第6章组合体的构形与表达.docx
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第6章组合体的构形与表达
广东技术师范学院天河学院
教案
2012年月日第周
第六章组合体的构形与表达
本章教学目的及基本要求:
1.通过本章的学习,能够根据轴测图,画组合体的三视图,并由组合体的两个视图画出组合体的第三视图,能够正确标注组合体的尺寸。
2.掌握正等轴测图和斜二轴测图的画法和绘图步骤、方法。
了解轴测草图的画法。
本章教学内容的重点和难点:
一、本章重点:
1.组合体表面间的过渡关系,平齐,不平齐,相切,相交;
2.组合体的画法;
3.读组合体视图。
4.正等轴测图和斜二轴测图的画法
二、本章难点:
1.看组合体视图;
2.由组合体的两个视图,补画第三视图;
3.组合体的尺寸标注。
本章教学内容的深化和拓宽:
养成良好的习惯,严谨的工作作风
本章教学方法、方式:
讲授法,演示法教学、习题集作业、手工绘图
本章主要参考资料:
1.机械制图(第六版)大连理工大学编
高等教育出版社出版
2.机械制图(第三版)刘力主编
高等教育出版社出版
3.画法几何学(第六版)大连理工大学编
高等教育出版社出版
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2012年月日第周
课题:
第一节组合体的构形与分析
第三节组合体的视图画法课次:
教学方法:
讲授法,演示法教具:
尺,规
教学目的:
1.掌握组合体表面间的连接关系;了解组合体的构形设计
2.掌握组合体的画法;
3.掌握形体分析法
教学重点:
重点:
组合体的画法;
形体分析法
教学难点:
形体分析法
教学过程时间分配(包括组织教学:
复习旧课、作业问题分析、讲授新课、新课小结、布置作业)
讲授新课:
80分钟
小结、布置作业:
10分钟
课后记:
第六章组合体的构形与表达
一、本章重点:
1.组合体表面间的过渡关系,平齐,不平齐,相切,相交;
2.组合体的画法;
3.读组合体。
4.轴测图
二、本章难点:
1.看组合体视图;
2.由组合体的两个视图,补画第三视图;
3.组合体的尺寸标注。
三、本章要求:
通过本章的学习,能够根据轴测图,画组合体的三视图,并由组合体的两个视图画出组合体的第三视图,能够正确标注组合体的尺寸。
四、教学手段
讲授法,演示法教学、习题集作业、模型演示、手工绘图
五、本章内容:
第一节组合体的构形与分析
一、组合体的构形方式
任何复杂的形体,都可以看成是由一些基本的形体按照一定的连接方式组合成的。
这些基本形体包括棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球和圆环等。
由基本形体组成的复杂形体称为组合体。
组合体的组成方式有切割和叠加两种形式。
常见的组合体则是这两种方式的综合。
二、相邻两基本体的表面连接关系
无论以何种方式构成组合体,其基本形体的相邻表面都存在一定的相互关系。
其形式一般可分为平齐或错开、相切、相交等情况。
1.平齐或错开
当相邻两基本体的表面平齐时,两表面为共面,因而视图上两基本体之间无分界线,如图6.2(a)所示。
如果两基本体的表面不共面,而是错开,如图6.2(b)所示,在主视图上要画出两表面之间的界线。
图6.2(c)所示为两内表面共面,6.2(d)所示为两内表面不共面(错开)。
(a)(b)
(c)(d)
图6.2两立体表面平齐或错开
2.两基本体表面相交或相切
两个基本体表面相交所产生的交线(截交线或相贯线),应在视图中画出其投影,如图6.3(a)所示。
相切是指两个基本体的相邻表面(平面与曲面或曲面与曲面)光滑过渡,相切处不存在轮廓线,在视图上一般不画出分界线,如图6.3(b)。
(a)(b)
图6.3两立体表面相交或相切
第二节组合体的构形设计
一、组合体的构形原则
1、功能原则
2、工艺性原则
3、美学原则
二、构形设计方法
三、构形设计举例
第三节组合体的视图表达
叠加型组合体的三视图画法
一、形体分析法
所谓形体分析法就是假想把组合体分解为若干基本形体,并确定它们的形状、组合形式及其表面间相对位置的方法。
是正确而迅速地绘制与阅读组合体视图的基本方法。
二、组合体三视图的画图方法和步骤
1.对组合体进行形体分析
对于图6.4(a)所示轴承座,可假想分解成四个部分:
底板、支承板、圆筒和肋板.
2.确定放置位置,选择主视方向
选择视图首先要确定主视图。
一般是将组合体的主要表面或主要轴线放置在与投影面平行或垂直位置,并以最能反映该组合体各部分形状和位置特征的一个视图作为主视图。
同时还应考虑到:
⑴使其它两个视图上的虚线尽量少一些;⑵尽量使画出的三视图长大于宽。
后两点不能兼顾时,以前面所讲主视图的选择原则为准。
3.比例,确定图纸幅面
根据组合体的复杂程度和尺寸大小,应选择国家标准规定的图幅和比例。
4.布置视图,画基准线
画图时应首先画出各视图的基准线来布图。
基准线是画图和测量尺寸的起点,每一个视图需要确定两个方向的基准线。
基准线用细点画线或细实线画出.
5.画底稿
画图顺序是先画主要结构与大形体;再画次要结构与小形体;先实体,后虚体(挖去的形体)通常先画其主视图,再画其他视图。
6.检查,描深.
切割型组合体的视图画法
切割式组合体一般是由一基本体经过一系列切割后形成的。
其画法与叠加组合体有所不同。
首先仍用形体分析法分析该组合体在没有切割前完整的形体,再用面形分析法作图。
所谓面形分析法,就是根据表面的投影特性来分析组合体表面的性质、形状和相对位置进行画图、读图和标注尺寸的方法。
如图,该切割型组合体是由长方体经三次切割后形成的。
用面形分析法画图时应注意以下几点:
⑴作每个切口的投影时,应先从反映形体特征轮廓,且具有积聚投影的视图开始,再按投影关系画出其它视图。
作切口Ⅰ时,先画切口的主视图,再画俯、左视图中的图线;作切口Ⅱ时,先画方槽的俯视图,再画主、左视图中的图线;作切口Ⅲ时,先画切角的左视图,再画主、俯视图中的图线。
⑵注意切口截面投影的类似性。
例如图6.7(b)中,方槽与斜面P相交而形成的
截面形的水平投影p与侧面投影p"应为类似形。
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2012年月日第周
课题:
6.4组合体的尺寸标注课次:
教学方法:
讲授法,演示法教具:
尺,规
教学目的:
掌握组合体的尺寸标注
教学重点:
重点:
组合体的尺寸标注法
教学难点:
组合体的尺寸标注的完整性。
教学过程时间分配(包括组织教学:
复习旧课、作业问题分析、讲授新课、新课小结、布置作业)
讲授新课:
80分钟
小结、布置作业:
10分钟
课后记:
第四节组合体视图的尺寸标注
一、组合体尺寸标注的基本要求
视图只能表示组合体的形状,而其真实大小以及各基本形体间的相对位置,则要靠标注尺寸来确定。
组合体尺寸标注的基本要求是:
①正确:
所标注的尺寸应符合国家标准的有关规定。
②完整:
尺寸标注必须齐全,能完全确定组合体各部分形状大小及相对位置,既不遗漏,也不重复。
③清晰:
所标注的尺寸布置整齐、清楚,便于读图。
多注或少注尺寸或标注不清晰,都会给生产带来困难和损失。
要完整标注组合体的尺寸,必须包括基本形体的定形尺寸、定位尺寸以及组合体的总体尺寸,能够完全确定组合体的形状和大小。
组合体的尺寸标注通常采用形体分析法,将组合体分解为若干基本形体,标注出基本形体的定形尺寸,再依据各形体间的相对位置,标注出定位尺寸,最后综合考虑标注出总体尺寸。
组合体的尺寸总数就是所有定形尺寸和定位尺寸的数量和。
1、定形尺寸
确定组合体中各个基本体的形状大小的尺寸为定形尺寸,定形尺寸应标注其长、宽、高三个方向的尺寸。
在标注时,应注意基本形体组合时,若有同长、同宽、同高之一时,可省略一个尺寸,若两个以上相同的基本形体(如圆孔)按对称或有规律的布置时,只标注一个基本形体的大小尺寸即可。
如相同形状大小的圆孔标注时可在φ前写上其数量(例4×φ)。
2、尺寸基准
标注尺寸的起点称为尺寸基准。
组合体应有长、宽、高三个方向的尺寸基准。
一般选取组合体(或基本形体)的对称中心线、轴线、底面或重要端面作为尺寸基准。
3、定位尺寸
确定组合体中各基本形体相互位置的尺寸为定位尺寸,长、宽、高各个方向的均应有定位尺寸。
4、总体尺寸
组合体的长、宽、高三个方向的最大尺寸为总体尺寸。
由于已经完整地标注出组合体各基本形体的定形尺寸和定为尺寸,在标注总体尺寸时,一定要避免出现多余尺寸,应考虑以下问题:
①有时某形体的定形尺寸就为总体尺寸,不必再另行标注,如图6.4.1(b)所示总长、总宽就是底板的定形尺寸。
②在标注总体尺寸出现多余尺寸时,如图6.4.1(a)所示,应对尺寸进行适当调整。
要标注某一方向的总体尺寸,就应减去同一方向上一个次要的定形尺寸,如图6.4.1(b)所示。
③如在某一方向断面为回转棉,且已注出回转体的半径或直径及其定位尺寸,该方向总体尺寸一般不必标出,如图6.4.2(a)所示。
④另有一种情况,为满足加工要求,既标注出总体尺寸,又标注出定形尺寸。
如图6.4.2(b)所示。
(a)错误(b)正确
图6.4.1总体尺寸
如图6.4.2所示,列出了常见平板的尺寸标注示例。
(a) (b) (c) (d)
图6.4.2常见平板的尺寸标注
二、基本形体的尺寸标注
1.平面立体的尺寸标注
2.曲面立体的尺寸标注
3.切割体的尺寸标注
基本形体上的切口、开槽或穿孔等,一般只标注截切平面的定位尺寸和开槽或穿孔的定形尺寸,而不标注截交线的尺寸,如图所示。
4.相贯体的尺寸标注
两基本形体相贯时,应标注两立体的定形尺寸和表示相对位置的定位尺寸,而不应标注相贯线的尺寸,如图所示。
三、组合体尺寸标注的步骤及标注尺寸举例
下面以轴承座为例,说明组合体尺寸标注的步骤。
(1)形体分析:
该组合体由底板、空心圆柱、支承板和肋四部分组成。
(2)选取尺寸基准:
高度方向以底面为基准,长度方向以平齐的右端面为基准。
宽度方向以组合体对称中面为基准。
标注定位尺寸。
(3)依次注出各基本几何体的定形尺寸。
(4)检查并标注组合体的总体尺寸。
宽度基准
选取尺寸基准标注底板尺寸
标注圆柱体尺寸标注支撑板尺寸
标注肋板尺寸总体尺寸
组合体的尺寸标注除了要满足正确、完整外,还要做到尺寸布置清晰,便于读图,不致引起误解或混淆。
(1)尺寸应尽可能标注在表示形体特征最明显的视图上。
(2)同一形体尺寸应尽量集中标注在一个视图上。
(3)直径尺寸尽量标注在非圆视图上,半径尺寸一定标注在圆弧视图上,同轴回转体的若干直径尺寸不宜标注在投影为圆的视图上。
(4)尺寸应尽量标注在视图的外部,并尽量布置在两个有关视图之间,以保持图形清晰,便于读图。
(5)遵守尺寸注法国家标准的有关规定,要注意尺寸排列整齐。
同一方向连续的几个尺寸尽量放在一条线上,同一方向上连续标注的几个尺寸尽量配置在少数几条线上。
(6)尺寸应尽量避免注在虚线上。
(7)应避免尺寸线与尺寸界线,尺寸线、尺寸界线与轮廓线相交,相互平行的尺寸,应将小尺寸注在里面,大尺寸注在外面。
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2012年月日第周
课题:
第五节组合体视图的阅读课次:
教学方法:
讲授法,演示法教具:
尺,规
教学目的:
掌握读组合体的方法
教学重点:
重点:
看组合体视图;形体分析法
教学难点:
.由组合体的两个视图,补画第三视图
教学过程时间分配(包括组织教学:
复习旧课、作业问题分析、讲授新课、新课小结、布置作业)
讲授新课:
80分钟
小结、布置作业:
10分钟
课后记:
第五节组合体视图的阅读
一、读图的基本要领
1.几个视图联系起来识读
一般情况下,一个视图不能完全确定物体的形状。
如图6.8所示的三组视图,它们的主视图都相同,但实际上是三种不同形状的物体。
(a)(b)(c)
图6.8一个视图不能确定物体的形状
2.抓住特征视图
3.理解视图中线框和图线的含义
弄清视图中线框的含义,是看图的基础。
下面以图6.10为例说明。
图6.10线框和图线的含义
⑴视图中每个封闭线框,通常都是形体上一个表面(平面或曲面)的投影。
如图6.10(a)所示,主视图中由四个封闭线框,对照俯视图可知,线框a'、b'和c'分别为六棱柱前面三个棱面的投影,线框d'为圆柱前半柱面的投影。
⑵任何相邻的两个封闭线框或大线框中套小线框,应是物体上相交的两个面的投影,或是同向错位的两个面的投影。
(a)(b)
图6.10
如图6.10(a)所示,俯视图中大线框六边形中的小线框圆,就是六棱柱顶面与圆柱
面的投影。
对照主视图分析,圆柱顶面在上,六棱柱顶面在下。
主视图中的a'线框与左边的b'线框以及右边的c'线框是相交的两个表面;a'线框与d'线框是同向错位的两个表面,对照俯视图,六棱柱前面的棱面A在柱面D之前。
⑶视图中的每一条图线则可以是立体表面有积聚性的投影,也可以是两表面的交线的投影,还可以是曲面的转向轮廓线的投影。
如图6.10(b)所示,主视图中的直线1'是圆柱顶面有积聚性的投影,2'是A面与B面交线的投影,3'是圆柱面转向轮廓线的投影。
6.3.2读图的基本方法
1.形体分析法读图
形体分析法是读图的基本方法。
图6.11
下面以图6.11所示的组合体为例,说明用形体分析法读图的方法。
⑴从视图中分离出表示各基本形体的线框
将主视图分为四个线框,其中线框3为左右两个完全相同的三角形,因此可归纳为三个线框。
每个线框各代表一个基本形体。
⑵分别找出各线框对应的其它投影,并结合各自的特征视图逐一构思它们的形状。
线框1的主、俯、左视图都是矩形,可以想象出该形体是一块长方形板,如图6.12(a)所示。
线框2的俯视图是一个中间带有两条直线的矩形,其左视图是两个矩形,两矩形的中间有一条虚线,可以想象出它的形状是在一个长方体的中部挖了一个半圆槽,如图6.12(b)所示。
线框3的俯、左两视图都是矩形,因此它们是两块三角板对称地分布在组合体的左右两侧,如图6.12(c)所示。
⑶根据各部分的形状和它们的相对位置综合想象出组合体的整体形状,如图6.11(b)所示。
2.面形分析法读图
用面形分析法读图的一般步骤是:
⑴首先用形体分析法粗略地分析切割式组合体在没有切割之前完整的形状,即物体的原形。
⑵逐一分析视图的每一条线、每一个线框的含义。
用丁字尺、三角板、分规,按照“长对正、高平齐、宽相等”的投影关系,找出它们在其他视图上的相关投影。
根据它们的两面或三面投影判断出它们的空间意义。
⑶根据物体上每一表面的形状和空间位置,综合起来想象物体的整体形状。
例6.2用面形分析法读懂图6.16所示三视图,想出压块的整体形状。
图6.16压块的三视图
根据视图上一个线框表示物体一个面的规律进行分析,并按投影关系,找到每个表面的三个投影。
读图过程如图6.17所示。
⑴如图6.17(a)所示,由俯视图中的线框p对应主视图上的斜线p',可以判断P
面是垂直于正面的梯形平面,从而想象出压块的左上方切去一角。
平面P对水平面和侧
平面都倾斜,不反映实形,但其水平投影和侧面投影实类似的梯形。
⑵如图6.17(b)所示,由主视图的七边形q'对应俯视图上的斜线q,可知平面Q
是铅垂面,压块左端切去前后对称的两角。
平面Q对正面和侧面都倾斜,不反映实形,
六、本章小结:
1.本章的重点是利用形体分析和线面分析法绘制和阅读组合体的视图。
2.绘制组合体视图时,对叠加为主的组合体,主要运用形体分析法。
逐个形体画图,先画主要形体,后画次要形体;先定位置,后画形状;先画形体,后画交线;先画具有形状特征的视图,后画其它视图以及尽可能几个视图联系起来画。
3.对切割式的组合体,主要运用面形分析法。
选一个难易程度适当的形体作为画图的基础,画出其视图,再在此基础上按面形画出斜面和切口的投影。
4.读图时,一般从特征视图入手,先粗略读,后细读;先读易懂的形体,后读难懂的形体。
七、作业:
《机械制图习题集》P38
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2012年月日第周
课题:
第六节组合体的轴测图表达课次:
教学方法:
讲授法,演示法教具:
尺,规
教学目的:
掌握正等轴测图和斜二轴测图的画法和绘图步骤、方法。
了解轴测草图的画法。
教学重点:
重点:
正等轴测图和斜二轴测图的画法和绘图步骤、方法。
教学难点:
圆柱的正等轴测画法
教学过程时间分配(包括组织教学:
复习旧课、作业问题分析、讲授新课、新课小结、布置作业)
讲授新课:
80分钟
小结、布置作业:
10分钟
课后记:
第六节组合体的轴测图表达
一、轴测图基本知识
1.轴测图的形成
单一投影面P叫轴测投影面。
如图5.1所示,空间直角坐标系的O0X0、O0Y0、和O0Z0坐标轴,在轴测投影面上的投影OX、OY、OZ叫做轴测轴。
三条轴测轴的交点O称为原点。
(a)(b)
2.轴测图的分类
根据投射方向与轴测投影面的相对位置,轴测图可分为正轴测图和斜轴测图。
3.轴间角和轴向伸缩系数
1).轴间角
两轴测轴间的夹角∠XOY、∠XOZ和∠ZOY叫做轴间角。
2)轴向伸缩系数
轴测轴上的线段与坐标轴上对应线段长度的比值,称为轴向伸缩系数。
轴测轴OX、OY、OZ上的线段与空间坐标轴O0X0、O0Y0、、O0Z0上对应线段的长度比,分别用p、q、r表示。
轴间角和轴向伸缩系数是画轴测图的两个主要参数。
正(斜)轴测图按轴向伸缩系数是否相等又分为三种不同的形式。
正等轴测图:
p=q=r
斜二轴测图:
p=r≠q
二、正等轴测图
1.正等轴测图的轴间角和轴向伸缩系数
正等轴测图中,轴间角∠XOY、∠XOZ和∠ZOY都是120°,为使图形稳定,一般取OZ为竖线,如图5.2所示。
各轴向的伸缩系数相等,即p=q=r=0.82,如图5.2(a)、(c)所示。
简化轴向伸缩系数,p=q=r=1。
(a)(b)(c)(d)
正等轴测图的轴间角和轴向伸缩系数
2.正等轴测图的画法
画轴测图常用的方法是坐标法。
根据不同形体的特点,常以坐标法为最基本的方法,辅之以切割法、堆积法。
1.平面立体的画法
例已知正六棱柱的正投影图,如图5.3(a)所示,求作其正等轴测图。
分析
分析物体的形状,确定坐标原点和作图顺序。
作图
⑴定出坐标原点O0和坐标轴O0X0及O0Y0,如图5.3(a)所示。
⑵画出轴测轴OX、OY,由于a0、d0在O0X0轴上,可直接量取并在轴测轴上作出a、d。
根据顶点b0的坐标值Xb和Yb,定出其轴测投影b,如图5.3(b)。
⑶作出b点与X、Y轴对应的对称点c、e、f,连接abcdef即为顶面六边形的轴测图。
由顶点a、b、c、f向下画出高度为h的可见轮廓线,如图5.3(c)。
⑷连接底面各点,擦去作图线,描深,完成正六棱柱轴测图,如图5.3(d)。
(a)(b)(c)(d)
正六棱柱的正等轴测画法
例作图所示的垫块的正等轴测图。
分析
对于图5.4(a)所示的形体,可采用切割法作图。
(a)(b)(c)(d)
作垫块的正等轴测画法
作图
(1)确定坐标原点和坐标轴,如图所示。
(2)根据给出的尺寸a、b、h作出长方体的轴测图。
如图。
(3)根据尺寸c、d画出长方体左上角被切掉的部分,如图。
(4)根据尺寸f、e画出长方体左前角被切掉的部分,擦去作图线,加深,作图结果如图所示。
2.曲面立体的画法
例如图所示,作圆柱的正等轴测图。
分析由于圆柱的轴线垂直于水平面,上下底面为两个与水平面平行且大小相等的圆,在轴测图中均为椭圆。
作图步骤如下。
(a)(b)(c)(d)
圆柱的正等轴测画法
作图
⑴以上底圆的圆心为原点O0,取O0X0、O0Y0、O0Z0为坐标轴,作上底圆的外切正方形,得切点a0、b0、c0、d0,如图5.5(a)所示。
⑵作轴测轴。
在轴测轴上作a、b、c、d,过四点分别作OX、OY的平行线,得外切正方形的轴测菱形,如图5.5(b)所示。
⑶过菱形的顶点1、2连接1c和2b,与菱形对角线相交得交点3,连接2a和1d得交点4,则1、2、3、4各点即为作近似椭圆四段圆弧的圆心。
以1、2为圆心,1c为半径作cd弧和ab弧,以3、4为圆心,3b为半径作bc弧和da弧,即为上底圆的轴测椭圆。
将椭圆的三个圆心2、3、4沿Z轴平移高度h,作出下底椭圆(看不见的一半圆弧不必画出),如图5.5(c)所示。
⑷作两椭圆的公切线,擦去作图线,描深,作图结果如图5.5(d)所示。
例作如图所示支架的正等轴测图。
分析
采用叠加法分别画出底板和竖板的正等测图。
底板上的圆孔和圆角可按图5.5和图5.6的方法作出;竖板上的圆孔和顶部圆柱面的轴线垂直于正面,其轴测图画法与上述相同,但圆平面内所含的轴线应为O0X0和O0Z0。
支架左右对称,原点和坐标轴如图所示。
作图
(1)先作底板轮廓,并画出竖板与底板的交线1、2和3、4。
确定竖板后孔口圆心B,由B作出前孔口圆心A,作竖板顶部圆柱面的轴测椭圆弧,如图。
(2)由点1、2、3作椭圆弧切线,右上方两椭圆弧的公切线(圆柱面可见轮廓线),以及竖板上的圆孔,然后作出底板上的小圆孔,如图所示。
(3)作板底上两个圆角。
必须注意,竖板后孔口以及底板在底面上的一段圆弧如可见不要漏画,如图所示。
(4擦去作图线,加深,作图结果如图所示。
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
支架的正等轴测画法
三、斜二轴测图
5.3.1轴间角与轴向伸缩系数
轴测轴OX、OZ分别为水平和铅垂,轴间角∠XOZ=90°,
轴向伸缩系数p=r=1.
通常取q=0.5,OY轴与水平线夹角为45°。
5.3.2斜二轴测图画法
如图5.8(b)所示,平行于坐标面X0O0Z0的圆的斜二测仍为大小相同的圆,平行于
坐标面X0O0Y0、Y0O0Z0的圆的斜二测是椭圆,椭圆可采用八点法作图。
在斜二轴测图中,由于立体上平行于X0O0Z0坐标面的线段和图形都反映实长和实形,采用斜二测作图比较方便。
如图5.9(a)所示
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