工程制圖(非機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè))(于春艷)
本書(shū)是依據(jù)教育部高等學(xué)校工程圖學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)于2010年制定的《普通高等學(xué)校工程圖學(xué)教學(xué)基本要求》編寫(xiě)而成。
全書(shū)共分九章,內(nèi)容包括:制圖基本知識(shí)和技能,正投影基礎(chǔ),基本體及表面交線的投影,軸測(cè)圖,組合體,機(jī)件的表達(dá)方法,機(jī)械圖,建筑施工圖、設(shè)備施工圖等。
本教材可作為應(yīng)用型本科院校各專(zhuān)業(yè)的工程制圖課程教材(參考教學(xué)時(shí)數(shù)為56~96學(xué)時(shí)),也可作為民辦本科、高職高專(zhuān)、成人教育等教材。
另外筆者還編寫(xiě)了《工程制圖習(xí)題集》(非機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè))與本書(shū)配套使用。
適讀人群 :本教材可作為應(yīng)用型本科院校各專(zhuān)業(yè)的工程制圖課程教材(參考教學(xué)時(shí)數(shù)為56~96學(xué)時(shí)),也可作為民辦本科、高職高專(zhuān)、成人教育等教材。
《工程制圖》編者具有多年從事工程圖學(xué)教學(xué)和科研的經(jīng)驗(yàn),在長(zhǎng)期的教學(xué)中總結(jié)了一套適合學(xué)生掌握的讀圖、識(shí)圖、制圖技巧與方法,融于教材之中。《工程制圖》是初學(xué)工程制圖讀者的好老師。
于春艷,吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院基礎(chǔ)部,副教授,多年從事機(jī)械制圖、建筑制圖、工程制圖、CAD繪圖的教學(xué)工作,具有豐富的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。自制《工程制圖》多媒體課件獲吉林省教育廳技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng);自制《工程制圖》多媒體課件獲國(guó)家教育部多媒體大賽二等獎(jiǎng)
所授《工程制圖》課程為吉林省優(yōu) 秀課程。
緒論1
一、本課程的地位、性質(zhì)和任務(wù)1
二、本課程的內(nèi)容與要求1
三、本課程的學(xué)習(xí)方法1
第一章制圖的基本知識(shí)和技能3
第一節(jié)制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基本規(guī)定3
一、圖紙幅面和格式(GB/T 14689—2008)、標(biāo)題欄(GB/T 10609.1—2008)3
二、比例(GB/T 14690—1993)5
三、字體(GB/T 14691—1993)5
四、圖線(GB/T 4457.4—2002)8
五、尺寸注法(GB 4458.4—2003、GB/T 16675.2—2012)9
第二節(jié)繪圖工具及其使用13
一、圖板和丁字尺13
二、三角板14
三、圓規(guī)和分規(guī)14
四、鉛筆15
五、其他15
第三節(jié)幾何作圖17
一、等分作圖17
二、斜度和錐度18
三、圓弧連接20
第四節(jié)平面圖形的分析及畫(huà)法22
一、平面圖形的分析22
二、平面圖形的作圖步驟23
第五節(jié)徒手繪圖24
一、畫(huà)草圖的要求24
二、草圖的繪制方法24
本章小結(jié)27
復(fù)習(xí)思考題27
第二章正投影基礎(chǔ)29
第一節(jié)投影法概述29
一、投影法概述29
二、正投影的投影特性29
三、工程上常用的投影圖30
第二節(jié)點(diǎn)的投影31
一、點(diǎn)的三面投影31
二、點(diǎn)的坐標(biāo)33
三、兩點(diǎn)的相對(duì)位置和重影點(diǎn)34
第三節(jié)直線的投影35
一、各種位置直線的投影特性36
二、直線上點(diǎn)的投影特性38
三、兩直線的相對(duì)位置39
第四節(jié)平面的投影42
一、平面的表示方法42
二、各種位置平面的投影特性42
三、平面上的點(diǎn)和直線46
本章小結(jié)49
復(fù)習(xí)思考題50
第三章基本體及表面交線的投影51
第一節(jié)基本體的投影51
一、平面立體的投影51
二、曲面立體的投影52
第二節(jié)平面與立體相交57
一、平面與平面立體相交57
二、平面與曲面立體相交60
第三節(jié)立體與立體相貫64
一、相貫線的畫(huà)法64
二、相貫線的特殊情況68
本章小結(jié)69
復(fù)習(xí)思考題70
第四章軸測(cè)圖71
第一節(jié)軸測(cè)圖的基本概念71
一、軸測(cè)圖的形成71
二、軸間角與軸向伸縮系數(shù)71
三、軸測(cè)圖的基本性質(zhì)72
四、軸測(cè)圖的分類(lèi)72
第二節(jié)正等軸測(cè)圖72
一、正等軸測(cè)圖的軸間角和軸向伸縮系數(shù)73
二、正等軸測(cè)圖的畫(huà)法73
第三節(jié)斜二軸測(cè)圖79
一、斜二軸測(cè)圖的軸間角和軸向伸縮系數(shù)79
二、斜二軸測(cè)圖的畫(huà)法79
第四節(jié)軸測(cè)草圖的畫(huà)法81
一、繪制草圖的幾項(xiàng)基本技能81
二、繪制軸測(cè)草圖的注意事項(xiàng)83
本章小結(jié)85
復(fù)習(xí)思考題85
第五章組合體87
第一節(jié)組合體的構(gòu)成及形體分析87
一、組合體的構(gòu)成形式87
二、形體分析與線面分析87
三、組合體相鄰表面之間的連接關(guān)系88
第二節(jié)組合體三視圖的畫(huà)法89
一、以疊加為主的組合體三視圖的繪圖方法和步驟89
二、以切割為主的組合體三視圖的畫(huà)圖方法和步驟92
第三節(jié)組合體的尺寸標(biāo)注93
一、尺寸的種類(lèi)及尺寸基準(zhǔn)93
二、組合體的尺寸標(biāo)注94
第四節(jié)組合體視圖的識(shí)讀99
一、讀圖要點(diǎn)99
二、形體分析法識(shí)讀組合體視圖104
三、線面分析法識(shí)讀組合體視圖104
四、補(bǔ)圖、補(bǔ)漏線106
本章小結(jié)109
復(fù)習(xí)思考題110
第六章機(jī)件的表達(dá)方法111
第一節(jié)視圖111
一、基本視圖111
二、向視圖112
三、局部視圖和斜視圖113
第二節(jié)剖視圖114
一、剖視圖的概念115
二、剖視圖的畫(huà)法115
三、剖視圖的種類(lèi)117
四、剖切面的種類(lèi)和剖切方法120
第三節(jié)斷面圖124
一、斷面圖的概念124
二、移出斷面圖124
三、重合斷面圖126
第四節(jié)局部放大圖和其他表達(dá)方法126
一、局部放大圖126
二、規(guī)定畫(huà)法和簡(jiǎn)化畫(huà)法126
第五節(jié)綜合舉例129
一、泵體的形體分析130
二、分析兩種表達(dá)方案131
第六節(jié)第三角投影法簡(jiǎn)介132
一、第三角投影基本知識(shí)132
二、基本視圖的配置133
本章小結(jié)134
復(fù)習(xí)思考題135
第七章機(jī)械圖137
第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)件與常用件137
一、螺紋和螺紋緊固件137
二、鍵連接141
三、銷(xiāo)連接143
四、齒輪143
五、滾動(dòng)軸承145
第二節(jié)零件圖147
一、零件圖的內(nèi)容148
二、零件圖的視圖選擇148
三、零件圖的尺寸標(biāo)注149
四、零件圖技術(shù)要求的注寫(xiě)152
五、讀零件圖155
第三節(jié)裝配圖157
一、裝配圖的內(nèi)容157
二、讀裝配圖158
三、由零件圖畫(huà)裝配圖159
本章小結(jié)165
復(fù)習(xí)思考題165
第八章建筑施工圖166
第一節(jié)概述166
一、房屋的組成及其作用166
二、房屋施工圖的分類(lèi)167
三、建筑施工圖的一般規(guī)定167
第二節(jié)總平面圖170
一、總平面圖的形成及作用170
二、常用圖例170
三、總平面圖的圖示內(nèi)容170
四、總平面圖的識(shí)讀171
第三節(jié)建筑平面圖172
一、建筑平面圖的形成、作用及分類(lèi)172
二、建筑平面圖中常用的圖例172
三、平面圖的圖示內(nèi)容172
四、建筑平面圖的識(shí)讀174
五、建筑平面圖的畫(huà)圖步驟174
第四節(jié)建筑立面圖180
一、建筑立面圖的形成、作用及分類(lèi)180
二、建筑立面圖的圖示內(nèi)容180
三、建筑立面圖的識(shí)讀181
四、建筑立面圖的畫(huà)圖步驟181
第五節(jié)建筑剖面圖182
一、建筑剖面圖的形成及作用182
二、建筑剖面圖的圖示內(nèi)容182
三、建筑剖面圖的識(shí)讀183
四、建筑剖面圖的畫(huà)圖步驟183
第六節(jié)建筑詳圖184
一、概述184
二、外墻剖面詳圖184
本章小結(jié)186
復(fù)習(xí)思考題186
第九章設(shè)備施工圖187
第一節(jié)給水排水施工圖187
一、室內(nèi)給水排水系統(tǒng)的組成187
二、給水排水施工圖的一般規(guī)定188
三、給水排水平面圖189
四、給水排水系統(tǒng)圖190
五、管道上的構(gòu)配件詳圖192
六、室內(nèi)給水排水工程圖的閱讀193
第二節(jié)采暖施工圖198
一、室內(nèi)采暖系統(tǒng)的組成198
二、采暖工程圖的一般規(guī)定199
三、采暖平面圖199
四、采暖系統(tǒng)圖201
五、詳圖202
六、室內(nèi)采暖工程圖的閱讀203
第三節(jié)電氣施工圖206
一、電氣施工圖的組成206
二、電氣施工圖的一般規(guī)定206
三、室內(nèi)電氣平面圖208
四、室內(nèi)電氣系統(tǒng)圖209
五、建筑電氣工程圖的閱讀210
本章小結(jié)214
復(fù)習(xí)思考題214
附錄215
主要參考文獻(xiàn)228
三、軸測(cè)圖的基本性質(zhì)
軸測(cè)圖是用平行投影法繪制的,所以具有平行投影的性質(zhì)。
1.物體上平行于投影軸(坐標(biāo)軸)的線段,在軸測(cè)圖中平行于相應(yīng)的軸測(cè)軸,并有相同的伸縮系數(shù)。
2.物體上互相平行的線段,在軸測(cè)圖上仍互相平行。
3.物體上與投影軸相平行的線段,在軸測(cè)投影中可沿相應(yīng)軸測(cè)軸的方向直接度量尺寸。所謂“軸測(cè)”就是沿軸向測(cè)量尺寸。
注意:與坐標(biāo)軸都不平行的線段,具有與之不同的伸縮系數(shù),不能直接測(cè)量與繪制,只能按“軸測(cè)”的原則,根據(jù)端點(diǎn)坐標(biāo)作出兩端點(diǎn)連線畫(huà)出。
四、軸測(cè)圖的分類(lèi)
1.正軸測(cè)
正軸測(cè)圖中,三個(gè)軸向伸縮系數(shù)均相等的稱(chēng)為正等軸測(cè)圖;兩個(gè)軸向伸縮系數(shù)相等的稱(chēng)為正二軸測(cè)圖;三個(gè)軸向伸縮系數(shù)各不相等的稱(chēng)為正軸三測(cè)圖。
2. 斜軸測(cè)
斜軸測(cè)圖中,三個(gè)軸向伸縮系數(shù)均相等的稱(chēng)為斜等軸測(cè)圖;兩個(gè)軸向伸縮系數(shù)相等的稱(chēng)為斜二軸測(cè)圖;三個(gè)軸向伸縮系數(shù)各不相等的稱(chēng)為斜三軸測(cè)圖。
工程中用的較多的是正等軸測(cè)和斜二軸測(cè)。本章只介紹這兩種軸測(cè)圖的畫(huà)法。
第二節(jié) 正等軸測(cè)圖
當(dāng)物體上的三根參考直角坐標(biāo)軸與軸測(cè)投影面的傾角相同時(shí),用正投影法得到的單面投影圖稱(chēng)為正等軸測(cè)圖。
一、正等軸測(cè)圖的軸間角和軸向伸縮系數(shù)
正等軸測(cè)圖的軸間角∠X1O1 Y1=∠X1O1Z1= Y1O1Z1=120°,一般O1Z1軸畫(huà)成鉛垂方向,O1X1、O11Y分別與水平線成30°。各軸向伸縮系數(shù)都相等, p=q=r≈0.82,為了作圖簡(jiǎn)便,常采用簡(jiǎn)化系數(shù),即p=q=r=1。采用簡(jiǎn)化系數(shù)作圖,沿各軸向所有的尺寸都用真實(shí)長(zhǎng)度量取,簡(jiǎn)潔方便,但畫(huà)出的圖形沿各軸向的長(zhǎng)度都分別放大了約1.22倍。如圖4—3所示為四棱柱正等軸測(cè)圖,其中圖4—3a為投影圖;圖4—3b表示正等軸測(cè)圖中軸測(cè)軸的方向;圖4—3c按軸向伸縮系數(shù)所畫(huà)的正等軸測(cè)圖比圖4—3d按簡(jiǎn)化系數(shù)畫(huà)出的正等軸測(cè)圖圖放大了1.22倍。
(a)投影圖 (b)軸測(cè)軸與軸間角 (c)軸向伸縮系數(shù):p =q=r=0.82 (d)軸向伸縮系數(shù):p=q=r=1
圖4-3 正等軸測(cè)圖
二、正等軸測(cè)圖的畫(huà)法
1. 平面立體正等軸測(cè)圖的畫(huà)法
繪制平面立體軸測(cè)圖,可根據(jù)物體的形狀特征,選擇各種不同的作圖方法,如坐標(biāo)法、疊加法、切割法等。下面舉例說(shuō)明三種方法的畫(huà)法。
(1)坐標(biāo)法
根據(jù)物體的特點(diǎn),選定適合的坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)軸,然后沿軸向量取各點(diǎn)的坐標(biāo)值,按照物體上各頂點(diǎn)的坐標(biāo)值畫(huà)出其軸測(cè)投影,依次畫(huà)出立體表面上各點(diǎn)的軸測(cè)投影,再連點(diǎn)成線,連線成圖的方法,即完成物體軸測(cè)投影的方法稱(chēng)為坐標(biāo)法。
【例4-1】 如圖4-4a所示,已知正五棱柱的兩視圖,用簡(jiǎn)化系數(shù)畫(huà)正五棱柱的正等軸測(cè)圖。
(a)定坐標(biāo)軸 (b)畫(huà)軸測(cè)軸,畫(huà)頂面 (c)畫(huà)可見(jiàn)棱線及底邊 (d)畫(huà)底邊,檢查、加深
圖4-4 坐標(biāo)法畫(huà)五棱柱的正等軸測(cè)圖
分析 正五棱柱左右對(duì)稱(chēng),為作圖方便,將XOY坐標(biāo)面放置在頂面上,將坐標(biāo)原點(diǎn)O定在五邊形后邊線AB的中點(diǎn),以五邊形的后邊線AB及五邊形高度線OD為OX軸和OY軸,這樣便于直接測(cè)量頂面?zhèn)頂點(diǎn)的坐標(biāo),從頂面開(kāi)始作圖。
作圖步驟如下:
①定出坐標(biāo)原點(diǎn)及坐標(biāo)軸,如圖4—4a所示;
②畫(huà)出軸測(cè)軸O1X1、O1Y1,由于頂點(diǎn)A和B在OX軸上,可直接量取X1尺寸并在O1X1作出A和B。頂點(diǎn)D在O1Y1軸上,量取Y1尺寸在O1Y1軸上作出D。如圖4—4b所示。
沿O1Y1軸量Y2,得點(diǎn)M,過(guò)點(diǎn)M作O1X1軸的平行線,向兩側(cè)量取X2,得點(diǎn)C和E;順次連接點(diǎn)A、B、C、D、E、A,即為正五棱柱頂面的軸測(cè)圖。
③由A、E、D、C各點(diǎn)向下畫(huà)出各可見(jiàn)棱線,如圖4—4c所示。
④沿各棱線量取五棱柱的高度尺寸,確定可見(jiàn)底邊各頂點(diǎn)的軸測(cè)投影,順次連出正五棱柱各可見(jiàn)底邊,即完成正五棱柱正等測(cè)底稿的全部作圖。檢查,加粗諸可見(jiàn)輪廓線,即完成全圖,如圖4—4d所示。
(2)疊加法
把物體看做由幾個(gè)基本體構(gòu)成,畫(huà)圖時(shí),從大到小,采用疊加方法,逐個(gè)畫(huà)出各基本體軸測(cè)投影,分析整理各構(gòu)成部分之間的連接關(guān)系,從而完成物體的軸測(cè)圖,這種方法稱(chēng)為疊加法。
【例4-2】 如圖4—5a所示,已知形體的兩面視圖,畫(huà)其正等軸測(cè)圖。
(a)投影圖 (b)畫(huà)下方四棱柱頂面軸測(cè)投影 (c)畫(huà)下方四棱柱的軸測(cè)圖
(d)在下方四棱柱頂面確定上方 (e)畫(huà)三棱柱軸測(cè)圖 (f)檢查、加深
四棱柱位置,并畫(huà)其軸測(cè)圖
圖4—5疊加法畫(huà)正等測(cè)
分析 從圖4—5a所示的兩視圖中可以看出,這是由兩個(gè)四棱柱和一個(gè)三棱柱疊加而形成的形體,對(duì)于這類(lèi)形體,適合用疊加法求作。
作圖步驟如下:
①根據(jù)圖4—5a視圖中給出的尺寸,首先畫(huà)出下方四棱柱的底面的軸測(cè)投影,如圖4—5b所示。
②通過(guò)下方四棱柱底面各個(gè)頂點(diǎn)畫(huà)出其高度線,并畫(huà)出下方四棱柱頂面的軸測(cè)投影,結(jié)果如圖4—5c所示。
③同樣方法,在下方四棱柱的頂面上確定上方四棱柱的位置,并在圖4—5a中量取上方四棱柱的高度尺寸,畫(huà)出上方四棱柱的軸測(cè)投影,擦除各不可見(jiàn)的輪廓線,結(jié)果如圖4—4d所示。
④由于三棱柱的高度和長(zhǎng)度尺寸在軸測(cè)圖中均已確定,故只需在圖4—5a中量取三棱柱的寬度尺寸Y3,即可畫(huà)出三棱柱的軸測(cè)投影,如圖4—4e所示。
⑤底稿完成后,經(jīng)校核無(wú)誤,清理圖面,按規(guī)定加深圖線,作圖結(jié)果如圖4—5f所示。
(3)切割法
平面立體中,多數(shù)可以設(shè)想為由四棱柱切割而成,為此,可先畫(huà)出四棱柱的正等軸測(cè)圖后,再進(jìn)行切割,從而完成物體的軸測(cè)圖,這種方法稱(chēng)為切割法。
[例4-3] 如圖4—6a所示,已知形體的三視圖,畫(huà)其正等軸測(cè)圖。
(a)三視圖及形體分析 (b)畫(huà)四棱柱
(c)切割梯形柱 (d)切割四棱柱槽 (e)校核、清理圖面、加深
圖4-6 切割法畫(huà)正等測(cè)
分析 圖4—6a所示的三視圖中添加紅色雙點(diǎn)畫(huà)線后的外輪廓所表示的形體是一個(gè)四棱柱,在四棱柱的左上方被一個(gè)正垂面和一個(gè)水平面截切掉一個(gè)梯形四棱柱,之后再用兩個(gè)前后對(duì)稱(chēng)的正平面和一個(gè)側(cè)垂面在其下方切掉一個(gè)四棱柱形成矩形槽。本題適合用切割法求作。
作圖步驟如下:
② 首先畫(huà)出未切割時(shí)的四棱柱的軸測(cè)投影,如圖4—6b所示。
②從圖4—6a中量取尺寸,用正垂面、水平面切割四棱柱,畫(huà)出切割梯形四棱柱后形成的L形柱體,如圖4—6c所示。
③從圖4—6a中量取尺寸畫(huà)出矩形槽的軸測(cè)投影,如圖4—6d所示。
④校核已畫(huà)出的軸測(cè)圖,擦去作圖線和不可見(jiàn)輪廓線,清理圖面,按規(guī)定加深圖線,作圖結(jié)果如圖4—6e所示。
2. 曲面體正等軸測(cè)圖的畫(huà)法
(1)平行于坐標(biāo)面的圓的畫(huà)法
平行于坐標(biāo)面的圓與軸測(cè)投影面是傾斜的,所以其軸測(cè)投影是橢圓。橢圓的畫(huà)法常用近似畫(huà)法——四心法作圖,作圖方法和步驟如圖4—7中的紅色圖形所示:
(a)作坐標(biāo)軸和外切正方形 (b)畫(huà)軸測(cè)軸,按圓的 (c)求四個(gè)圓心 (d)畫(huà)四段圓弧完成
外切正方形畫(huà)出菱形 橢圓
圖4-7 平行于H面的圓的正等軸測(cè)橢圓的近似畫(huà)法
①如圖4—7a所示,在投影圖上畫(huà)坐標(biāo)軸,將原點(diǎn)設(shè)置在圓心的位置。作圓的外切正方形ABCD,得切點(diǎn)1、2、3、4。
②如圖4—7b所示,畫(huà)出軸測(cè)軸O1X1、O1Y1,從原點(diǎn)O1分別量取圓的半徑,得Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四點(diǎn),再由它們作軸測(cè)軸O1X1、O1Y1的平行線,交得一個(gè)菱形A1B1C1D1,即為圓的外切正方形ABCD的軸測(cè)投影。