第1章制图的基本知识
1. 课程的目的和研究对象
图样和文字、数字一样，也是人类借以表达、构思、分析和交流思想的基本工具之一。就当代科学技术水平而言，工程图样仍是机械制造、土木建筑等工程在设计、制造、使用和维修时的重要技术文件，有“工程界的共同语言”之称。因此，工程技术人员必须掌握绘制工程图样的基本理论和手工绘图及计算机绘图两种方法，具有较强的绘图及读图能力，以适应现在及将来生产发展的需要。
本课程主要研究绘制和阅读机械图样的基本理论和方法，学习国家标准《机械制图》、《技术制图》的相关内容。

2. 课程的性质和任务
本课程是一门既有系统理论又有很强实践性的重要的技术基础课。其主要任务是： 
（1） 学习投影法（主要是正投影法）的基本理论及应用；
（2） 培养徒手绘图、尺规绘图、计算机绘图的综合绘图能力及阅读简单机械图样的能力；
（3） 培养对物体的三维形状的空间逻辑思维能力和形象思维能力；
（4） 培养严谨细致的工作作风和认真负责的工作态度。

3. 课程的特点及学习方法
本课程的特点是既有理论又偏重于实践。因此，学习时应注意以下问题。
（1） 理论联系实际，提高两个能力。本课程以图示、图解贯穿始终。对于投影理论的学习，要紧紧抓住“图形”不放，理论联系实际，多想、多看、多画，不断地“由物画图，由图想物”，将投影分析与空间分析相结合，逐步提高空间想象能力和投影分析能力。
（2） 重视实践。完成一定数量的习题和作业，是巩固基本理论和培养绘图、读图能力的基本保证。因此，对习题和作业应高度重视，认真、按时、优质地完成。
（3） 掌握正确的画图步骤和分析解决问题的方法。
在学习中，一般对理论的理解并不难，难的是在画图与看图的实际应用上。因此，必须注意掌握正确的画图步骤和分析解决问题的方法，以便准确、快速地画出图形。
（4） 严格遵循国家标准。国家标准是评价机械图样是否合格的重要依据，因此，要认真学习国家标准的相关内容并严格遵守。










工程图纸是工程技术人员表达设计思想、进行技术交流的工具，同时也是指导生产的重要技术文件。掌握制图的基本知识是培养画图与看图能力的基础。本章简要介绍以下内容： 国家制图标准的一些基本规定，某些几何图形的作图方法，徒手作图的基本技能以及运用计算机软件作图的基本方法等。

1.1《技术制图》的基本规定
本节主要介绍国家标准《技术制图》中的有关规定，如图纸的幅面和格式、绘图比例、图线和字体等。绘制工程图样时必须严格遵守这些规定。

1.1.1图纸幅面和格式（GB/T 14689—2008）
1. 图纸幅面
绘制技术图样时，应优先采用表1-1中规定的基本幅面。必要时，也允许采用加长幅面，其尺寸是由基本幅面的短边成整数倍增加后得出，见图1-1。图中粗实线所示为基本幅面。


表1-1幅面及边框尺寸
mm


幅面代号A0A1A2A3A4

B×L841×1189594×841420×594297×420210×297

e2010

c105

a25




图1-1图纸幅面



2. 图框格式
图框格式分为不留装订边（图1-2）和留装订边（图1-3）两种，其中“纸边界线”由图纸幅面的尺寸确定。但同一产品图样只能采用一种格式。无论哪种格式的图纸，其图框线均应采用粗实线绘制。装订时可采用A4幅面竖装或A3、A2幅面横装。


图1-2不留装订边的图框格式




图1-3留装订边的图框格式



1.1.2标题栏与明细栏
1. 标题栏
每张图样上都必须画出标题栏。它表达了零部件及其管理等多方面的信息，是机械图纸上不可缺少的一项内容。国家标准（GB/T 10609.1—2008）规定了标题栏的格式和尺寸。标题栏一般位于图纸的右下角，底边与下图框线重合，右边与右图框线重合（见图1-2、图1-3），标题栏中的文字方向通常为看图方向，字体应符合GB/T 14691—1993的规定（责任签名除外）。本书作业中零件图的标题栏建议采用图1-4的样式（非国家标准）。


图1-4零件图的标题栏



2. 明细栏
在装配图上，除了标题栏外，通常还有明细栏（或附有明细表）。明细栏描述了组成装配体的各种零、部件的数量、材料等信息。国家标准GB/T 10609.2—2009规定了明细栏的格式和尺寸，明细栏配置在标题栏的上方，按照由下至上的顺序书写。本书作业中装配图的标题栏及明细栏建议采用图1-5的样式（非国家标准）。


图1-5装配图的标题栏与明细栏



1.1.3图线（GB/T 4457.4—2002）
1. 机械工程图样中图线的型式及应用（见表1-2）
2. 图线的宽度
机械工程图样中采用两种图线宽度，称为粗线与细线。粗线的宽度为d，细线的宽度约为d/2。所有线型的图线宽度应按照图样的复杂程度和尺寸大小，在下列数系中选择： 0.13，0.18，0.25，0.35，0.5，0.7，1，1.4，2mm。


表1-2机械工程图样中图线的型式与应用


图 线 名 称图 线 型 式图 线 宽 度一般应用举例

粗实线d可见轮廓线

螺纹牙顶线和螺纹长度终止线

齿轮的齿顶圆线

细实线约d/2尺寸线及尺寸界线

剖面线及重合断面的轮廓线

过渡线 

虚线约d/2不可见轮廓线

点画线约d/2轴线

对称中心线

齿轮分度圆线

双点画线约d/2相邻辅助零件的轮廓线

可动零件极限位置的轮廓线

中断线

轨迹线

波浪线约d/2断裂处的边界线

视图和剖视的分界线

双折线约d/2断裂处的边界线

视图和剖视的分界线


3. 注意事项
（1） 在同一图样中，同类图线的宽度应一致。
（2） 虚线、点画线、双点画线的线段长度和间隔应各自大致相等。
图1-6为线型应用示例。


图1-6线型应用示例



（3） 绘制圆的对称中心线时，圆心应为线段与线段的交点； 点画线应超出圆的轮廓线外2~5 mm，且轮廓线外不能出现点画线中的点（图1-7（a））。当所绘制的圆的直径较小（例如小于12 mm），画点画线有困难时，中心线可用细实线代替（图1-7（b））。


图1-7圆的中心线的画法



（4） 虚线、点画线与其他图线相交时，都应交到线段处。当虚线位于粗实线的延长线上时，虚线与粗实线间应留有间隙（图1-8）。


图1-8点画线、虚线、实线交接画法


1.1.4绘图比例（GB/T 14690—1993）
图样中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比称为比例。
比例有三种类型： 原值比例（比值为1）、放大比例（比值大于1）与缩小比例（比值小于1）。
国家标准规定了上述各种比例的比例系列，见表1-3、表1-4。绘制图样时，优先选用表1-3中的比例。


表1-3优先用比例


种类比例

原值比例1∶1


放大比例5∶12∶1

5×10n∶12×10n∶11×10n∶1


缩小比例1∶21∶51∶10

1∶2×10n1∶5×10n1∶1×10n



表1-4可用比例


种类比例


放大比例4∶12.5∶1

4×10n∶12.5×10n∶1


缩小比例1∶1.51∶2.51∶31∶41∶6

1∶1.5×10n1∶2.5×10n1∶3×10n1∶4×10n1∶6×10n


国家标准对绘图比例还作了以下规定： 
（1） 在表达清晰、布局合理的条件下，尽量选用原值比例，以便直观地了解机件的形貌。
（2） 在绘制同一机件的各个视图时，尽量采用相同的比例，并将其标注在标题栏的比例栏内。
（3） 当图样中的个别视图采用了与标题栏中不相同的比例时，可在该视图名称的下方或右侧标注比例。
（4） 不管用哪种比例绘制图形，图中的尺寸均应按照实物的实际大小进行标注。

1.1.5字体（GB/T 14691—1993）
国家标准规定了图样上汉字、字母、数字的结构形式及基本尺寸。
书写字体必须做到： 字体工整、笔画清楚、间隔均匀、排列整齐。
按照以上原则，国家标准作了以下规定。

1. 字高
字体高度（用h表示）代表了字体的号数。字体高度的公称尺寸（单位为mm）系列为： 1.8，2.5，3.5，5，7，10，14，20。当还需要书写更大的字时，其字体高度应按2的比率递增。

2. 汉字
汉字应写成长仿宋体，并采用国家正式公布的简化字。汉字的高度不应小于3.5 mm，其字宽一般为h/2。图1-9为汉字的书写示例。

10号字： 

7号字： 

5号字： 

3.5号字： 


图1-9汉字字体示例



3. 字母与数字
字母和数字可写成直体或斜体。斜体字字头向右倾斜，与水平基准线成75°。字母和数字分A型和B型。A型字体的笔画宽度（d）为字高（h）的1/14，B型字体的笔画宽度（d）为字高（h）的1/10。在同一图样上只允许选用一种型式的字体。用于指数、分数、极限偏差、注脚等的数字及字母，一般应采用小一号的字体。
下面是部分型式的字母和数字的书写示例。
B型大写斜体拉丁字母和希腊字母

B型小写斜体拉丁字母和希腊字母

B型大写直体拉丁字母和希腊字母Φ

B型小写直体拉丁字母和希腊字母

B型斜体阿拉伯数字

B型直体阿拉伯数字

A型斜体阿拉伯数字

A型直体阿拉伯数字


1.2尺规几何作图
1.2.1过点作已知直线的平行线和垂直线


1. 过点作已知直线的平行线

已知直线ab和点c（图1-10（a）），作图方法如下： 
（1） 使三角板A的一条边与直线ab重合，另一边紧贴三角板B的一条边（图1-10（b））。
（2） 按住三角板B不动，推动三角板A，使其沿着三角板B的边滑动，当与直线ab重合的边到达点c的位置时，沿边画出直线cd，则cd∥ab（图1-10（c））。


图1-10过点作已知直线的平行线



2. 过点作已知直线的垂直线
方法一： 
已知直线ab和点c（图1-11（a））。
（1） 使三角板A的一个直角边与直线ab重合，斜边紧贴另一三角板B的一个边（图1-11（b））。
（2） 按住三角板B不动，推动三角板A，使其另一直角边紧贴点c，过点c画直线cd，直线cd即与直线ab垂直（图1-11（c））。


图1-11过点作已知直线的垂直线（一）