9.7.1
读装配图的方法和步骤 192
9.7.2
由装配图拆画零件图 194
第 10章三维构型基础 196
10.1
概述 196
10.2
草图设计 197
10.2.1
进入“草图设计 (Sketcher)”工作台 197
10.2.2
常用辅助工具栏 197
10.2.3
草图绘制 199
10.2.4
草图操作 203
10.2.5
草图约束 207
10.3 组合体造型设计 208
10.3.1
概述 208
10.3.2
基于草图的特征 209
10.3.3
建模示例 216
第 11章展开图与焊接图 221
11.1展开图
221
11.1.1
平面立体表面的展开 221
11.1.2
可展曲面立体表面的展开 222
11.1.3
应用举例 224
11.2焊接图
224
11.2.1
焊缝的图示法和代号标注 225
11.2.2
常见焊缝的标注示例 229
11.2.3
焊接图例 230
参考文献 231
附录 232
绪论
1．本课程的研究对象
在现代化工业生产中，无论是机器设备的设计、制造和安装，还是各种工程建设和施工过程，都离不开工程图样；在使用这些机器设备时，也常常需要通过阅读图样来了解它们的结构和性能。因此，工程图样是工业生产中一种重要的技术文件，是工程技术人员进行技术交流不可缺少的工具，是工程界共同的技术语言。每个工程技术人员都必须能够绘制和阅读工程图样，且具备利用计算机实现绘图设计、制造及图形处理的素质和能力。
工程图学课程就是研究绘制和阅读工程图样的原理和方法的一门学科，是高等工科院校的一门实践性较强的技术基础课。
2．本课程的任务与要求
(1)学习投影法
(主要是正投影法)的基本原理及作图方法。
(2)
培养绘制和阅读工程图样的能力。
(3)
培养空间逻辑思维与分析能力，几何构型设计的基本能力。
(4)
培养徒手绘图、尺规绘图及计算机绘图的综合能力。
(5)
学习计算机三维构型设计的原理和立体成形方法。
(6)
学习贯彻技术制图与机械制图国家标准，培养查阅有关设计资料及标准的能力。
(7)
培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。
3．本课程的学习方法
(1)
本课程具有较强的实践性。在理解掌握投影理论的基础上，运用计算机三维构型的原理和方法，结合立体的结构分析方法，由浅入深地进行绘图和读图的实践。不断地由物画图，由图想物，深入理解从三维立体到二维图形之间的转换规律，逐步提高空间想象能力和空间分析能力。
(2)
认真、及时、独立地完成习题和制图作业，并在计算机绘图、尺规绘图和徒手绘图的实践中树立标准化意识，认真学习和严格遵守国家标准的规定，掌握正确的作图方法，不断提高绘图技能和绘图速度。
(3)
在学习过程中，要有意识地培养和锻炼自学能力、创新能力和独立工作能力以及综合解决问题的能力。
(4)
在理论与实践中，注意培养严谨的学风和精益求精的工作态度，要理论联系实际，培养和提高工程技术人员的基本素质。为后续课程的学习及毕业后从事设计工作打下良好的基础。
第 1章制图的基本知识和技能
本章将主要介绍国家标准《技术制图》与《机械制图》的一些基本规定、绘图工具的使用方法、绘图基本技能、几何作图方法、平面图形画法及尺寸标注等内容。
1.1 国家标准有关制图的一般规定
图样是产品设计、技术交流和指导生产的重要技术文件，被称为工程界的技术语言。
为此，国家制定了一系列《技术制图》与《机械制图》国家标准以规范、统一“工程图样”的
绘制、阅读与管理。国家标准简称“国标”，代号为 “GB”或“GB/T”，如“GB/T 14689—2008”
为国家标准《技术制图图纸幅面和格式》，其中“GB/T”指此标准为推荐性国家标准， “14689”为标准顺序号， “2008”是指该项标准的颁布时间为 2008年。现行《技术制图》与《机械制图》国家标准是工程界重要的技术基础标准，虽属于推荐性标准，却是绘制和阅读机械图样的准则和依据，作为工程技术人员严格地遵守、执行“制图标准”至关重要。本节将介绍国家标准有关图样格式、内容、画法的部分规定。
1.
1.1图纸幅面和格式 (GB/T 14689—2008)、标题栏(GB/T 10609.1—2008)
1．
图纸幅面
绘制图样时，应优先采用国家标准规定的基本幅面，必要时，允许按规定加长幅面。基本幅面共有 5种，其代号分别为 A0、A1、A2、A3、A4。具体尺寸详见表 1-1。
表 1-1不同图纸幅面的图框尺寸(单位： mm)
幅面代号 A0 A1 A2 A3 A4
B×L 841×1189 594×841 420×594 297×420 210×297
e 20 10
c 10 5
a 25
2．图框格式
国标规定，工程图样都必须用粗实线绘制图框，其格式分为留有装订边和不留装订边两种，但同一产品的图样要采用同一种格式。需装订的图样一般采用 A4幅面竖装或 A3幅面横装，其图框格式如图 1-1所示。不需装订的图框格式如图 1-2所示。图框尺寸详见表 1-1。
3．标题栏每张图纸上都必须画出标题栏。标题栏位置应位于图纸的右下角，如图 1-1、图 1-2
(a)(b)图 1-1 留有装订边的图框格式
(a)(b)图 1-2 不留装订边的图框格式
所示。此时，看图的方向与标题栏中文字的书写方向一致。国家标准 GB/T 10609.1—2008规定了标题栏格式、内容及尺寸，详见图 1-3。由于标准标题栏的格式比较复杂，学生在草图作业中需手工绘制标题栏时，也可采用图 1-4所示的标题栏。
图 1-3 标题栏的格式
图 1-4 学生作业用标题栏
1.1.2比例(GB/T 14690—1993)
比例是指图样中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。国家标准规定了绘制图样时应采用的比例，如表 1-2所示。
表 1-2规定的比例系列
种类 第一系列 (优先系列) 第二系列
原值比例 1∶1
放大比例 5∶1 2∶1 5×10n∶1 2×10n∶1 1×10n∶1 4∶1 4×10n∶1 2.5∶1 2.5×10n∶1
缩小比例 1∶2 1∶5 1∶10 1∶2×10n 1∶5×10n 1∶1×10n 1∶1.5 1∶1.5×10n 1∶2.5 1∶2.5×10n 1∶3 1∶3×10n 1∶4 1∶4×10n 1∶6 1∶6×10n
注：n为正整数。
绘图时应根据机件的大小及结构的复杂程度选择恰当的比例值，一般应尽量采用 1∶1的原值比例，或由表 1-2规定的第一系列中选取适当的比例。必要时，也允许选取表 1-2中第二系列中的比例。
不论采用哪种比例绘图，在图样上标注的必须是机件的实际尺寸。同一张图样上的各视图一般应采用相同的比例，并将比例数值注写在标题栏中的 “比例”栏内。必要时 (如图中某一视图采用了与标题栏中所注写比例不同时 )，可在视图名称的下方或右侧标注比例。
1.1.3 字体(GB/T 14691—1993)
在图样中常用汉字、字母及数字来标注尺寸和技术要求等。国家标准规定了图样中所
用字体的结构形式及基本尺寸。在图样中书写字体时要求做到：字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。字体高度的公称尺寸系列为： 1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20mm。如需要书写更大
的字，其字体高度应按
2的比率递增。字体的高度用字母 h表示，也称为字体的号数。图样上的汉字应写成直体长仿宋字，并采用国家正式公布推行的简化字。汉字的高度 h不应小于 3.5mm，其字宽一般为 h/
2。字母和数字可写成斜体，也可写成直体，在同一图样上应一致。斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成 75°，以下为图样中一些字体的书写示例。图样中字体书写要求：
字体工整 笔画清楚 间隔均匀 排列整齐
长仿宋体书写要领：
横平竖直 注意起落 结构均匀 填满方格
字母书写示例：
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
罗马数字书写示例：
ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩ
数字书写示例：
0123456789
1.1.4图线
(GB/T 4457.4—2002)
1．
图线的形式及应用 GB/T 4457.4—2002中规定了 9种线形，其形式及应用举例见表 1-3。
表 1-3图线的形式及应用举例
图线名称 图线形式 图线宽度 图线主要应用举例
粗实线
d 可见棱边线、可见轮廓线、模样分型线、螺纹牙顶线、齿顶圆(线)、剖切符号用线
细实线
d/2 过渡线、尺寸线、尺寸界线、指引线和基准线、剖面线、重合断面的轮廓线、螺纹牙底线、辅助线、投影线、齿根线
波浪线
d/2 断裂处的边界线、视图和剖视图的分界线
双折线
d/2 断裂处的边界线、视图和剖视图的分界线
细虚线
d/2 不可见棱边线、不可见的轮廓线
粗虚线
d 允许表面处理的表示线
细点画线
d/2 轴线、对称中心线、分度圆 (线)、孔系分布的中心线、剖切线
粗点画线
d 限定范围表示线
细双点画线
d/2 相邻辅助零件的轮廓线、可动零件的极限位置的轮廓线、剖切面前的结构轮廓线、轨迹线、中断线
注：表中虚线、细点画线、细双点画线的线段长度和间隔可供参考。除特殊说明外，下文中的点画线、虚线、双点画线均指细点画线、虚线、双点画线。
图样上线型宽度可在数系 0.13、0.18、0.25、0.35、0.5、0.7、1、1.4、2mm中选择。机械图样上采用粗细两种线宽，其比例为 2∶1，其中粗线宽度可在上述数系中 0.5～2mm之间选择，一般取 0.5或 0.7mm为宜。图 1-5为图线应用示例。
图 1-5 图线应用举例
2．图线的画法及注意事项
(1)
同一图样中同类图线的宽度应保持一致，虚线、点画线及双点画线的线段长度和间隔应各自大致相等。
(2)无特殊规定情况下，两条平行线之间的昀小间隙不小于 0.7mm。
(3)
点画线和双点画线的首尾两端应是线段，其中的点是极短的一横，不能画成圆点。在较小的图形上 (<15mm)绘制这两种线有困难时，可用细实线代替。
(4)
虚线、点画线及双点画线之间或与其他图线相交时，应尽量交于线段处。
(5)
虚线若是其他线的延长线时，应在连接处留有间隙；点画线应超出所画物体轮廓
线约 3～5mm。图 1-6为图线的画法示例。
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