(完整word版)机械制图自编教材
项目一：制图的基本知识
第一讲《机械制图》国家标准
一．《机械制图》国家标准中的一些规定
为适应生产发展和技术交流的需要，对图样的绘制方法、绘图格式及绘图规则等作出统一的规定，为此我国在1959年发布了国家标准《机械制图》，之后又作了几次重大修改，使其进一步向国际标准化组织靠拢，有利于工程技术的国际交流。
1.图纸幅面和格式（GB/T 14689－1993）【用标准图纸演示图纸的大小】
幅面代号A0 A1 A2 A3 A4
尺寸B×L 841×1189 594×841 420×594 297×420 210×297
边框a 25
c 10 5
e 20 10
图1-1 图框格式
2.标题栏（GB/T 10609.1－1989）
通常标题栏位于图框的右下角，看图的方向应与标题栏的方向一致。（GB/T10609.1－
1989）《技术制图标题栏》规定了两种标题栏格式，图1-2是第一种标题栏的格式及分栏，这种格式与ISO7200－1984相一致。
3.比例（GB/T 14690－1993）
表1-2
种类
比例
第一系列第二系列
原值比例1:1
缩小比例1:2 1:5 1:10 1:1×10n
1:2×10n 1:5×10n
1:1.5 1:2.5 1:3 1:4 1:6
1:1.5×10n 1:2.5×10n
1:3×10n 1:4×10n 1:6×10n
放大比例2:1 5:1 1×10n:1
2×10n:1 5×10n:1 2.5:1 4:1 2.5×10n:1 4×10n:1
注：n为正整数
4.字体（GB/T 14691－1993）【板书演示作业签名字体写法】
图样上的汉字应采用长仿宋体字，字的大小应按字号的规定，字体的号数代表字体的高度。字体高度尺寸h为1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20mm。写汉字时字号不能小于3.5mm，字宽一般为h/1.5。图样中的西文字符可写成斜体或直体，斜体字的字头向右倾斜，与水平基线成75°,字宽一般为h/2。
在工程图样上填写标题栏、明细表和技术要求等栏目时，要按国标要求书写长仿宋体的汉字，材料牌号、尺寸数字等西文字符要按ISOGP字体书写。可按下述方法练习：
(1)用H或HB铅笔写字，将铅笔修理成圆锥形，笔尖不要太尖或太秃；
(2)按所写的字号用H或2H的铅笔打好底格，底格宜浅不宜深；
(3)字体的笔画宜直不宜曲，起笔和收笔不要追求刀刻效果，要大方简洁；
(4)字体的结构力求匀称、饱满，笔画分割的空白分布均匀。
图1-3 铅笔手写字体示例
5.图线(GB/T 4457.4－2002和GB/T 17450－1998)
机械制图的线型及应用(表1-3)
图线的画法在绘制虚线、点画线时，线和线相交处应为线段相交。当虚线在粗实线的延长线上时，在分界处要留空隙。点画线超出轮廓线的长度约为3mm～ 5mm。当要绘制的点画线长度较小时，可用细实线代替
粗实线铅笔的修理，粗实线是图样中最重要的图线，为了把粗实线画的均匀整齐，关键是正确的修理和使用铅笔，绘制粗实线的铅笔以HB或B的铅笔为宜。将铅芯修理成长方体形，使用时用矩形的短棱和纸面接触，长方体铅芯的宽侧面和丁字尺或三角板的导向棱面贴紧，用力要均匀，速度要慢，一遍画不黑可重复运笔
表1-3
细实线铅笔的修理和使用画细实线、虚线、点画线等细线所用的铅笔牌号为H或2H，将铅芯修理成圆锥形。当铅芯磨秃后要及时修理，不要凑合着画。绘制虚线和点画线时，初学者要数丁字尺或三角板上的毫米数，这样经过一段时间的练习后，画出的虚线或点画线的线段长才能整齐相等。
粗实线铅芯的修理和使用画粗实线圆所用的铅芯为HB铅芯。使用时要调整圆规腿的关节，使铅芯和纸面垂直侧棱和纸面均匀接触，画圆时用力要均匀，速度要慢，一遍画不黑可反方向重复一遍。
第二讲尺寸标注几何作图
一．尺寸标注（GB/T 16675.2-1996）
1.尺寸标注的基本规则（图1-8）
机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确性无关；图样中的尺寸凡以毫米为单位时，不需标注其计量单位的代号或名称，否则需标注其计量单位的代号或名称；图样中所标注的尺寸，为该图样所示机件的最后完工尺寸，否则应另附说明；机件的每一尺寸，在图样上一般只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的图形上。
此外，为了使标注的尺寸清晰易读，标注尺寸时可按下列尺寸绘制：尺寸线到轮廓线、尺寸线和尺寸线之间的距离取6mm～10mm，尺寸线超出尺寸界限2mm～3mm，尺寸数字一般为3.5号字，箭头长5mm，箭头尾部宽1mm。
图1-8 尺寸标注的基本规则
2、尺寸数字的注写方法
线性尺寸数字通常写在尺寸线的上方或中断处，尺寸数字应按图1-9所示的方向注写，并尽可能避免在图示30°范围内标注尺寸，当无法避免时应引出标注。对于非水平方向上的尺寸，其数字方向也可水平地注写在尺寸线的中断处。另外尺寸数字不允许被任何图线所通过，否则，需要将图线断开。
图1-9 线性尺寸数字的方向
角度的数字一律写成水平方向，一般注写在尺寸线的中断处，也可写在尺寸线的上方，或引出标注（图1-10）。
图1-10 角度的数字注写方法
3、尺寸标注中的符号
圆心角大于180°时，要标注圆的直径，且尺寸数字前加“φ”；圆心角小于等于180°时，要标注圆的半径，且尺寸数字前加“R”；标注球面直径或半径尺寸时，应在符号φ或R 前再加符号“S”（图1-11）。
图1-11 直径和半径符号
斜度和锥度可按图1-12所示的方法标注。斜度和锥度符号的方向应与斜度和锥度的方向一致。
图1-12 锥度和斜度的标注
在同一图形中，对于尺寸相同的孔、槽等成组要素，可仅在一个要素上标注其数量和尺寸，均匀分布在圆上的孔可在尺寸数字后加注“EQS'表示均匀分布（图1-13）。
图1-13 相同要素的尺寸标注
二、平面图形的绘制和尺寸标注
1、平面图形的线段分析
组成挂轮架平面图形的线段有的可以直接画出，如ф112、ф62等，这样的线段叫已知线段；有的线段的二个端点中只有一个端点可直接确定，而另一个端点由线段与其他线段的关系来确定，如圆弧R34、和R34相接的圆弧R142（图中R142未注出）等，这样的线段叫中间线段；有的线段二个端点都不能直接画出，要根据和线段相接的两端线段的关系来确定，如R20、R40的圆弧，两圆弧的公切线等，这样的线段叫连接线段。挂轮架的线段分析如图1-15所示。
2、平面图形的尺寸分析
挂轮架平面图形中的尺寸ф112、ф62等是确定图形几何元素形状大小的尺寸，叫定形尺寸；而R108、108、30o等是确定圆心位置的，叫定位尺寸；ф112的圆心和垂直中心线是108和30o等尺寸的起始位置，叫尺寸基准。挂轮架的尺寸分析如图1-16所示。标注尺寸可先注定形尺寸，再注定位尺寸。
3、平面图形的画图步骤
平面图形的画图步骤一般是先画定位轴线，再画已知线段，接着画中间线段，最后画连接线段，画连接线段时要精确求出线段的端点和半径。挂轮架的画图步骤如图1-17所示。
图1-15 挂轮架线段分析
图1-16 挂轮架尺寸分析
图1-17 挂轮架画图步骤
三、几何作图
1.等分已知线段
例：三等分已知线段AB。
?过端点A作任一直线AC
?用分规以任意的长度在AC上截取三等分得1、
2、3点
?连接3B
?过1、2点作3B的平行线交AB于1' 、2' 即得三等分点
2.等分圆周作多边形
1）三等分圆周和作正三角形
2）六等分圆周和作正六边形
3）五等分圆周和作正五边形
?平分半径OM得O1，以
点O1为圆心，以O1 A
为半径画弧，交ON于点O2。
?以O2 A为弦长，自A点起
在圆周依次截取得各等分点。
4）任意等分圆周和作正n边形（如正七边形）?将已知直径AK七等分。以
K点为圆心，AK为半径画
弧，交直径PQ的延长线
于M、N。
自M、N分别向AK上的各偶
数点（或奇数点）作直线并延
长，交于圆周上，依次连接各
点，得正七边形。
3.圆弧连接
1）圆弧连接的基本作图原理：
与已知直线相切的圆弧（半径为R）圆心轨迹是一条直线，该直线与已知直线平行，且距离为R。从求出的圆心向已知直线作垂直线，垂足就是切点K。
与已知圆弧（O1为圆心，R1为半径）相切的圆弧（R为半径）圆心轨迹为已知圆弧的同心圆，该圆的半径Rx，要根据相切情况而定，当两圆外切时，Rx=R1+R。当两圆内切时，Rx=|R1-R|。其切点K在两圆的连心线与圆弧的交点处。
例1用半径为R的圆弧连接两直线AB和BC，如图所示。
作图步骤：
(1) 求圆心：分别作与已知直线AB、BC相距为R的平行线，其交点为Ｏ，即为连接弧（半径R）的圆心；
(2) 求切点：自点O分别向直线AB及BC作垂线，得垂足K1和K2，即为切点；
(3) 画连接弧：以O为圆心，R为半径，自点K1至K2画圆弧，即完成作图。
例2 用半径为R的圆弧连接两已知圆弧（R1、R2），如图示
作图步骤：
(1) 求圆心：分别以O1、O2为圆心，R1＋R和R2＋R（外切时，如图（a）所示）、或R －R1和R－R2（内切时，如图（b）所示）、或R1－R和R2＋R（内、外切，如图（c）所示）为半径画弧，得交点O，即为连接弧（半径R）的圆心；
(2) 求切点：作两圆心连线O1O、O2O或O1O、O2O的延长线，与两已知圆弧（半径R1、R2）相交于点K1、K2，则K1、K2即为切点；
(3) 画连接弧：以O为圆心，R为半径，自点K1至K2画圆弧，即完成作图。
项目二：三视图的投影
第一讲投影的基本知识
一、投影的概念
投影——空间物体在光线的照射下，在地上或墙上产生的影子，这种现象叫做投影。
投影法——在投影面上作出物体投影的方法称为投影法
二、投影法的种类
1.中心投影法：
特性：投影大小与物体和投影面之间距离有关。
2.平行投影法
1）正投影法：（主要学习此种投影方法）
特性：投影大小与物体和投影面之间距离无关
2）斜投影法：投影线倾斜于投影面。
三、正投影法的主要特性
1.点的投影：
点的投影仍是一点。
2.直线的投影
直线的投影一般情况下仍为直线，在特殊情况下积聚为一点。
1）直线平行于投影面
在该面上的投影ab反映空间直线AB的真实长度。
即：ab=AB
2）直线垂直于投影面
在该面上的投影有积聚性，其投影为一点。
3）直线倾斜于投影面
在该面上的投影长度变短，即：ef=Efcosα
3.平面的投影
平面的投影一般仍是相类似的平面图形，在特殊情况下积聚为直线。
1）平面平行于投影面
投影△abc反映空间平面△ABC的真实形状。
2）平面垂直于投影面
在投影面上的投影积聚为直线。
3）平面倾斜于投影面
投影△klm面积变小。
四、物体的三面投影图
1.三面投影图的形成
三投影面体系由三个相互垂直的投影面所组成。
2.物体在三投影面体系中的投影
?正面投影—由前向后投影；
?水平面投影—由上向下投影；
?侧面投影—由左向右投影。
第二讲基本几何体的投影
一、体的投影—视图
体的投影实质上是构成该体的所有表面的投影总和。
二、三面投影与三视图
体在三投影面体系中投影所得图形，称为三视图。
正面投影为主视图
水平面投影为俯视图
侧面投影为左视图
三视图对应关系为：
主、俯视图长相等（简称长对正）
主、左视图高相等（简称高平齐）
俯、左视图宽相等且前后对应(宽相等）
三视图之间方位对应关系
主视图反映物体的上、下、左、右
俯视图反映物体的前、后、左、右
左视图反映物体的上、下、前、后
三、平面体的投影
1、常见的平面几何体
它们的表面都是由平面形围成的，因此，绘制平面立体的三视图，实质是画出组成平面立体各表面的平面形及交线的投影。
2、棱柱体的投影
1）.作图：
作图时先画反映底面实形的那个投影，然后再画其它两
面投影。
2).平面立体表面上的点：
平面立体表面上的点与平面上取点的方法相同，要判别
投影的可见性。
三、棱锥体的投影
表面上的点采用辅助线的方法作图。
结论：
1.由于平面立体的棱线是直线，所以画平面立体的投影图，就是先画出各棱线交点的投影，然后顺次连线，并注意区别可见性。
2.分析围成立体表面的平面图形的投影特性。
3.平面立体投影图中的每一条线，表达的是立体表面上一条棱线或是一个有积聚性面的投影。
4.平面立体投影图，都是由封闭的线框组成，一个封闭的线框一般代表着立体的某个面的投影。
四、回转体的投影
1、常见的回转体
回转体——一动线绕
一定直线旋转而成的
曲面，称为回转面。
由回转面或回转面与
平面所围成的立体称
为回转体。
2、圆柱体的投影
水平投影为一圆，反映顶、底圆的实形，
圆柱面上所有素线都积聚在该圆周上。
圆柱体表面上的点：
已知：正面投影上的n'、m'的投影，求其它两
面的投影。
分析：m'为可见，在前半圆柱面上，n' 为不可
见，在后半圆柱面上。其水平投影积聚在圆周
上，先求出m、n，再求m"、n"。
3、圆锥体的投影
圆锥体是由圆锥面和底面所围成的立体。圆锥面是一直母线绕与它相交的回转轴旋转而成的。
圆锥体表面上的点
例：已知圆锥体表面上一点K的正面投影k'，求另两个投影。
解1、辅助素线法：过锥顶S和已知点K
作直线S1，连s'k'与底边交于1'，然后求
出该素线的H面和W面投影s1和s" 1 "，
最后由k'求出k和k"。
解2、辅助圆法：过已知点K作纬圆，该
圆垂直于轴线，过k' 作纬圆的正面投1'2'，
然后作出水平投影k在此圆周上，由k' 求
出k，最后求出k"。
4、球体的投影
球是圆母线绕其直径回转轴旋转而成的。球的三面投影均为圆，且与球的直径相等。
例：已知A、B两点在球面上，并知a和b‘的投影，求A、B两点的另两个投影。
作图：过a作直线∥OX得水平投影12，正面投影为直
径为12的圆，a'必在此圆周上。因a可见，位于上半球，
求得a'，由a、a' 求出a"，因a 在右半球，所以a"不可
见。
因为b'处于正面投影外形轮廓线上，可由b'直接求得b、
b"。
第三讲截交线和相贯线
一、平面立体被截切
概念：
截切——用一个与立体相交的平面，截去立体的一部分。
截平面——用以截切立体的平面。
截交线——截平面与立体表面的交线。
截断面——因截平面的截切，在立体上形成的平面。
截交线的性质：截交线是一封闭的平面多边形，它是截平面与立体表面的共有线。
实质：求两平面的交线。
求截交线的方法：
空间分析：分析截平面与立体的相对位置，
确定截交线的形状。分析截平面与投影面的相对
位置。确定截交线的投影特性。
画投影图：求出平面立体上被截断的各棱
线与截平面的交点，然后顺次连直线。
求各棱线与截平面的交点的方法是棱线
法。
例1：求作四棱锥被截切后的水平投影和侧面投