инженерная графика. Е.Ю. Юдина Инженерная графика. Учебное пособие. Инженерная графика
 Скачать 5.87 Mb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенская государственная технологическая академия» Система открытого образования Е.Ю. Юдина Начертательная геометрия. Инженерная графика. ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА. Учебное пособие Пенза 2011 2 Рецензенты: Кафедра «Начертательной геометрии и графики» ПГУАиС (зав.каф., д.п.н., профессор, Л.А. Найниш); кафедра «Детали машин» ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА» (к.т.н. , доцент, В.А.Овтов). Юдина Е.Ю. Начертательная геометрия. Инженерная графика. Инженерная графика: учеб. пособ./ .Е.Ю. Юдина. – Пенза: Пенз. гос. техннол. акад-я, Пенза, 2011. 126 с.: ил. В пособии изложены основы машиностроительного черчения, теоретический материал, сведения и правила, необходимые для выполнения графических работ в соответствии с ГОСТами. Приведены приемы наиболее часто встречающихся геометрических построе- ний, а также краткий обзор правил изображения видов, разрезов, сечений и др. Предназначено для студентов высших технических учебных заведений. Учебное пособие соответствует требованиям ГОС ВПО ОПД Ф01. Учебное пособие одобрено и рекомендовано Методическим советом Пензен- ской государственной технологической академии для использования в учебном процессе. © Е.Ю. Юдина, 2011 © Пензенская государственная технологическая академия, 2011 3 ВВЕДЕНИЕ Рабочей программой по дисциплине «Начертательная геометрия и инженерная графика» предусмотрено выполнение расчетно-графических работ (РГР). Основная цель РГР – развитие технического мышления и пространственных представлений, приобретение новых теоретических знаний, совершенствование практических умений и навыков, а также изучение правил выполнения и оформления чертежей, установленных стандартами ЕСКД. Изучение норм и правил государственных стандартов (ГОСТ) под названием «Единая система конструкторской документации» (ЕСКД) является необходимым условием подготовки инженера любой специальности. Настоящее пособие содержит основные правила и приемы графических построений, а также основные правила оформления чертежей; правила отображения форм и размеров изделий и др. Практическое усвоение этих правил направлено на формирование и развитие графической грамотности студентов. 1. ОБЩИЕ ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ Для выполнения графических работ, предусмотренных программой, необходимо использовать следующие чертежные инструменты и принадлежности. - чертежную бумагу (ватман, миллиметровка); - набор чертежных инструментов (циркуль, измеритель, линейки, угольники, транспортир, лекала и т.п.); - карандаши; Карандаши подразделяются на твердые, средней твердости и мягкие. Твердые карандаши маркируются буквой Т или Н, мягкие – М или В, средней твердости – ТМ или НВ. Степень мягкости или твердости карандаша определяется цифрой, стоящей перед буквой. На разных стадиях выполнения чертежа применяют карандаши различной твердости. 1.1. Стандарты Для обеспечения единства понимания чертежей и изготовления по ним требуемых изделий, они должны выполняться с соблюдением определенных графических условностей. Эти условности сведены в Государственные стандарты. Стандарт - нормативно-технический документ по стандартизации, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации и утвержденный (принятый) компетентным органом. В настояще время эти стандарты объединены в комплекс документов под общим названием «Единая система конструкторской документации» (ЕСКД). 4 Все стандарты ЕСКД подразделяются на следующие классификационные группы, каждой из которых присвоен шифр (0...9): 0 - общие положения; 1 - основные положения; 2 - классификация и обозначение изделий в конструкторских документах; 3 - общие правила выполнения чертежей; 4 - правила выполнения чертежей изделий машиностроения и приборостроения; 5 - правила обращения конструкторских документов (учет, хранение, дублирование, внесение изменений); 6 - правила выполнения эксплуатационной и ремонтной документации; 7 - правила выполнения схем; 8 - правила выполнения документов строительных и судостроения; 9 - прочие стандарты. Все стандарты ГОСТ ЕСКД имеют следующую структуру обозанчения: ГОСТ 2.АBС-DE где 2 - номер, присвоенный всем стандартам ЕСКД; АBС - номер самого стандарта (А шифр классификационной группы; BС – порядковый номер в данной группе); DE - год регистрации. Стандарты периодически уточняются и изменяются, что необходимо учитывать при их использовании. 1.2. Форматы Форматы листов чертежей определяют размеры внешней рамки, выполняемой тонкой линией. ГОСТ 2.301-88 устанавливает следующие форматы чертежей и их обозначения (рис.1). Рис. 1 Основные форматы чертежей 5 Формат А0 является основным. Его площадь равна 1м 2 . Другие форматы получаются в результате деления пополам предыдущего формата линией параллельной его меньшей стороне. Обозначения основных форматов и их размеры представлены в табл.1 Таблица 1 Обозначения форматов А0 А1 А2 А3 А4 Размеры сторон формата, мм 841х1189 594х841 210х594 297х420 210х297 В случаях, когда неудобно применение основных форматов, используют дополнительные форматы, образованные увеличением коротких сторон основных форматов на величину, кратную их размерам (2,3…9), например дополнительный формат А3х4 имеет размеры (420х1189). Все форматы за исключением А4 могут располагаться как вертикально, так и горизонтально. Формат А4 располагается только вертикально. Внутри каждого формата следует нанести рамку на расстоянии 20мм от левой границы формата (поле для подшивки чертежа) и на расстоянии 5мм от остальных границ формата (рис.2) Рис.2 Границы формата 6 1.3 Основная надпись ГОСТ 2.104-88 устанавливает формы, размеры, порядок заполнения основных надписей на чертежах. Содержание, расположение и размеры граф основной над- писи должны соответствовать форме 1 (рис. 3). Рис.3 Основная надпись для чертежей При выполнении спецификации к сборочному чертежу применяется основная надпись по форме 2 (рис.4). Рис.4 Основная надпись для спецификаций Основная надпись располагается в правом нижнем углу. На формате А4 ос- новную надпись располагают всегда вдоль короткой стороны формата. На осталь- ных как вдоль короткой, так и вдоль длинной стороны. Графы основной надписи заполняются шрифтом с соответствующей высотой букв и имеют следующее содержание (табл.2). Таблица 2 Графа Наименование Номер шрифта 1 Наименование чертежа 7 2 Обозначение чертежа 7 3 Обозначение материала детали 7 4 Литера чертежа 5 5 Масса 5 6 Масштаб 5 7 Порядковый номер листа 3,5 7 8 Количество листов 3,5 9 Наименование предприятия (ин- ститута) учебная группа 7 10 Характер работы: - разработал; - проверил; - утвердил. 3,5 11 Фамилии лиц, подписавших чер- теж 3,5 12 Подписи лиц 13 Даты 19 Обозначение чертежа 7 1.4. Масштабы Масштабом называется отношение линейных размеров изображаения предмета на чертеже к истинным линейным размерам предмета. В зависимости от сложности и величины изображаемого предмета,его изображения на чертежах, согласно ГОСТ 2.302-88, могут выполняться как в натуральную величину, так и с уменьшением или увеличением (табл.3) Таблица 3 Масштаб уменьшения 1:2 1:2.5 1:4 1:5 1:10 … Натуральный масштаб 1:1 Масштабы увеличения 2:1 2.5:1 4:1 5:1 10:1 При выборе масштаба следует руководствоваться удобством пользования чертежем. Следует помнить, что при любом масштабе на чертеже указывают истинные размеры предмета, а не те, которые изображение имеет на чертеже. Масштаб изображения, отличающийся от указанного в основной надписи, указывают в скобках (без буквы М) рядом с обозначением изображения. Например:А(1:2); Б-Б (2:1). 1.5. Линии Все чертежи выполняют линиями различного назначения, начертания и толщины по ГОСТ 2.303-88. Толщина линий одного и того же типа должна быть одинакова для всех изображений на данном чертеже, вычерчиваемых в одинаковом масштабе. 8 ГОСТ 2.303 - 88 устанавливает начертания и основные назначения линий на чертежах всех отраслей промышленности и строительства (рис.5): 1) Сплошная основная. Ее толщина "S" в зависимости от величины и сложности изображения и от назначения чертежа выбирается в пределах от 0,6 до 1мм. Толщина остальных линий чертежа зависит от принятой толщины сплошной основной линии. 2) Сплошная тонкая линия толщиной S/3 используется для выполнения размерных и выносных линий, линий контура наложенного сечения, линий штриховки, линий-выносок и др. 3) Штриховая линия толщиной S/2 применяется для изображения линий невидимого контура и состоит из штрихов длиной от 2 до 8мм с промежутками 1- 2мм. 4) Штрих-пунктирная тонкая линия толщиной S/3 служит для обозначения на чертеже осевых и центровых линий и состоит из штрихов длиной от 5 до 30мм и точек, которые заменяются короткими штрихами в 1мм длиной, с промежутками в 3-5мм. 5) Сплошная волнистая и сплошная тонкая с изломами линии толщиной от S/2 до S/3 предназначены для выполнения линий обрыва и линий разграничения вида и разреза. 6) Разомкнутая линия толщиной от S до 1,5 - 2 S предназначена для выполнения линий сечения. Ее длина 8-20мм в зависимости от величины изображения и формата чертежа. Рис.5 Линии чертежа Длину штрихов в штриховых и штрихпунктирных линиях выбирают в зависимости от величины изображения. Штрихи в линии и промежутки между ними должны быть одинаковой длины. Шрихпунктирные линии должны начинаться, пересекаться и заканчиваться штрихами. 1.6. Шрифты чертежные 9 Все надписи на чертежах и других технических документах выполняются чертежным шрифтом ГОСТ 2.304-88. Стандартом установлены следующие типы шрифта: тип А с наклоном 75 ◦ ; тип А без наклона; тип Б с наклоном 75 ◦ ; (табл. 4) тип Б без наклона; В учебных заведениях обычно пользуются шрифтом типа Б с наклоном 75 ◦ Стандарт устанавливает следующие размеры шрифта (h): 1,8; 2,5; 3,5; 5; 7; 10; 14; 20; 28; 40. Применение шрифта 1,8 не рекомендуется и допускается только для шрифта типа Б. Размер шрифта (h) определяет высоту прописых (заглавных) букв и цифр в миллиметрах. Толщина линий шрифта (d) зависит от типа и высоты шрифта: (1/14) h для шрифта типа А; (1/10) h для шрифта типа Б. Ширина букв и цифр (g) зависит от размера шрифта и выбирается из табл. 4. Высота строчных букв (с) примерно соответствует высоте следующего меньшего размера шрифта. Так высота строчных букв размера 10 равна 7, размера 7 равна 5 и т.д. Верхние и нижние элементы строчных букв выполняются за счет расстояний между строками и выходят за строку на 3d. Расстояние между буквами и цифрами в словах принимают равными 0,2h или 2d, между словами и числами – 0,6h или 6d. Расстояние между нижними линейками строк берут равным 1,7h или 17d. Высота букв и цифр выполненных в карандаше должна быть не менее 3.5мм. Шрифты выполняются с использованием вспомогательной сетки (рис. 6). Сетку строят тонкими, едва заметными линиями остро заточенным карандашом марки Т. Это позволяет выдерживать конструкцию букв и цифр. Рис. 6 Пример нанесения вспомогательной сетки Начертание букв по сетке делают карандашом марки ТМ или М тонкими линиями от руки на глаз. Проверив правильность начертания букв, обводят их карандашом, стараясь выдержать толщину обводки. Обводить буквы нужно так, чтобы линии обводки не выходили за габаритные размеры букв. Рука при обводке должна идти слева направо и всерху вниз (рис. 7) 10 Рис. 7 Последовательность обводки букв Шрифт типа Б (d = h/10) Таблица 4 Параметры шрифта Обо зна- че- ния Относительный размер Размеры, мм Высота прописных букв и цифр (размер шрифта) h (10/10)h 10d 3,5 5 7 10 14 Высота строчных букв с (7/10)h 7d 2,5 3,5 5 7 10 Расстояние между буквами a (2/10)h 2d 0,7 1 1,4 2 2,8 Минимальный шаг строк b (17/10)h 17d 6 8,5 12 17 24 Минимальное расстояние между словами e (6/10)h 6d 2,1 3 4,2 6 1,4 Толщина линий шрифта d (1/10)h d 0,35 0,5 0,7 1 1,4 Ширина прописных букв (цифр): Г; Е; З; С g (5/10)h 5d 1,75 2,5 3,5 5 7 Б; В; И; Й; К; Л; Н; О; П; Р; Т; У; Ц; Ч; Ь; Э; Я g (6/10)h 6d 2,1 3 4,2 6 8,4 А; Д; М; Х; Ы; Ю g (7/10)h 7d 2,5 3,5 5 7 10 Ж; Ф; Ш; Щ; Ъ g (8/10)h 8d 2,8 4 5,6 8 12 1 g (3/10)h 3d 1 1,5 2 3 4,2 11 2 3 4 5 6 7 8 9 0 g (5/10)h 5d 1,75 2,5 3,5 5 7 Ширина строчных букв: з; с g (4/10)h 4d 1,4 2 2,8 4 5,6 а; б; в; г; д; е; и; й; к; л; н; о; п; р; у; х; ц; ч; ь; э; я g (5/10)h 5d 1,75 2,5 3,5 5 7 м ъ ы ю g (6/10)h 6d 2,1 3 4,2 6 8,4 ж т ф ш щ g (7/10)h 7d 2,5 3,5 5 7 10 Форма и конструкция прописных букв русского алфавита и арабских цифр шрифта типа Б с наклоном приведены на рис. 8. 12 Рис. 8 Начертание букв, цифр и знаков 1.7 Обозначения графических материалов и правила их нанесения на чертежах В современном машиностроении и в других отраслях промышленности для изготовления изделий используют самые разнообразные материалы - сталь, чугун, цветные металлы и их сплавы , пластмассы и др. Материал, из которого должно быть изготовлено изделие, указывают соответствующим обозначением в основной надписи чертежа. Однако для удобства пользования чертежом в сечениях ( в том числе и входящих в состав разрезов) наносят установленные ГОСТ 2.306 - 88 графические обозначения материалов, характеризующие материал только в общих чертах. При изображении металлов и твердых сплавов линии штриховки наносят под углом 45 к линиям рамки чертежа в одну и ту же сторону на всех разрезах ,сечениях, относящихся к одной и той же детали. Расстояние между линиями выбирают в зависимости от площади штриховки и необходимости разнообразить штриховку смежных сечений (для учебных чертежей рекомендуется 2...3мм). Оно должно 13 быть одинаковым для всех сечений данной детали, выполняемых в одном и том же масштабе, и с наклоном в одну и ту же сторону. При совпадении направления линии штриховки с контурными или осевыми линиями вместо угла 45º применяют угол 30º или 60º (рис. 9). Рис. 9 Нанесение штриховки Штриховку смежных сечений наносят для одного сечения вправо, а для другого - влево или изменяют расстояние между линиями. Узкие и длинные площади сечений ( толщиной от 2 до 4мм) следует штриховать полностью только на концах и у контуров отверстий, остальную площадь сечений толщиной менее 2мм показывают зачерненную. 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОСТРОЕНИЯ Построением на чертеже называют графический способ решения геометрических задач на плоскости при помощи чертёжных инструментов. При выполнении чертежей деталей часто приходится применять следующие построения: проведение параллельных и перпендикулярных прямых, деление отрезков прямых и окружностей на равные части, построение правильных многоугольников и др. Многие построения изучаются в школьном курсе геометрии, некоторые рассматриваются ниже. 14 2.1 Определение центра и радиуса дуги окружности Проводим две произвольные хорды АВ и ВС и строим серединные перпендикуляры к ним (рис. 10). Точка О пересечения перпендикуляров является центром дуги, а расстояние от неё до любой точки дуги радиусом. Рис. 10 Определение центра и радиуса дуги 2.2 Деление отрезка на равные части Для деления отрезка АВ (рис. 11) на n равных частей из точки А проводят под любым углом к АВ вспомогательную прямую АС. На ней от точки А последовательно откладывают n равных по величине отрезков. Крайнюю точку D соединяют с точкой В. Через точки деления проводят прямые, параллельно BD, на отрезке АВ получают n равных частей. Рис. 11 Деление отрезка на пропорциональлные части 2.3 Деление окружности на равные части Деление окружности на 4, 8, 3, 6, 12, 9 равных частей и построение правильных вписанных в неё многоугольников показано на рис 12. Заметим, что половина 2-А стороны 2-3 треугольника (рис 12 в) является стороной правильного вписанного в эту окружность семиугольника. Отрезок АВ (рис 12 е) является стороной правильного девятиугольника. 15 Рис. 12 Построение правильных многоугольников |