上篇 机械工程图样识绘
项目一 机械工程图样的基本知识
项目目标：通过对减速器的初步认识、联想与想象，明确机械工程图样识绘的性质和定 位。在本项目中要熟练掌握识图、绘图的基本知识和技能；熟练掌握正投影法的概念、性质以 及三视图的形成和投影规律。 学习重点：机械图样的初步认识；机械工程图样识绘的性质和定位；国家标准《技术制 图》和《机械制图》中的基本规定；几何作图及平面图形尺寸分析和画法；正投影法的性质； 三视图的投影规律。 学习难点：机械图样的初步认识；平面图形尺寸分析和画法；三视图的投影规律。任务一 机械图样的初步认识
学习任务 认识机械零件和零件图、机械部件和装配图；明确机械工程图样识绘的性质和定位 学习目的 认识机械零件的种类；认识轴套类、盘盖类、叉架类、箱体类零件的三维图和零件 图；认识减速器的三维图和装配图；明确机械工程图样识绘的性质和定位 教学过程 实物、挂图、多媒体课件，结合黑板分析讲解 教学要求 通过图形认知、联想、想象，在头脑中形成感观； 举一个轴套类、盘盖类、叉架类、箱体类零件的实例； 了解各类零件的结构工艺特点；明确机械工程图样识绘的性质和定位 教学分析 一、机械零件和零件图、机械部件和装配图 机器是由若干零件组成的，零件在机器中具有特定的作用，是机械制造的单元体。零件 是依据零件图这种技术文件加工出来的，下面认识各类零件和零件图。 从图 11 中看到， 减速器几乎包含了机械工程图样识绘的所有零件类型， 如标准件： 螺栓、 销、键；常用件：齿轮；轴套类零件；盘盖类零件；箱体类零件。在机械工程图样的识绘中， 轴套类零件、盘盖类零件、叉架类零件、箱体类零件的识绘以及机械部件的识绘是重要的学习 内容。图 11 减速器结构图 （一）轴套类零件 （1）轴套类零件的三维图，如图 12 所示。 图 12 轴套类零件的三维图 （2）轴套类零件的零件图，如图 13 所示。 图 13 轴套类零件的零件图 齿轮减速器 零件 的分 类 连接件（标准件） 起连接、支承作用 有螺纹紧固件、键、 销、轴承等，不画 零件图 传动件（常用件） 在机器中起传递运 动和扭矩作用 如：齿轮、蜗轮、 蜗杆、皮带轮等。 一般零件 根据 零件 的作 用 根据零件的 结构通常分 轴套 类 盘盖 类 叉架 类 箱体 类 箱盖 闷盖 齿轮 轴 透盖 箱体 滚动轴承 （支承旋转轴的标准件） 齿轮 螺栓 销 透盖 键
（3）轴套类零件的结构工艺特点。 该类零件由同轴不同直径的回转体组成，有键槽、退刀槽、越程槽、轴肩、倒角、螺纹、 销孔、中心孔、凹坑、平面结构等，呈细长状，直径小于轴向长度。该类零件主要在车床或磨 床上加工。 （二）盘盖类零件 （1）盘盖类零件的三维图，如图 14 所示。 图 14 盘盖类零件的三维图 （2）盘盖类零件的零件图，如图 15 所示。 图 15 盘盖类零件的零件图 （3）盘盖类零件的结构工艺特点。 该类零件主要由不同直径的同心圆柱面组成，其轴向长相对于直径小得多，呈盘状、短粗 状，周边常均匀分布一些孔、槽、轮辐、凸耳、凹坑等。该类零件主要在车床或磨床上加工。
（三）叉架类零件 （1）叉架类零件的三维图，如图 16 所示。 图 16 叉架类零件的三维图 （2）叉架类零件的零件图，如图 17 所示。 图 17 叉架类零件的零件图 （3）叉架类零件的结构工艺特点。 该类零件一般由实心杆、肋、空心的圆柱套、滑道、安装板组成，多为铸锻件，形状各 异，弯曲倾斜不规则。多工序，无主要工艺。 （四）箱体类零件 （1）箱体类零件的三维图，如图 18 所示。
图 18 箱体类零件的三维图 （2）箱体类零件的零件图，如图 19 所示。 图 19 箱体类零件的零件图 （3）箱体类零件的结构工艺特点。 该类零件由工作部分、安装部分、连接部分组成，大多数为铸件，结构形状复杂，在机 器或部件中起支承、容纳其他零件的作用。多工序，各工序被夹持的位置也不同。 二、机械部件和装配图 机械部件由许多零件按一定的顺序装配而成，以实现特定的功能。由机械部件和其他零 件还可以组成复杂的机器。下面认识机械部件和装配图。 （1）减速器的三维图，如图 110 所示。
图 110 减速器的三维图 （2）减速器的装配图，如图 111 所示。 图 111 减速器的装配图 （3）结构工艺特点。 减速箱包括轴套类、盘盖类、箱体类零件，以及齿轮常用件和螺栓、螺钉、销钉、轴承 标准件等。装配图中表达了减速器的工作原理、装配关系、传动路线、固定方式等。 三、性质和定位 1．机械工程图样识绘的性质 研究怎样用正投影法绘制和识读机械工程图样，是机械类各专业既有理论又重实践的必 下箱体 箱体凸缘 加强肋 窥视孔和窥视盖孔 凹坑 油塞和排油孔 油标 油沟 起盖螺钉 上下箱体连接螺栓安装孔 定位销 凸台 起吊装置或结构 上箱体 通气塞
修的技术基础知识和技能， 也是机械行业专业技术人员必须掌握的一项职业技能。 主要解决机 械设计制造中技术信息的图样表达问题， 以及与图样绘制有关的最基本的机械设计、 制造工艺 等问题。 2．机械工程图样识绘的定位 夯实专业学习基础；提高工程技术素养；培养专业学习兴趣；培养综合职业能力；同时 对培养应用型、技能型人才具有重要的作用。并在后续各教学环节中应用和提高。
任务二 国家标准对机械图样的基本规定
学习任务 常用工具及使用方法；图纸幅面、图框、标题栏；图样的线型、字体、比例；图样 的尺寸 学习目的 掌握常用工具的使用方法；能够熟练画出国家标准规定的图框和标题栏；正确画出 国家标准规定的常用线型；掌握国家标准字体的基本规定；熟练掌握《技术制图》 和《机械制图》中图样尺寸标注的基本规定 教学过程 实物、挂图、多媒体课件，结合黑板分析讲解 教学要求 利用绘图工具熟练画出任何方向的线条；掌握削铅笔的基本技能；熟记图纸幅面和 图框的尺寸；按照国家标准规定反复练习线型、字体，达到要求；掌握图样尺寸标 注的基本技能 教学分析 一、常用绘图工具及使用 1．图板 图板是用来铺放图纸的空心木板，板面应平整光滑，左右两导边要平直，绘图时用胶带 纸将图纸固定在图板的适当位置。常用图板规格有 0 号（900mm×1200mm）、1 号（600mm ×900mm）、2 号（450mm×600mm），可根据图纸幅面的需要进行选择，如图 112 所示。 图 112 图板 丁字尺 留有放丁字尺余地 扶住尺头贴紧图板作上下滑动 尺身工作边 水平线自左向右画 三角板 尺头 左导边2．丁字尺 丁字尺由尺头和尺身组成。正确使用方法如图 112 所示。丁字尺不用时，应垂直悬挂， 以免尺身弯曲或折断。 3．三角板 一套三角板有两块，一块 45°的等腰直角三角板和一块 30°、60°的直 角 三 角 板 ，它 们与丁字尺配合使用可划出垂直线和 15°整倍数的斜线，如图 113 所示。 图 113 三角板 4．铅笔 绘图铅笔的铅芯有软硬之分，分为软（B）、硬（H）、中性（HB）三种。一般用 H、2H 打底稿，用 HB 描深细线与写字，用 B 描深粗实线，画圆时的铅芯应比画直线的铅芯软一号。 这些铅笔都应削成较长铅芯且磨成锥状，如图 14（a）所示。B 用于画粗实线时，铅芯要削成 较短、四棱柱形，以保证画出的粗实线均匀一致，如图 114（b）所示。 （a） （b） 图 114 铅芯的长度与形状 5．分规和圆规 （1）分规。分规用来量取线段、等分线段和截取尺寸等，如图 115 所示。分规两腿端部 有钢针，当合拢两腿时两针尖应汇交于一点。 （a）量取线段 （b）等分线段 图 115 分规及其使用方法
（2）圆规。圆规用于画圆弧和圆，它的固定腿上装有钢针，钢针的两端形状不同，带有 台阶的一端用于画圆和圆弧，使用时将针尖全部扎入图板，台阶接触纸面，具有肘关节的腿用 来插铅笔或直线笔的插腿， 画圆时要弯曲圆规的肘关节并调整针尖方向， 使它们分别垂直于纸 面。画大圆时要加延长杆，如图 116 所示。 图 116 圆规的使用方法 二、图纸幅面、图框、标题栏 1．图纸幅面 按国家标准代号 GB/T 14689－2008 的规定，绘制图样时应优先采用如表 11 所示的图纸 幅面。B 是短边，L 是长边，各种幅面的长短边关系为 L= 2 B。必要时允许加长幅面，但按 基本幅面的短边数整数倍增加（长边不变）。图 117 中粗实线部分为基本幅面；细实线部分为 第一选择的加长幅面；虚线为第二选择的加长幅面。加长后幅面代号记作：基本幅面代号×倍 数。如 A3×3，表示按 A3 图幅的短边加长为 297 的 3 倍，即加长后图纸尺寸变为 420×891。 A0 幅面为 1m 2 ，长边是短边的 2 倍。A1 图纸的面积是 A0 的一半，其他以此类推。
表 11 图纸幅面
基本幅面代号 A0 A1 A2 A3 A4
幅面尺寸 B×L 841×1189 594×841 420×594 297×420 210×297 a 25 留装订边 c 10 5 不留装订边 e 20 10 图 117 基本幅面与加长幅面尺寸 圆心 R 延长杆
2．图框格式 绘图时必须在图幅内画出图框，图框线用粗实线绘制。有两种格式：①不留装订边，如 图 118 所示；②留装订边（一般采用 A4 幅面竖装，A0、A1、A2、A3 幅面横装），如图 119 所示。尺寸如表 11 所示。 （a） （b） 图 118 不留装订边的图框格式 （a） （b） 图 119 留装订边的图框格式 3．标题栏 每张图样都必须有标题栏， 其位置一般位于图框右下角。 标题栏的格式和尺寸要符合 GB/T 10609.1－2008 的规定，如图 120 所示。标题栏的外框是粗实线，其余用细实线绘制，其右边 和底边与图框线重合。学生制图作业的标题栏采用如图 121 所示的格式。 图 120 标题栏格式和尺寸
（a）零件图标题栏 （b）装配图标题栏 图 121 制图作业的标题栏 附加符号参见《机械制图》国家最新标准。 三、图样的线型、字体、比例 1．线型 根据 GB/T 4457.4－2002 的规定，机械图样上的线型及应用如表 12 所示。图 122 为常用 图线的应用举例。 表 12 机械制图的图线型式及应用
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绘制图线时应注意： （1）同一图样中同类图线的宽度应基本一致，细虚线、细点画线及细双点画线的线段长 度和间隔应各自大致相同。 （2）两条平行线（包括剖面线）之间的距离应不小于粗实线的两倍宽度，其最小距离不 得小于 0.7mm。 （3）绘制圆的对称中心线时，圆心应为画线的交点，且超出图形的轮廓线约为 3～5mm， 如图 123 所示。 （4）点画线和双点画线的首末两端应是画线而不是点，点画线应超出图形的轮廓线 3～ 5mm，如图 123 所示。 （5）在较小的图形上绘制点画线和双点画线有困难时，可用细实线代替。 （6）虚线与虚线相交或虚线与其他线相交，应在画线处相交，且相交处不得有空隙，如 图 123 所示；当虚线处在粗实线的延长线上时，粗实线应画到分界点而虚线应留有空隙，如 图 123 所示；当虚线圆弧与虚线直线相切时，虚线圆应画到切点，而虚线直线应留有空隙。 图 123 图线画法注意事项 （7）计算机绘图时，圆心处的中心线可用圆心符号代替。 （8）各种图线的优先次序：可见轮廓线、不可见轮廓线、尺寸线、各种用途的细实线、 轴线、对称中心线等。 （9）粗实线的线宽为细实线的 2 倍，如粗实线线宽为 0.5mm，细实线线宽为 0.25mm。 线型应用还可参见《机械制图》国家最新标准。
2．字体 （1）基本要求。图样中除了用来表示机件形状的图形外，还要用文字、数字和字母表达机 件的大小、技术要求等内容，书写时必须做到“字体端正、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐” 。各 种字体的大小要选择适当。字体大小分为 20、14、10、7、5、3.5、2.5、1.8 八种号数。字体的号 数即字体的高度（单位 mm）。字母和数字按笔画宽度分为 A 型和 B 型两种，A 型字体的笔画宽 度为字高的 1/14，B 型字体的笔画宽度为字高的 1/10。同一张图样上只允许用同一种形式的字体。 1）汉字。图样上的汉字应写成长仿宋体，应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，字宽为 / 2 h （约为字高的 2/3）。 2）阿拉伯数字、罗马数字、拉丁字母和希腊字母。字母和数字有直体和斜体之分，一般 情况下常用斜体。斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成 75°。用作指数、分数、极限偏差、 注脚的数字及字母的字号一般应采用小一号的字体。 （2）字体示例。汉字、数字和字母的示例见表 13。 表 13 字体示例 3．比例 比例是指图中图形与实物相应要素的线性尺寸之比。画图时尽量采用 1:1 的比例画图。所 用比例应符合表 14 中的规定，优先选用第一系列，不论缩小或放大，在图样上标注的尺寸均 为机件设计要求的实际尺寸， 同一张图样上的各图形一般采用相同的比例绘制。 比例一般应注 写在标题栏的比例栏内。必要时，可在视图名称的下方或右侧标注比例。 表 14 比例系列 比例 种类 第一系列 第二系列 原值比例 1:1 缩小比例 1:2 1:5 1:10 n 1:2×10 n 1:5×10 n 1:1.5 1:2.5 1:3 1:4 1:6 1:1.5×10 n 1:2.5×10 n 1:3×10 n 1:4×10 n 1:6×10 n 放大比例 2:1 5:1 1×10 n :1 2×10 n :1 5×10 n :1 2.5:1 4:1 2.5×10 n :1 4×10 n :1 注：表中 n 为正整数。
四、图样的尺寸 尺寸标注 图样中的尺寸是确定机件大小的依据，在图样上标注尺寸时，要严格遵守制图标准中有 关尺寸注法的规定。 （1）基本规则。 1）机件的真实大小应以图样上所标注的尺寸数值为依据，与图形大小及绘图的准确度 无关。 2）图样中的尺寸以 mm 为单位时，不需标注计量单位的代号或名称，如采用其他单位， 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最后完工的尺寸，否则应另加说明。 4）对机件的每一尺寸，一般只标注一次，并 应标注在反映该结构最清晰的图形上。 （2）尺寸组成。一个完整的尺寸应由尺寸数 字、尺寸线、尺寸界线、尺寸线的终端符号组成， 标注示例如图 124 所示。 1）尺寸数字按标准字体书写， 且同一张图上 的字高要一致，一般写在尺寸线上方或中断处， 同一张图样中应采用同一种形式。尺寸数字在图 中遇到图线时，需将图线断开。如图线断开影响 图形表达时，需调整尺寸标注的位置。特殊情况下可标注在尺寸线延长线上或引出标注。字头 方向：水平尺寸数字朝上；垂直尺寸数字朝左；倾斜尺寸数字垂直于尺寸线且字头趋于向上； 避免在 30°范围内注写数值，若不可避免则引出标注；角度数值一律水平注写，且一般在尺 寸线中断处。 2）尺寸线表示尺寸的度量方向，必须用细实线单独绘制，尺寸线不能用其他图线代替， 也不得与其他图线重合或画在其延长线上。 尺寸线相互不能相交， 且应尽量避免与尺寸界线相 交，同方向的尺寸线间距应均匀，且间隔不小于 7mm。 3）尺寸线的终端有两种形式：箭头和斜线，机械图样多采用箭头，同一张图上箭头（或 斜线）大小要一致，一般应采用同一种形式。箭头尖端应与尺寸界线接触，其画法如图 125 所示。当采用箭头时，在位置不足的情况下，允许用圆点或斜线代替箭头。尺寸线和斜线用细 实线绘制。 （a）箭头形式 （b）斜线画法 图 125 尺寸线的终端形式 图 124 尺寸的标注示例
4）尺寸界线表示尺寸的起止范围，用细实线绘制。应自图形的轮廓线、轴线、对称中心 线引出。也可由图形的轮廓线、轴线、对称中心线代替。尺寸界线一般与尺寸线垂直，且超出 尺寸线 2～3mm。 5）标注尺寸时，应尽可能使用符号和缩写词。常用的符号和缩写词如表 15 所示。 表 15 常用的符号和缩写词 名称 符号和缩写词 名称 符号和缩写词 直径 f 45°倒角 C 半径 R 深度 球直径 Sf 沉孔或锪平 球半径 SR 埋头孔 厚度 t 均布 EQS 正方形边长 □ （3）常见尺寸的标注方法。 常见尺寸的标注方法见表 16。 表 16 尺寸标注
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五、任务实施 抄画图 126。 图 126
任务三 平面图形的尺寸分析和画法
学习任务 平面图形的尺寸分析和画法；徒手绘图的方法 学习目的 熟练使用绘图仪器画出平面图形，按照国家标准规定进行尺寸分析并标注；能够徒 手绘制平面图形 教学过程 挂图、多媒体课件，结合黑板分析讲解 教学要求 多练、多读，掌握平面图形的绘制和尺寸标注；具有画草图的基本技能 教学分析 一、常见的几何图形的作图方法 机器零件的轮廓一般都是由直线、圆、圆弧等几何要素组成的。掌握几何图形的正确画 法，有利于提高绘图的效率和准确性。几何作图是指依照给定的条件准确地绘出预定的几何 图形。常用的基本作图方法见表 17，圆弧连接作图举例见表 18。续表
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二、平面图形的尺寸分析和画法 1．平面图形的尺寸分析
以图 127 的手柄为例，平面图形中所注尺寸按其作用可分为定形尺寸和定位尺寸两类。
（1）定形尺寸。确定平面图形上几何要素大小的尺寸，称为定形尺寸。如圆的大小、直 线的长短等，图中f5、R10、R12、R15、f20 等均为定形尺寸。 （2）定位尺寸。确定平面图形上几何要素位置的尺寸，称为定位尺寸。如圆心和直线相 对于坐标系的位置等，图中 8 确定了f5 的圆心位置，75 确定了 R10 的圆心位置。定位尺寸应 从基准出发标注。有时一个尺寸兼有定形和定位两种作用。 （3）尺寸基准。尺寸基准指标注尺寸的起点。对平面图形而言，有上下和左右方向的基 准，相当于 X、Y 坐标轴，通常以图中的对称线、较大圆的中心线、较长的直线、图形的轮廓 线等作为尺寸基准。图中水平中心线为 Y 方向的尺寸基准；距左端 15mm 处的端面（铅垂线） 为 X 方向的尺寸基准。 2．平面图形的线段分析 平面图形中的线段由直线和圆弧组成，根据定形和定位尺寸完整与否可分为三类，以图 127 为例说明。 （1）已知线段：定形、定位尺寸齐全的线段，作图时该类线段可以直接根据尺寸作图。在 图 127 中已知圆弧半径尺寸和圆心位置（两个坐标方向）尺寸的圆弧，如 R15、R10 圆弧。 （2）中间线段：只有定形尺寸和一个定位尺寸的线段。在图 127 中已知圆弧的半径尺寸和 圆心的一个坐标方向位置尺寸的圆弧，如 R50 圆弧。中间线段缺少一个坐标方向的位置尺寸，必 须利用其他几何关系求出圆心坐标， 才能画出。 如 R50 必须利用与 R10 圆弧的内切关系才能画出。 （3）连接线段：只有定形尺寸没有定位尺寸的线段。在图 127 中已知圆弧的半径尺寸， 无圆心坐标的圆弧，如 R12 圆弧。连接弧缺少圆心坐标的两个尺寸，必须利用与其相邻的两 个圆弧的几何关系才能定出圆心位置，如 R12 圆弧必须利用与 R15、R50 两个圆弧的相切关系 才能画出。 3．平面图形的作图步骤 对图 127 手柄图形进行分析，得出绘制平面图形的作图步骤。 （1）准备工作。 1）准备好所需的绘图仪器与工具。 2）确定比例，选用图幅，固定图纸。 3）分析图形的尺寸和线段，拟定具体的作图顺序。 （2）绘制底稿。 1）画图幅线、图框、标题栏。 2）画图形，先画尺寸基准，并根据图形的定位尺寸画出线段的定位线，再画已知线段、 中间线段、连接线段。 3）画尺寸界线、尺寸线、画箭头及其他图形符号等。 画底稿时应注意： l 画底稿用 2H 铅笔，笔芯应经常修磨以保持尖锐。 l 画底稿时，各种线型均暂不分粗细，并要画得很轻很细，作图力求准确。 l 画错的地方，在不影响画图的情况下，可先做标记，待底稿完成后一齐擦掉。 （3）检查、描深底稿。在描深以前，必须检查底稿，擦掉画错的线条及辅助作图线。描 深后的图纸应整洁、无误，线型层次清晰，线条粗细、浓淡均匀。描深步骤如下： 1）先粗后细。先描深全部粗实线，再描深全部细虚线、细点画线及细实线等。可保证同
一线型粗细一致，不同线型比例准确。 2）先曲后直。同一线型应先描深曲线后描深直线，以保证连接圆滑。 3）先水平后倾斜。画直线时，先画出全部同一线型的水平线，再画竖直线，最后画斜线。 （4）填写尺寸数字、标题栏等。 在图 127 中先画相互垂直的两条基准线，按已知弧、中间弧、连接弧的顺序依次画出各 弧，最后检查全图、描深、描粗、标注尺寸。手柄平面图形底稿的作图步骤如图 128 所示。 （a）画作图基准线 （b）画已知线段 （c）画中间线段 （d）画连接线段 图 128 平面图形底稿的作图步骤 4．平面图形的尺寸标注 （1）平面图形尺寸标注的要求。 1）正确：符合国家标准。 2）完整：不多余、不遗漏。 3）清晰：图面整洁，布局合理。 （2）几个注意的问题。 1）标注作图最方便、直接用以作图的尺寸。 2）不标注交线、切线的长度尺寸，如图 129 所示。 3）不要标注成封闭尺寸链，如图 130 所示。 图 129 B 和 C 无需标注 图 130 尺寸不应封闭（左图错右图对）
4）能够计算出的总体尺寸不标注，如图 131 所示。 （a）错误 （b）正确 图 131 总体尺寸的标注 平面图形的尺寸标注具体步骤如下： （1）确定尺寸基准，在水平方向和铅垂方向各选一条直线作为尺寸基准。 （2）确定图形中各线段的性质，确定出已知线段、中间线段和连接线段。 （3）按已知线段、中间线段和连接线段的顺序逐个标注出各线段的定形和定位尺寸。通 过几何作图可以确定的线段不标注尺寸。 （4）尺寸标注完应检查，看是否重复和遗漏。可以按画图过程进行检查，画图时没有用 到的尺寸是重复尺寸，应去掉；如果按所标注的尺寸无法完成作图，说明尺寸不足，应补上所 需尺寸。表 19 是几种平面图形尺寸的标注示例。 表 19 平面图形的尺寸标注示例
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三、徒手绘图的方法
在设计、维修、仿造、计算机绘图等场合，经常需要借助草图来表达技术思想。因此，工程技 术人员应具备徒手绘图的能力，以便针对不同的条件和要求都能迅速地绘制工程图样或表达、 交流设计思想。画出的草图应做到表达合理、投影正确、图线清晰、字体工整、比例匀称、尺 寸无误。 绘制草图一般选用 HB 或 B 铅笔，且采用浅色方格纸绘制，图纸不固定，可随时将要画 的线段转到自己顺手的位置。 1．直线的画法 徒手画直线时，运笔力求自然，小手指靠着纸面，笔尖前进方向应看得清楚，眼睛要随 时注意直线终点。若直线较长时，应分段画出，如图 132 所示。 图 132 徒手画直线 2．圆和圆弧的画法 先用相互垂直的两段细点画线确定圆心。若画小圆可先在中心线上定出距离圆心约等于 半径的四个点，然后依次画四段圆弧线，每段都转到自己顺手的方位画出，如图 133（a）所 示。画较大圆时，可再加画一对或几对相互垂直的直线，可以多取些点，分段画出圆弧，最后 擦去不用的线，如图 133（b）所示。 （a） （b） 图 133 徒手画圆 3．椭圆的画法 画椭圆时，先画垂直相交的两条点画线，作为长、短轴，目测定出椭圆长、短轴上的四 个 端 点 ， 再 画 出 其 外 切 矩 形 或 外 切 平 行 四 边 形 ， 并 在 对 角 线 上 按 相 同 比 例 取 四 个 点 （E1:E0=3:7），最后用四段徒手圆弧连成椭圆，如图 134 所示。 图 134 徒手画椭圆
四、任务实施 在 A4 图幅内绘制图 135 所示的平面图形， 并标注尺寸， 填写姓名和考号， 字高为 3.5mm。 图 135 （1）准备工作。 1）准备好所需的绘图仪器与工具。 2）确定比例，选用图幅，固定图纸。 3）分析图形的尺寸和线段，拟定具体的作图顺序。 （2）绘制底稿。 1）画图幅线、图框、标题栏。 2）画图形，先画尺寸基准，并根据图形的定位尺寸画出线段的定位线，再画已知线段、 中间线段、连接线段。 3）画尺寸界线、尺寸线、画箭头及其他图形符号等，如图 136 所示。 图 136 绘制底稿
（3）检查、描深底稿，如图 137 所示。
图 137 检查、描深底稿
（4）填写尺寸数字、标题栏，如图 138 所示。
任务四 正投影原理和三视图的形成
学习任务 投影法和视图的概念、正投影的基本性质、三视图的投影规律 学习目的 掌握正投影的基本性质、三视图的投影规律；熟练掌握三视图的“上下、左右、前 后”6 个方位 教学过程 模型、挂图、多媒体课件，结合黑板分析讲解 教学要求 能够按照三视图的投影规律画简单物体的三视图；多读、多画，建立空间感 教学分析 一、投影法的概念 我们都知道物体在光线照射下会在表面上（如墙壁、地面等）产生影子，这就是自然界 的投影现象。 在机械工程中， 利用自然界这种投影现象， 经过科学抽象， 提出了投影法的概念。 用投射线照射物体， 把物体投到特定的平面上而得到物体图形的方法称为投影法， 所设定的平 面叫投影面，在投影面上的图形称为物体的投影，如图 139 所示。 图 139 中心投影法 物体的投影与影子的区别：物体的投影有轮廓线，影子没有，如图 140 所示。 （a）影子 （b）物体的投影 图 140 影子与物体投影的区别二、投影的种类 根据投射线之间的相对位置关系，常用的投影法有两大类：中心投影法和平行投影法。 1．中心投影法 全部投射线从有限远的一点（投影中心 S）投射出，在投影面上做出物体投影的方法，称 为中心投影法，如图 139 所示。中心投影法的投影大小与物体和投影面之间的距离有关，一 般不能反映空间物体表面的真实形状和大小。工程上常用中心投影法画建筑透视图。 2．平行投影法 若将图 139 中的投影中心移至无穷远，则所有投射线都相互平行，这种投影法称为平行 投影法。 根据投射线是否垂直于投影面，平行投影法又分为两种：正投影法和斜投影法。 （1）正投影法：投射线垂直于投影面的投影方法称为正投影法，所得投影称为正投影， 如图 141（a）所示。 （2）斜投影法：投射线倾斜于投影面的投影方法称为斜投影法，所得投影称为斜投影， 如图 141（b）所示。 （a） （b） 图 141 正投影法和斜投影法 平行投影法的投影大小与物体和投影面之间的距离无关。由于正投影法能准确地表达物 体的形状和大小，而且度量性好，因此，在机械工程绘图中广泛应用。机械工程图样就是用正 投影法绘制的，以后将正投影简称为投影。 三、正投影法的基本性质 （1）实形性：平面图形（或直线）与投影面平 行时，其投影反映实形（或实长），如图 142 所示。 （2）积聚性：平面图形（或直线）与投影面垂 直时， 其投影积聚为一条直线 （或一个点）， 如图 143 所示。 （3）类似性：平面图形（或直线）与投影面倾 图 142 投影的实形性
斜时，其投影变小（或变短），但投影的形状仍与原来形状相类似，如图 144 所示。 图 143 投影的积聚性 图 144 投影的类似性 四、三视图的形成 根据国家标准 GB/T 14692－2008 的规定， 用正投影法绘制出的物体的投影图形称为视图。 用正投影法绘制物体的视图时， 是将物体置于观察者与投影面之间， 以观察者的视线作投射线， 而将观察到的形状画在投影面上。 把看得见的轮廓用粗实线表示， 看不见的轮廓用细虚线表示， 图形的对称中心线用细点画线表示。 根据物体的一个视图一般不能确定其形状和大小。如图 145 所示，几个形状不同的物体 在同一投影面上得到了相同的视图。因此，必须再从其他方向作投影，几个视图结合起来才能 清楚地表达物体的真实形状和大小，通常采用三视图表示。 图 145 不同物体在一个投影面上得到相同的视图 1．三视图的形成 由于物体都有长、宽、高三个相互垂直的方向，因 此设立三个相互垂直相交的投影面，构成三面投影体 系，如图 146 所示。三个投影面分别称为：正立投影 面 V（简称正面）；水平投影面 H（简称水平面）；侧立 投影面 W（简称侧面）。 每两个投影面的交线 OX、OY、OZ 称为投影轴， 三个投影轴相互垂直相交于一点 O，称为原点。 在绘制图样时， 通常假定人的视线为一组垂直于投 影面的投射线。如图 147（a）所示，将物体置于三面 投影体系中的某一固定位置上， 且置于投影面与观察者 之间，并使物体的主要表面处于平行或垂直于投影面的位置，用正投影法分别向 V、H、W 面 图 146 三面投影体系
投射，即可得到物体的三个视图，分别称为： （1）主视图，由前向后投射，在 V 面上得到的视图。 （2）俯视图，由上向下投射，在 H 面上得到的视图。 （3）左视图，由左向右投射，在 W 面上得到的视图。 为使三个视图能画在一张图纸上，必须把三个相互垂直的投影面展开摊平。如图 147（b） 所示，V 面保持不动，H 面绕 OX 轴向下旋转 90°，W 面绕 OZ 轴向右旋转 90°，使它们与 V 面处在同一平面上。这样，就得到了在同一平面上的三视图，如图 147（c）所示。 OY 轴是 H 面与 W 面的交线，投影面展开后，OY 轴分为两处，在 H 面上的标以 OYH，在 W 面上标以 OYW，如图 147（c）所示。 为了简化作图，投影面边框和投影轴可不必画出，因为它们与所画视图的形状及大小无 关，省略后的三视图如图 147（d）所示，但由于三个视图是一个物体在同一位置上分别向三 个投影面所作的投影，因此它们之间有如下位置关系：以主视图为准，俯视图在主视图的正下 方，左视图在主视图的正右方。这叫按投影关系配置视图，不必标注视图名称（如图 147（d） 所示）。视图之间的距离可根据图纸幅面和视图的大小来确定，一般要分布均匀。 （a）物体的三面投影 （b）三投影面的展开 （c）三投影面摊开 （d）三视图 图 147 三视图的形成
2．三视图间的投影关系 物体有长、宽、高三个方向的尺寸，每个视图都反映物体的两个方向的尺寸。如果把物体 左右方向的尺寸称为长，前后方向的尺寸称为宽，上下方向的尺寸称为高，则主、俯视图同时 反映了物体各部分的左右位置，主、左视图同时反映了物体各部分的上下位置，俯、左视图同 时反映了物体各部分的前后位置。且靠近主视图的 一侧是物体的后面，远离主视图的一侧是物体的前 面。X 坐标反映物体的长，Y 坐标反映物体的宽，Z 坐标反映物体的高。这样，相邻两个视图同一方向 的尺寸必定相等。因此，三视图之间应存在如下投 影关系（如图 148 所示）： （1）主、俯视图中相应投影的长度相等，且要 对正。 （2）主、左视图中相应投影的高度相等，且要 平齐。 （3）俯、左视图中相应投影的宽度相等。 上述主、俯、左三个视图之间的投影对应关系，通常简称为“长对正、高平齐、宽相等” 的三等关系，这就是三视图的投影规律。它不仅适用于整个物体的投影，也适用于物体上每个 局部结构的投影。画图、读图时要严格遵守。 3．三视图的作图方法和步骤 画物体的三视图时，应遵循正投影法的基本原理及三视图间的投影关系。现以如图 149 （a）所示的弯板为例，说明作图的方法和步骤。 （1）分析物体的形状。弯板可以看成由底板和竖板组成。其中底板的左端中部切去了一 个方槽，竖板的上部前后各切去一个角。 （2）确定物体的位置。将弯板放平，使弯板上尽可能多的平面平行或垂直于投影面。 （3）选择主视图。主视图应尽量反映物体的主要形体特征。所以选择最能反映弯板形体 特征的方向作为主视图的投射方向，并考虑其余两视图简单易画，虚线少。这样左视图与俯视 图的方向也就确定了，如图 149（a）所示。 （4）作图。从整体到局部按三视图的投影规律，将三个视图对应作图，且从具有积聚性 的特征视图画起，具体步骤如下： 1）画作图基准线。一般选大孔的中心线，对称图形的对称中心线及大的表面为作图基准， 如图 149（b）所示。 2）画三视图。先不考虑弯板上的槽和切角，画出完整的底板和竖板。从主视图开始，按 视图间的投影对应关系将三个视图结合起来一起画。 画每个部分时， 先画出投影具有积聚性的 表面，如图 149（c）所示。 3）画方槽的三面投影，如图 149（d）所示。由于构成方槽的三个平面的水平投影都具 有积聚性，反映方槽的形体特征。因此可先画出方槽的水平投影，再根据视图间的投影对应关 系分别画出其余两个视图。 4）画右边两个切角的三面投影。由于弯板被切角后的平面垂直于侧面，所以应先画其侧 面投影，再按投影对应关系画出其余两个投影，如图 149（e）所示。 图 148 三视图之间的投影对应关系
（5）检查底稿、描深加粗。擦去多余的线条，将外部轮廓线描深加粗，完成三视图，如 图 149（f）所示。 （a）分析物体形状，选择主视图 （b）画作图基准线 （c）画弯板（由底板和竖板组成）的三视图 （d）画左端方槽的三面投影（先画水平投影） （e）画右边切角的三面投影（先画侧面投影） （f）描深加粗，完成三视图 图 149 三视图的作图步骤
五、任务实施 画出如图 150（a）所示物体的三视图。 （1）分析物体形状，选择主视图、俯视图、左视图。 （2）画作图基准线，如图 150（b）所示。 （3）画弯板（由底板和竖板组成）的三视图，如图 150（c）所示。 （4）画底板燕尾槽的三面投影，先从特征视图左视图画起，然后按三视图投影规律画出 其余两个视图。 （5）检查并描深，如图 150（d）所示。 （a） （b） （c） （d） 图 150
