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《机械制图》模块五组合体
模块五组合体
模块导读:
学习目标:
1、掌握叠加组合体中不同表面连接方式的投影特点。
2、掌握组合体的画图方法和步骤。
3、熟练掌握组合体的读图方法和步骤。
4、具备识读和绘制组合体三视图及正确标注尺寸的能力。
学习内容:
1、组合体的组合形式
2、画组合体的视图
3、组合体的尺寸标注
4、识读组合体视图
由一些简单立体组成的较复杂的物体,我们称为组合体。
组合体更近似于机器零件。
通过前几章点、线、面和基本几何体投影知识的学习。
本章将进一步研究画、读组合体视图的方法、步骤及有关尺寸标注等问题。
任务一组合体的组合形式
组合体的形状有简有繁,千差万别;但就其组合方式来说,不外乎叠加、切割和综合三种基本组合方式。
如图5-1所示,图a为叠加式,图b为切割式,图c为综合式。
(c)
图5-1组合体的组合形式
一、叠加
叠加式组合是由基本几何体叠加而成。
按照形体表面接触的方式不同,又可分为相接、相切、相贯三种。
形体分析法分析组合体是由哪些基本体组合而成的,同时分析基本体的形状、组合形式和相对位置,弄清组合体的形体特征,这种分析方法称为形体分析法。
1、相接
当两形体的表面以平面的方式相互接触为相接。
因此它们的分界线或为直线,或为平面曲线。
只要知道了它们所在的平面位置,就可以画出它们的投影来
(1)形体分析可以看成由上、下两个长方体叠加而成。
如。
图5-1所示。
(2)视图分析当两形体表面平齐,结合处不画分界线如图5-2a所示。
当两形体表面不平齐,在结合处应画分界线。
如图5-2b所示。
图5—2相接
2、相切
图5-3为套筒的轴测图和三视图。
(1)形体分析可以把看成是由“支耳”与“圆筒”两部分相切叠加而成。
如图45—3。
(2)视图分析由于两形体相切,在相切处是光滑过渡的,二者之间没有分界线,所以相切处不画出切线。
从主视图和左视图看,“支耳”只是根据俯视图上切点的位置而画到相切位置,但不画出切线。
如图4-3b。
图5—3形体表面连接关系——相交的画法图5—4形体表面连接关系——相交的画法
3、相交
相交是指两基本体的表面相交所产生的交线(截交线或相贯线),基本体相交时,应画出交线的投影,如图5-4所示。
4、形体表面的几种连接关系实例
如图5—5所示。
图5—5形体表面的几种连接关系
注:
(1)只有平面与曲线相切的平面之间才会出现相切情况。
(2)画图时,当曲面相切的平面,或两曲面的公切面垂直于投影面时,在该投影面上投影要画出相切处的转向投影轮廓线,否则则不应该画出公切面的投影。
见图5-6。
图5—6
二、切割
切割式组合体可以看成是在基本几何体上进行切割、钻孔、挖槽等所构成的形体。
图5—7所示,该形体可看作由一个长方体进行两次切割而成。
第一次用一个正垂面切去一个三棱柱,第二次在左前方用一个铅锤面切去一个三棱柱。
图5—7切割体
三、综合
常见的组合体大都是综合式组合体。
既有叠加又有切割。
例如图5-8中的形体就是综合式的。
图5—8切割式组合体
任务二组合体视图的画法
一、组合体的分析方法
任何复杂的机器零件,都可以看成是由若干个基本几何体所组成。
画、看组合体的视图时,通常按照组合体的结构特点和组成部分的相对位置,把它划分为若干个基本几何体(这些基本体可以是完整的,也可以是不完整的),并分析各基本体之间的分界线的特点和画法,然后组合起来画出视图或想象出其形状。
这种分析组合体的方法叫做形体分析法。
形体分析法是画图和读图的基本方法。
图5—9a所示。
支座由大圆筒、小圆筒、底板和肋板组成。
大圆筒与底板相接,底板的底面与大圆筒底面共面;底板的侧面与大圆筒的外圆柱面相切;肋板叠加在底板的上表面,右侧与大圆筒相交,其表面交线为A、B、C、D。
其中D为肋板斜面与圆柱面相交产生的椭圆弧;大圆筒与小圆筒的轴线正交,两圆筒相贯连成一体。
因此两者的内外圆柱相交处都有相贯线。
(a)轴测图(b)形体分析(c)视图
图5—9形体分析和视图
这样,可以把一个复杂的物体,分解为几个简单的基本几何体,然后画出或看懂各基本形体的投影及其相互关系,从而看懂或画出组合体的视图。
二、画图运用举例
画组合体三面图之前要熟悉形体,对体进行分析,弄清组合体的形状、结构特点及其表面之间的相互关系。
再根据组成部分之间的分界线特点,为画视图做准备。
1.形体分析
如图5-10a、b所示,将组合体假想分解为由底板Ⅰ、圆筒Ⅱ、支撑板Ⅲ和肋板Ⅳ组成。
这四部分以叠加的方式组合,其中Ⅰ与Ⅲ后表面平齐共面,两侧面相交;Ⅲ的两侧面与Ⅱ的外圆柱面相切,下圆柱面与Ⅳ的上面结合;Ⅳ与Ⅰ叠加。
图5—10轴承座
2.视图的选择
选择视图首先确定主视图的投射方向,它的确定对各投影图的影响较大。
通常要求主视图最能反映组合体的整体形状特征及各组成部分的形状特征和相对位置;并尽可能使形体上主要面平行于投影面,以便获得最好的实形性;而且使相应的其他投影图虚线最少。
同时还要考虑组合体的自然(或工作)安放状态。
图5-10a中轴承座是按自然位置安放的,A、B、C、D四个方向都可以作为主视方向考虑。
但A向最能反映底板、圆筒、支撑板和肋板四部分的左右、上下的相对位置,圆筒、支撑板的形状特征,缺点是不能反映前后位置和支撑板及肋板的形状;B向能反映肋板的形状及其与底板、支撑板、圆筒组合的相对位置;C向所得主视图与A向相反,由于支撑板挡住肋板和底板,图中会出现较多的虚线,因此不如A向;D向与B向一样具有明显的组合特征,但相应的左侧立面图中有虚线,因此不如B向。
由上分析A向、B向都可作主视方向,A向形状特性明显而B向组合特征充分。
现选A向作为主视方向。
3.画图步骤
(1)选定比例,确定图幅
主视图方向确定后,便要根据组合体的大小按标准选择适当的作图比例和图幅的大小。
一般情况下,
尽可能选用原值比例1︰1,图幅则要根据所画三视图的面积以及标注尺寸和标题栏所需的空间而定。
(2)布置视图
布图时要均匀、美观。
首先根据三视图的大小和尺寸,画出各投影图的基准线以确定其位置。
(3)画底稿
运用正投影和基本体的投影规律,逐个画出各基本体的三面图。
一般按先主(主要形体)后次(次要形体),先大(形体)后小(形体),先实(体)后虚(挖去的槽、孔等),先外(轮廓)后内(细部),先曲(线)后直(线)的顺序作图。
每叠加(切割)一个基本体,就要分析与已画的其他基本体的组合方式和表面连接关系,从而修正多画或少画的线。
这种三个投影配合的画法能避免遗漏,提高正确率和作图速度。
(4)整理、检查、描粗加深图线
底稿完成后,应经过仔细检查,再将所绘的三视图与组合体进行对照。
组合体是一个完整的形体,而形体分析将其分解成多个基本体只是一种人为的假想。
要还原组合体的完整性,就要注意检查各基本形体的相对位置,组合方式和表面连接关系,不要多线或少线,消除人为分解的痕迹。
在修正无误后再根据制图标准用规定的线型加深,加深次序是:
先上后下先左后右,先细后粗,先曲后直;当几种图线发生重合时,应按粗实线、虚线、细点画线、细实线顺次取舍。
(5)标注尺寸,完成全图
三、画图示例
1、叠加型组合体视图的画图步骤
例5-1画出图5-10a所示轴承座的三视图。
图5-10b所示为轴承座的形体分析,它的画图步骤如图5-11所示。
图5—11轴承座画图步骤
2、切割式组合体的画图步骤
在画切割型组合体的三视图时,应先进行形体复原画出未切割前的形体投影,然后依次切割,每切割一部分时,也应先从这一形体的特征投影画起,再画其他投影。
为避免错误,每切割一次后,要将被切去的图线檫去。
其余的作图与叠加型组合体基本相同。
例5-2作出图5-12f所示形体的三视图。
图5-12是一切割型组合体的形体分析,图5-13为其三视图的画图步骤。
图5-12切割型组合体的形体分析
图—13切割型组合体的画图步骤
例5-3画出图5-14(a)所示组合体的三视图。
(a)(b)
图5—14切割型组合体的轴测图
(a)(b)
(c)(d)
(e)
图5—14切割型组合体的画图步骤
任务三组合体的尺寸标注
视图只能表示组合体的形状,而组合体各组成部分的大小及相对位置还需通过由尺寸标注才能够确定。
一、基本要求
在组合体的视图上标注尺寸,应做到正确、齐全、清晰、合理。
1、正确尺寸标注必须符合国家标准《机械制图尺寸注法》(GB/T4458.4—1984)的规定。
2、齐全所注各类尺寸应齐全,做到不遗漏,不重复。
3、清晰尺寸布置的位置要恰当、整齐、清晰,尽量注写在最明显的地方,便于看图。
4、合理所注尺寸应符合设计和制造、装配等工艺要求,并使加工、测量、检验方便。
二、尺寸基准
标注尺寸的起点位置称为尺寸基准(简称基准)。
组合体具有长、宽、高三个方向的尺寸,标注每一个方向的尺寸都应先选择好基准。
标注时,通常选择组合体的底面、端面,对称面、轴心线、对称中心线等作为基准。
图5-15a所示的轴承座的尺寸基准是:
长度方向尺寸以对称面为基准;宽度方向尺寸以后端面为基准;高度方向尺寸以底面为基准,如图5-15b所示。
(a)
(b)
图5—15支架的尺寸基准
三、尺寸种类
组合体是由若干基本几何体按一定的位置和方式组合而成,因此在视图上除了要决定基本体的大小外,还需要解决它们之间的相对位置和组合体本身的总体尺寸。
所以,组合体的尺寸包括下列三种:
(1)定形尺寸表示各基本体大小(长、宽、高)的尺寸。
如图5-16a中哦的尺寸80、48、40、4、12及3×Ф10是定形尺寸,图5-16(除36外)、图5-16c的尺寸均为定形尺寸。
(2)定位尺寸表示各基本体之间相对位置(上下、前后、左右)的尺寸。
如图5-16a、b中底板孔的定位尺寸60、28、10及竖板孔的定位尺寸36等。
(3)总体尺寸表示组合体总长、总宽、总高的尺寸。
总体尺寸有时在标注定形尺寸、定位尺寸时已经得到,就不必再标注。
如图5-16e所示,底板总长尺寸80,总宽尺寸48,而该形体的总高尺寸由48和R18间接得到。
(a)底板的尺寸
(b)竖板的尺寸(c)肋板的尺寸
(d)各基本体之间的定位尺寸(e)总体尺寸
图5—16尺寸分析
图5-16a、b、c、d表示了对支座进行形体分析后各组成部分应有的尺寸。
图5-15b标注了支架的全部尺寸。
四、基本方法
标注组合体尺寸的基本方法是形体分析法。
保证尺寸标注完整,最适宜的办法是应用形体分析法。
就是说将组合体分解为若干个简单的基本形体,然后注出确定各基本体位置关系的定位尺寸,再逐个地注出这些基本形体的定形尺寸,最后注出组合体的总体尺寸。
五、标注步骤
组合体尺寸的标注,归纳起来可按如下步骤进行:
(1)分析组合体由哪些基本形体组成。
(2)选择组合体长、宽、高每个方向的主要尺寸基准。
(3)标注各基本形体相对组合体基准的定位尺寸。
(4)标注各基本形体的定形尺寸。
(5)标注组合体的总体尺寸。
(6)检查、调整尺寸。
对标注的尺寸进行检查、整理、调整、把多余的和不适合的尺寸去掉。
五、标注尺寸注意问题
标注组合体视图的尺寸,除了要求完整、准确地注出三类尺寸以外,还要注意尺寸的布置,使其标注清晰,以便阅读。
因此,在标注尺寸时,除应严格遵守国家标准的有关规定外,通常要注意以下几点:
(1)为基本形体的定形尺寸和有关的定位尺寸,要尽量集中标注在一个或两个视图上,这样集中标注便于看图。
(2)尺寸应注在表达形体特征最明显的视图上,并尽量避免标注在虚线上;
(3)对称结构的尺寸,一般应对称标注,如图5-17所示;
(a)(b)
图5-17对称尺寸的标注法
(a)正确(b)错误
(4)尺寸应尽量注在视图外边,布置在两个视图之间,如图5-18所示;
(a)(b)
图5-18尺寸标注要清晰
(a)清晰(b)不清晰
(5)圆的直径一般注在投影为非圆的视图上,圆弧的半径则应标注在投影为圆弧的视图上,如图5-19所示;
(a)(b)
图5-19圆孔与圆弧的注法
(a)正确(b)错误
(6)由于形体在相交时的交线是自然形成的,故交线上不应直接标注尺寸。
对于被截切后的基本形体,除标出基本形体自身的尺寸外,还需注出确定截平面位置的尺寸。
对于两相贯体的尺寸,除注出两相交基本体各自的尺寸外,还需注出彼此间的相对位置,如图5-20所示。
(a)(b)
(c)(d)
图5-20截切体与相贯体的尺寸标注
六、常见结构的尺寸标注法
如图5-21所示。
(a)
(b)
(c)
图5-21常见底板、端盖的尺寸标注
任务四读组合体视图
画图是根据正投影法把实物或想象(设计)中的物体用线框和图线把空间物体表达在图纸上,是一种从空间形体到平面图形的表达过程。
而读图是根据组合体的视图,通过分析视图上的线框和图线的意义,想象出它的空间形状。
这两个的思维过程是互逆的,且有密切联系、相互促进提高的两个过程。
一、读图的基本要领
1、将几个视图联系起来读图
在工程图样中,组合体的形状是通过几个视图来表达的。
每个视图只能反映机件一个方向的形状,由于一个或两个视图不一定能够确定组合体的形状。
因此要弄清机件的整体形状,就必须用几个视图来表达。
所以读图时必须将给出的全部视图联系起来分析,才能判断出它的形状。
如图5-22和5-23所示。
图5—22由一个视图可以构思出不同的物体
图5—23由两个视图可以构思出不同的物体
2、善于抓住视图形状与位置特征进行分析
读图时,必须抓住反映形状和位置特征明显的视图进行分析。
如图5—24所示,主、俯视图的I和Ⅱ两部分哪个凸起,哪个凹进无法确定。
而左视图明显反映了位置特征,只要把主、左两个视图联系起来,就容易看出是右边的物体。
图5—24
3、明确视图中线框和图线的含义
视图中每个封闭线框通常表示物体上的一个表面(平面或曲面)或孔的投影。
视图中的每条图线则可能是平面或曲面的积聚性投影,也可能是线的投影。
因此,必须将几个视图联系起来对照分析,才能明确视图中的线框和图线的含义。
(1)线框的含义视图中每个封闭的线框可能表示三种情况:
1)平面。
如图4-18所示,主视图中的线框B'对着俯视图中的斜线B,表示四棱柱左前棱面的投影。
2)曲面。
线框D'对着俯视图中的圆线框D,表示一个圆柱面的投影。
3)基本形体。
如俯视图中的四边形,对照主视图可知为一四棱柱。
(2)图线的含义视图中的每条图线,可能表示三种情况:
1)垂直于投影面的平面或曲面的投影。
图4-18b俯视图中的直线A,对应着主视图中的四边形A',它是四棱柱右前棱面(铅垂面)的投影;俯视图中的圆D,对应着主视图中的D'线框,表示一个圆柱面(曲面)。
2)两个面交线的投影。
图4-18b主视图中的直线F'对应着俯视图中积聚成一点的F,它是四棱柱右前和右后两棱面交线的投影。
3)回转体转向轮廓线的投影。
图4-18b主视图中的直线G',对应着俯视图圆框中的最左点G,显然,它表示的是圆柱面对正面的转向轮廓线。
用同样的方法也可以分析其它图线的性质。
图5—25线框和图线的含义
二、读图的基本方法
读图的基本方法有两种,一种叫做形体分析法,一种叫做线面分析法。
(一)形体分析法
读图的基本方法与画图一样,主要也是运用形体分析法。
在读图时,根据组合体各个视图的特点,将视图分成若干部分,再根据投影特性,逐个找出各个基本体在其它视图的投影,确定各基本体的形状以及各基本体之间的相对位置,最后想象出组合体的整体形状。
用形体分析法读图的步骤可用四个字概括:
“分”、“找”、“想”、“合”。
“分”即从明显的视图着手,按线框把视图视图分成几部分,空间意义即把形体分成几部分。
“找”即按照“长对正、高平齐、宽相等”找出各部分对应的其他投影。
“想”即根据各部分的投影想象出各部分形状。
“合”即根据各部分的相对位置想象出整体形状。
例5-4如图5-26a所示组合体的三视图,试读视图,想象其空间形状。
第一步“分”:
划线框,分形体从主视图入手,将该组合体按线框分成三部分,如图5-26a。
第二步“找”:
从主视图出发,分别把每个线框所对应的其他投影找出来,就可确定有个线框所表示的简单形体的形状及它们之间的相互位置(图5-26b~e)。
第三步“想”:
根据每一部分的视图先看大体,再看细节。
逐个想象出基本体的形状和它们之间相互位置。
第四步“合”:
确定了各个形体的形状和相互位置后,就可综合想象出整个组合体的形状,如图5-26g。
(a)(b)
(c)(d)
(e)(f)(g)
图5—26用形体分析法读图
(二)线面分析法
在读图时,对比较复杂的组合体不易读懂的部分,在采用形体分析法的基础上,还可使用线面分析法来帮助想象和读懂这些局部的形状。
线面分析法就是运用线面的投影规律,分析视图中的线条、线框的含义和空间位置,从而看懂视图。
例5-5根据图5-27a给出的组合体三视图,试读视图,想象其空间形状。
分析:
1、从三个视图中最大的线框来看,外形基本都是矩形,由此可判断该物体的原型应是长方体,经过多次切割而成。
2、从左视图可看出该物体有a、b两个缺口,其中缺口a是由两个相交的侧垂面切割而成,缺口b是由一个侧平面和一个水平面切割而成,如图5-27b。
3、从三视图中看到I平面的投影都是三个线框,由此判断该平面是一般位置平面。
而Ⅱ平面在主、左视图中积聚成线,只有在水平投影上是线框,反映实形,因此判断该平面为水平面切割而成。
如图5-27c。
4、图5-27d主要分析缺口a的形状和位置。
5、图5-27e主要分析缺口b的形状和位置。
6、想象整体形状。
如图5-27f。
(a)(b)
(c)(d)
(e)(f)
图5-27用线面分析法读图
任务五培养读图能力的方法
读图的能力是在读图过程中逐步培养起来的,多读图可以起到“熟能生巧”的效果,一般可采用以下两中方法来培养读图能力。
一、补视图
补视图的主要方法是形体分析法。
在由两个已知视图补画第三视图时,首先把已知的视图看懂,想出物体空间的形状。
可根据每一封闭线框的对应投影,按照基本几何体的投影特性,想出已知线框的空间形体,从而补画出第三投影。
对于一时搞不清的问题,可以运用线面分析方法,补出其中的线条或线框,从而达到正确补画第三视图的要求。
补图的一般顺序是先画外形,再画内腔;先画叠加部分,再画挖切部分。
例5-6已知主、俯视图,补画左视图,如图5-28所示。
分析:
用形体分析法可将主视图可以分为四个线框,下部I是底板,其上开有两个通孔;上部II是一个圆筒;在底板与圆筒之间有一块支撑板III,它的斜面与圆筒的外圆柱面相切,它的后表面与底板的后表面平齐;在底板与圆筒之间还有一个肋板IV。
(a)
(b)(c)
(d)(e)
(f)轴测图
图5—28补左视图
作图步骤:
(1)线框1是组合体的底板。
在主、俯视图中都是长方形线框,其形状为长方体,故左视图为长方形。
(图5-28b)
(2)线框2是组合体上的圆筒。
在主视图中是圆形线框,在俯视图中是封闭长方形线框,其形状是圆柱体,在底板上部位置。
所以在左视图为长方形(图5-28b)。
(3)线框3是三棱柱的支撑板。
它在俯视图上是长方形线框,在主视图上是三角形。
所以它的左视图仍然是长方形并应画在底板之上靠后,与圆筒的外表面相切(图5-28c)。
(4)线框4是组合体的肋板,在已知两个视图中均为矩形,但它紧靠支撑板,所以在左视图中仍然为矩形。
(图5-28d).
(5)核对左视图,描深轮廓线,完成全图(图5-28e)。
二、补缺线
补缺线主要是利用形体分析法和线面分析法,分析已知视图并补全图中遗漏的图线,使视图表达完整、正确。
例4-2如图4-15a所示,已知支座的三个视图,补画主、左两图中的缺线。
(a)(b)
(c)(d)
图5—29补画三视图的所缺图线
形体分析:
从三个视图的外形来看大致都是矩形线框,因此可以想象得出该组合体原体是长方体。
第一次用侧垂面切去一个三棱柱走,接着在组合体的正中上方开了一个矩形槽口,又在组合体的前方的左右两侧截去相同的四棱柱。
如图5-29所示。
作图步骤:
(1)补截走三棱柱后产生的交线,如图5-29b。
(2)补矩形槽口的图线,如图5-29c。
(3)补切去左右角的交线,如图5-29d。
小结
本章着重叙述了用形体分析法和线面分析法来说明组合体的画图方法、看图方法和尺寸标注方法,为后续章节识读和绘制零件图、装配图作了准备。
1、用形体分析法画组合体视图就是将比较复杂的组合体分解为若干个基本几何体,按其相互位置画出每个基本几何体的视图,将这些视图组合起来,即可得整个组合体的视图。
2、用形体分析法看组合体视图就是通过形体分析把组合体视图分离为若干个基本几何体的视图,并分别想象出它们的形状,从而想象出组合体的整体形状。
3、用形体分析法标注组合体尺寸就是将组合体分解成若干个基本几何体后,逐个标出其定形尺寸及定位尺寸,然后标出组合体的总体尺寸。
通常容易遗漏的是定位尺寸,因此在标注和检查尺寸时应特别注意。
4、组合体的画图和看图方法主要是运用形体分析的方法。
由于组合体的基本形体经常是不完整的,有表面交线出现。
因此,除用形体分析方法外,还要从表面交线入手,运用线面分析方法进行分析,并应注意:
画图时求交线,看图时分析交线,标注尺寸时不注交线。
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