第1章-制圖的基本知識

第1章制圖的基本知識本章提要本章主要介紹機械制圖中所遵守的部分國家標準、常用繪圖工具和儀器的使用、尺寸標注的基本規(guī)定、平面圖形的畫法。1.1制圖國家標準的一般規(guī)定圖樣是工程界語言，為了正確地繪制和閱讀機械圖樣，必須熟悉和掌握機械制圖國家標準的一般規(guī)定。國家標準的代號是“GB”，是漢語拼音“GUOJIABIAOZHUN”的首寫字母，簡稱“國標”，如“GB4457.1—1984”中“GB”代表“國標”，“4457.1”為該標準的批準順序號，“1984”為1984年頒布實施的。在機械制圖中也應(yīng)用了一些技術(shù)制圖的國家標準，如“GB/T17452—1998”，其中的“T”是“推薦性”的意思，為漢語拼音“TUIJIANXIN”的首寫字母，“GB/T”代表“推薦性國標”，“17452”為編號，發(fā)布的年號為1998年。1.1.1圖紙幅面和格式(GB/T14689—1993)1、圖紙幅面和尺寸圖紙幅面分為基本幅面和加長幅面,繪制圖樣時應(yīng)優(yōu)先選用表1-1中的基本幅面尺寸。表1-1基本幅面尺寸（單位：mm）幅面代號A0A1A2A3A4B×L841×1189594×841420×594297×420210×297a25c105e2010必要時也允許采用加長幅面，加長幅面是將基本幅面的短邊按整數(shù)倍增加，如A3×3即將A3圖紙的短邊297增大3倍，其幅面尺寸為420×891；A4×4是將A4圖紙的短邊210增大4倍，其幅面尺寸為297×841，常用圖紙的加長幅面可參閱GB/T14689—1993選取。2、圖框格式無論圖樣是否裝訂，在圖紙上必須畫出圖框線，圖框線用粗實線繪制，其格式有不留裝訂邊和留有裝訂邊兩種，如圖1-1(a)為留有裝訂邊的圖框格式，1-1(b)為不留裝訂邊的圖框格式，其周邊尺寸e,a,c按表1-1中的規(guī)定選取。加長幅面的圖框尺寸，按所選用的基本幅面大一號的圖框尺寸確定，如A3×3應(yīng)按A2確定。3、標題欄繪制圖樣時，每張圖紙必須有標題欄，標題欄位于圖框的右下角,標題欄的文字方向為看圖方向,其格式按GB/T10609.1—1989的規(guī)定繪制，如圖1-2所示。為了學習的方便，在學校制圖作業(yè)中建議采用如圖1-3所推薦的格式。標題欄紙邊圖框標題欄紙邊圖框(a)(b)圖1-1圖框格式圖1-2標題欄格式圖1-3制圖作業(yè)中推薦的標題欄格式4、附加符號為了利用預(yù)先印制好的圖紙，可以將標題欄置于圖框的右上角，如圖1-4所示，此時應(yīng)在圖紙各邊長的中點處分別畫出對中符號，并在圖紙下邊對中符號處畫一個方向符號。對中符號用粗實線繪制，線寬不小于1.5mm，長度從紙邊開始至深入圖框內(nèi)約5mm，當對中符號在標題欄范圍時，則伸入標題欄部分省略不畫。方向符號是用細實線繪制的等邊三角形，其大小和位置如圖1-5所示。此時方向符號的指向即為看圖的方向。1.1.2比例（GB/T14691—1993）圖中圖形與其實物相應(yīng)要素的線性尺寸之比稱為比例。比例分為原值比例、放大比例和縮小比例三種。繪制圖樣時，一般要按比例來繪制，其數(shù)值優(yōu)先按表1-2選取，必要時也允許按表1-3選取。為了反映機件的真實大小，繪制圖樣時應(yīng)盡可能按原值比例繪制。比例用符號“：”表示，一般應(yīng)注寫在標題欄的“比例”欄內(nèi)，如1:1、1:5等。必要時可在視圖名稱的下方或右側(cè)標注，如、、、平面圖1:100等。圖1-4對中符號和方向符號圖1-5方向符號的大小和位置

表1-2繪圖比例（一）種類比例原值比例（比值為1的比例）1:1縮小比例（比值小于1的比例）1:21:51:101:2×10n1:5×10n1:1×10n放大比例（比值大于1的比例）5:12:15×10n:12×10n:11×10n:1表1-3繪圖比例（二）種類比例縮小比例1:1.51:2.51:31:41:61:1.5×10n1:2.5×10n1:3×10n1:4×10n1:6×10n放大比例4:12.5:12.5×10n:14×10n:11.1.3字體（GB/T14691—1993）在圖樣中經(jīng)常需要用漢字、數(shù)字和字母來標注尺寸及對機件進行有關(guān)文字說明。在圖樣中書寫漢字、數(shù)字、字母必須做到：字體工整、筆畫清楚、間隔均勻、排列整齊。字體的號數(shù)即為字體的高度。字體高度的公稱尺寸系列為：1.8,2.5,3.5,5,7,11,14,20mm共八種。若要書寫大于20號的字，字體高度應(yīng)按的比率增加。1、漢字圖樣上的漢字應(yīng)寫成長仿宋體，字高不小于3.5mm，字寬約為字高的1/。長仿宋體的基本筆畫及常用字號的書寫示例如圖1-6所示。2、字母和數(shù)字字母及數(shù)字分A型和B型，A型字體的筆畫寬度為字高的1/14，B型字體的筆畫寬度為字高的1/10。字母和數(shù)字可寫成直體字，也可寫成斜體字。斜體字的字頭向右傾斜，與水平基準線成75度角，其書寫示例如圖1-7所示。

ヽーㄧ丿乀亅乙乚(a)基本筆畫（b）10號字示例圖1-6長仿宋體書寫示例小寫斜體：大寫斜體：數(shù)字斜體：圖1-7斜體字書寫示例4、其它在圖樣標注時，用作指數(shù)、分數(shù)、注腳、極限偏差等的數(shù)字和字母，一般采用小一號的字體書寫。1.1.4圖線(GB/T4457.4—1984、GB/T4457.4—2002)1、線型國標中規(guī)定的機械圖樣的圖線名稱、型式、寬度及用途如表1-4所示：2、線寬圖線的寬度分粗、細兩種，粗線的寬度應(yīng)在0.5~2mm之間選擇，其公稱系列為：0.13mm，0.18mm,0.25mm,0.35mm,0.5mm,0.7mm,1mm,1.4mm,2mm，細線的寬度約為粗線寬度的1/2。3、注意事項（1）在同一圖樣中，同類圖線的寬度應(yīng)基本保持一致。虛線、細點畫線、雙點畫線的線段長度和間隔，也應(yīng)各自大致相等，如圖1-8。表1-4圖線的類型及應(yīng)用圖線名稱圖線型式圖線寬度主要用途粗實線

d可見輪廓線、移出斷面輪廓線細實線

約d/2尺寸線、尺寸界線、剖面線、引出線、重合斷面輪廓線波浪線

約d/2斷裂處的邊界線、視圖和剖視的分界線雙折線約d/2斷裂處的邊界線虛線約d/2不可見的輪廓線細點畫線約d/2軸線、對稱中心線等粗點畫線D有特殊要求的線或表面的表示線

雙點畫線

約d/2假想投影輪廓線、極限位置的輪廓線、相鄰輔助零件的輪廓線

圖1-8間隔圖線的畫法（2）輪廓線、虛線、細點畫線、細實線重合時，按輪廓線——虛線——細點畫線——細實線取舍。（3）各類圖線相交時，必須是線段相交。（4）繪制圓的對稱中心線時，圓心應(yīng)為線段的交點，首末兩端應(yīng)是線段而不是短畫或點，且應(yīng)超出圖形輪廓線外2~5mm，如圖1-9。用細實線代替細點劃線應(yīng)為線段的交點

超出約2—用細實線代替細點劃線應(yīng)為線段的交點

超出約2—5mm

圖1-9圓對稱中心線的畫法(5)在較小圖形上繪制細點畫線或雙點畫線有困難時，可用細實線代替。(6)虛線、點畫線或雙點畫線處于粗實線的延長線上時，連接處應(yīng)斷開，如圖1-10。應(yīng)留有間隙應(yīng)留有間隙圖1-10虛線的畫法1.1.5尺寸注法（GB4458.4—1984）在生產(chǎn)中為了統(tǒng)一語言，國家標準機械制圖中規(guī)定了尺寸標注的基本規(guī)則及方法，在繪制圖樣時必須嚴格遵守的，否則將會引起混亂。1、基本規(guī)則（1）機件的真實大小應(yīng)以圖樣上所注尺寸數(shù)值為依據(jù)，與圖形的大小及繪圖的準確度無關(guān)。（2）圖樣中的尺寸，以毫米為單位時，不需標注計量單位的代號或名稱，若采用其他單位，必須注明。（3）圖樣中所標注的尺寸，為該圖樣最后要求的尺寸，否則應(yīng)另加說明。（4）機件的每一尺寸，一般只標注一次，并應(yīng)標注在反映該結(jié)構(gòu)最明顯的圖形上。2、標注尺寸的三要素每個完整的尺寸，一般包括尺寸界線、尺寸線和尺寸數(shù)字三個基本要素。尺寸界線尺寸線尺寸數(shù)字 尺寸界線尺寸線尺寸數(shù)字圖1-11標注尺寸三要素（1）尺寸界線尺寸界線用細實線繪制，應(yīng)由圖形的輪廓線、軸線或?qū)ΨQ中心線引出，也可利用輪廓線、軸線或?qū)ΨQ中心線作為尺寸界線，一般與尺寸線垂直并超過尺寸線2~3mm。（2）尺寸線尺寸線用細實線繪制。線形尺寸的尺寸線必須與所標注的線段平行，尺寸線不能用其它圖線代替，一般也不得與其它圖線重合或在其延長線上。尺寸線的終端有箭頭和斜線兩形式，如圖1-12，采用斜線時，尺寸線與尺寸界線必須是直線且相互垂直，同一圖樣中箭頭大小要一致，尺寸線的終端形式應(yīng)統(tǒng)一。圖1-12尺寸線終端形式（3）尺寸數(shù)字尺寸數(shù)字不允許被任何圖線通過，當無法避免時，必須將圖線斷開。3、常用尺寸的注法表1-5尺寸注法尺寸標注的類型圖例說明

線形尺寸線形尺寸的尺寸線與所標注的線段平行；互相平行的尺寸線一般按小尺寸在內(nèi)，大尺寸在外的原則標注，且兩尺寸線之間的間隔應(yīng)大致相等；尺寸間或與尺寸界線間應(yīng)避免相交。線形尺寸的尺寸數(shù)字注寫如左圖所示，水平尺寸數(shù)字頭朝上，垂直尺寸數(shù)字頭朝左，并盡量避免在圖示30度范圍內(nèi)標注尺寸，當無法避免時可采用右圖形式標注。

角度角度尺寸的尺寸界線沿徑向引出，尺寸線是以角度頂點為圓心的圓弧線，尺寸數(shù)字一律水平書寫，一般注寫在尺寸線中斷處，必要時可注寫在尺寸線的上方、外面，也可引出標注，

圓和圓弧在直徑、半徑的尺寸數(shù)字前應(yīng)分別加注符號“￠”、“R”，如圖a、b、c，大圓弧的標注如圖d所示

小尺寸當沒有足夠地方畫箭頭或注寫尺寸數(shù)字時，可按如圖的形式標注。4、尺寸標注中常用的符號表1-6尺寸標注中常用的符號名稱符號名稱符號直徑?均布EQS半徑R埋頭孔球直徑S?沉孔或锪平球半徑SR深度厚度t45°倒角C正方形

1.2繪圖工具及儀器的使用為了提高繪圖速度，保證繪圖質(zhì)量，必須掌握繪圖工具的正確使用方法，現(xiàn)將幾種常用的繪圖工具及儀器的使用方法介紹如下：1.2.1圖板和丁字尺圖板是繪圖時用來固定圖紙的矩形木版，由板面和導邊組成，常用的有0號、1號、2號。板面必須平整，用于固定圖紙，左側(cè)作為丁字尺的導邊。圖1-13圖板和丁字尺丁字尺主要用來畫水平線，由互相垂直的尺頭和尺身組成。使用時左手按住尺頭，且緊貼圖板左導邊，根據(jù)需要上下移動用來畫水平線或?qū)D紙進行定位。1.2.2三角板每付三角板有兩塊，一塊為45度，另一塊為30——60度，兩塊三角板配合使用，可畫出已知直線的平行線和垂直線，圖1-14所示。三角板與丁字尺配合時可畫出垂直線以及與水平方向成15、30、45、60、75等角度的傾斜線，如圖1-15所示。已知直線已知直線

已知直線已知直線

圖1-14作已知直線的平行線和垂直線1.2.3圓規(guī)和分規(guī)圓規(guī)是用來畫圓和圓弧的工具。使用前應(yīng)調(diào)節(jié)好針腳，使針尖略長于鉛芯，且應(yīng)使針尖和筆尖與紙面大致保持垂直。圓規(guī)上使用的鉛芯，應(yīng)比鉛筆的鉛芯軟一號，圓規(guī)的用法如圖1-16所示。分規(guī)是等分線段、量取尺寸的工具。分規(guī)兩腳的針尖在并攏后應(yīng)能對齊，分規(guī)的使用如圖1-17所示。

圖1-15特殊角度線圖1-16圓規(guī)的用法

圖1-17分規(guī)的用法1.2.4曲線板曲線板是用來畫非圓曲線，常用曲線板如圖1-18所示。圖1-18曲線板畫圖時，應(yīng)徒手輕輕用鉛筆把所求曲線上各點大致相連，然后選擇曲線板上曲率與之相吻合的線段將徒手連成的曲線光滑地畫出，注意各段曲線的末端應(yīng)留一段不畫，以用于連接下一段曲線。1.2.5鉛筆鉛筆的鉛芯的軟硬用B或H表示，B前數(shù)字愈大，表示鉛芯愈軟；H前數(shù)字愈大，表示鉛芯愈硬。繪圖時，一般采用H、2H畫細實線、虛線、細點畫線；用HB寫字、注尺寸；用B、2B加深粗實線。鉛筆應(yīng)從沒有標號的一段開始削磨使用，鉛筆的削法如圖。圖1-19鉛筆的削磨1.3幾何作圖在繪制機械圖樣時，經(jīng)常會遇到各種復(fù)雜的圖形，它們一般都是有直線、圓、圓弧和其它非圓曲線組合而成，因此必須掌握它們的基本作圖方法。1.3.1線段的等分已知線段AB，求作任意等分（如三等分）其作圖方法如圖1-20（a）、（b）、（c）。(a)(b)（c）圖1-20線段的等分作圖步驟：1、過端點A作直線AC，與已知線段AB成任意一銳角。2、用分規(guī)在AC上截取任意相等的長度的各等份點1、2、3。3、連接3B，并過1、2、3點作3B的平行線，在AB上即得1ˊ、2ˊ各等份點。1.3.2圓周的等分1、五等分圓周和作圓的正五邊形圓的內(nèi)接正五邊形的作圖方法如圖1-21所示。圖1-21正五邊形畫法作圖步驟：（1）平分OB得中點D。（2）以D為圓心，DC為半徑作弧CE，交AB于E點。（3）以CE為邊長等分圓周，得F、G、H、I等分點，依次連接即得正五邊形。2、圓的六等分和作圓的正六邊形圓的六等分和圓的正六邊形可以用圓規(guī)或三角板與丁字尺配合作出，其作法如圖1-27所示。(a)用圓規(guī)六等分圓周(b)作圓內(nèi)接正六邊形(c)作圓外切正六邊形圖1-22作圓的內(nèi)接或外切正六邊形3、作圓的內(nèi)接正n邊形n等分鉛垂直線AE（如n=7），以A為圓心，AE為半徑作弧，交水平中心線于點I，延長連線I2、I4、I6（或I1、I3、I5），與圓周交于點B、C、D，再作出它們的對稱點，即可作出圓的內(nèi)接正n邊形。如圖1-23所示。1.3.3斜度和錐度1、斜度圖1-23作圓的內(nèi)接正n邊形圖1-24斜度的定義斜度是一直線對另一直線、一直線對另一平面或一平面對另一平面的傾斜程度。如圖1-24所示。AB對AC的斜度=H/L=（H-h）/l=tgA=1:n斜度在圖樣中的標注形式如圖1-25b所示，斜度符號用1/10字高的線繪制，斜線與水平方向成30度角，高度與圖樣中數(shù)字高相同，方向與斜度方向一致，如圖1-25a所示。(a)斜度符號（b）斜度標注圖1-25斜度符號與標注斜度應(yīng)根據(jù)給定的尺寸關(guān)系作出，其方法如圖1-26所示。(a)原圖（b）作法圖1-26斜度的作法作圖步驟：（1）在AB上取1個單位，在BC上取5個單位，作1:5斜度線。（2）過A點作斜度線的平行線。2、錐度錐度是指正圓錐底圓直徑與錐高之比。如果是圓錐臺，則為兩底圓直徑之差與錐臺高之比，如圖1-27所示：錐度=D/L=（D-d）/l==1：n錐度在圖樣上的標注如圖1-28所示。錐度符號用1/10字高的線繪制，是一個頂角為30度的等腰三角形，底邊長與圖樣中尺寸數(shù)字的高度相等，符號的指向應(yīng)與錐度的方向一致。圖形中錐度，應(yīng)根據(jù)給定的尺寸關(guān)系作出，其作法如圖1-29所示。

圖1-27錐度的定義（a）錐度的符號（b）錐度的標注圖1-28錐度的符號與標注（a）原圖（b）作法圖1-29錐度的作法作圖步驟：（1）作1:5的錐度輔助三角形。（2）過A、B點作錐度線的平行線。1.3.4圓弧連接在繪制圖樣時，經(jīng)常會遇到用一圓弧光滑地連接相鄰的已知直線或圓弧。這種用一圓弧光滑地連接相鄰兩線段的作圖方法叫圓弧連接，常用的圓弧連接有：1、連接兩已知直線用已知半徑的圓弧光滑的連接兩線段，其作圖方法如圖1-30所示。（a）已知條件（b）作圖方法圖1-30連接兩已知線段作圖步驟：（1）作與已知直線l1、l2分別相距為R的平行線，交點O即為所求弧圓心（即連接弧圓心）。（2）自O(shè)點向已知兩直線作垂線，垂足M、N為所求弧的起點和終點（即連接點）。（3）以O(shè)為圓心，R為半徑，在M、N之間畫出連接圓弧。（4）檢查、加粗。2、連接直線和圓弧用一半徑為R的圓弧連接已知直線和圓弧的作圖方法如圖1-31所示：（a）已知條件（b）作圖方法圖1-31連接直線和圓弧作圖步驟：（1）作直線l1的平行線l2（相距為R），作已知圓弧的同心圓弧，半徑為R1+R，相交與O。（2）過O點作l1的垂線，垂足為M，連接OO1，交已知圓弧于N點，M、N即為連接點。（3）以O(shè)為圓心，R為半徑，在M、N間作連接弧。（4）檢查、加粗。3、兩圓弧間的外切連接用一半徑為R的圓弧連接兩已知圓弧，使其外切于兩已知圓弧，其作圖方法如圖1-32所示。（a）已知條件（b）作圖方法圖1-32兩圓弧間的外切連接作圖步驟：（1）分別以O(shè)1、O2為圓心，R1+R、R2+R為半徑作圓弧，相交于O點，即為連接弧的圓心。（2）連接O1、O2與已知圓弧相交于M、N點，M、N為連接點。（3）以O(shè)為圓心， R為半徑，在M、N兩點間畫連接弧。（4）檢查、加粗。4、兩圓弧間的內(nèi)切連接已知兩圓弧半徑為R1、R2，作一半徑為R的圓弧內(nèi)切于R1、R2，其作圖方法如圖1-33所示。

（a）已知條件（b）作圖方法圖1-33兩圓弧間的內(nèi)切連接作圖步驟：（1）分別以O(shè)1、O2為圓心，R-R1、R-R2為半徑畫圓弧，相交于O點，即為連接弧的圓心。（2）連接OO1、OO2并延長，與已知圓弧分別相交于M、N點，M、N即為連接點。（3）以O(shè)為圓心，R為半徑，在M、N兩點間畫連接弧。（4）檢查、加粗。5、兩圓弧間的混合連接已知圓弧R1、R2，作一半徑為R的圓弧，使其與R1外切、與R2內(nèi)切，其作圖方法如圖1-34所示。（a）已知條件（b）作圖方法圖1-34兩圓弧間的混合連接作圖步驟：（1）分別以O(shè)1、O2為圓心，R1+R、R-R2為半徑畫圓弧，相交于O點，O點即為連接弧的圓心。（2）連接OO1交R1弧于M點，連接O2O并延長交R2弧于N點，M、N點即為連接點。（3）以O(shè)為圓心，R為半徑，在M、N點之間畫連接弧。（4）檢查、加粗。由上述作圖方法可以看出，圓弧連接的作圖步驟可歸納為：（1）求出連接弧的圓心。（2）定出連接點的位置。（3）在兩個連接點之間畫出連接圓弧。

1.4平面圖形的繪制1.4.1平面圖形的尺寸分析1、尺寸基準基準是標注尺寸的起點。在平面圖形中有水平和垂直方向的尺寸基準。一般平面圖形中常選用圖形的主要輪廓線、對稱圖形的對稱線、中心線等為基準線，如圖1-35所示：圖1-35平面圖形的尺寸分析2、尺寸分類尺寸按其在平面圖形中所起的作用可分為兩類：（1）定形尺寸確定圖形中組成部分形狀和和大小的尺寸稱為定形尺寸。如圖1-35中的R5、￠33、4×￠20、100、80。（2）定位尺寸確定圖形中各線段間相對位置的尺寸稱為定位尺寸。如圖1-35中的54、40。當然，有些尺寸有可能既是定形尺寸又是定位尺寸。1.4.2平面圖形的線段分析在平面圖形中，按給出的定形尺寸或定位尺寸是否齊全，平面圖形的線段一般可分為以下三類：1、已知線段具有完整的定形和定位尺寸的線段稱為已知線段。如圖1-36中的R24、￠24、R76、R22、R46、R120。2、中間線段具有完整的定形尺寸，但定位尺寸不齊全的線段稱為中間線段。如圖1-36中的R20。3