机械图样中的图形一般都是由直线、圆弧和一些曲线所组成的。因此,熟练地掌握这些几何图形的正确画法,是绘制机械图样的基础。下面介绍常用几何图形的作图方法。
作正多边形通常都是用等分圆周的方法绘制。其过程是:首先确定正多边形的中心,以中心到多边形的角点的距离为半径绘圆;然后等分圆周,连接各等分点即可完成正多边形的绘制。
已知圆的直径,三等分、六等分圆周及作圆内接正三边形、正六边形的作图方法,如图1.20所示。
图 1.20 作圆内接正三边形、正六边形
以 60°三角板配合丁字尺可直接作圆内接、外切正三边形、正六边形。
五等分圆周及作圆内接正五边形的方法步骤如下(见图 1.21):
图 1.21 五等分圆周及作圆内接正五边形
①作OB的垂直平分线交OB于点P,如图 1.21(a)所示。
②以P为圆心,PC长为半径画弧交直径AB于H点,如图 1.21(b)所示。
③CH即为正五边形的边长,等分圆周得 5 等分点C,E,G,K,F,如图 1.21(c)所示。
④连接圆周各等分点,即成正五边形,如图 1.21(d)所示。
n等分圆周及作圆内接正n边形的画法如图 1.22 所示(以n = 7 为例)。
①将外接圆的垂直直径AN七等分,并标出顺序号 1,2,3,4,5,6,如图 1.22(a)所示。
②以N为圆心,AN为半径画弧,与外接圆的水平中心线交于P和Q,如图 1.22(b)所示。
③由P和Q作直线与AN上每相隔一分点(如奇数点 1,3,5)相连并延长与外接圆交于B,C,D,E,F,G各点,然后顺序连接各顶点,即得正七边形BCDENFG,如图 1.22(c)所示。
图 1.22 七等分圆周及作圆内接正七边形
斜度是指一直线(或平面)相对于另一条直线(或平面)的倾斜程度,其大小可用这两直线(或两平面)的夹角的正切值来表示,通常写成 1∶ n的形式,如图 1.23(a)所示,即
图 1.23 斜度的定义
标注斜度时,在比值前应加斜度符号“∠”。斜度符号画法如图 1.23(b)所示。其方向应与斜度的方向一致,如图 1.23(a)、图 1.24(a)所示。
图 1.24 斜度的画法
绘制如图 1.24(a)所示的图形,关键问题是斜度 1∶6的作图方法。其作图步骤如下(见图 1.24(b)):
①自A点在水平线上取 6 个任意单位长度,得到B点。
②自A点在AB的垂线上取一个相同的单位长度得到C点。
③连接B,C两点即得 1∶6的斜度。
④过K点作BC的平行线,即画出图 1.24(a)。
锥度是指正圆锥体底圆直径与锥高之比。如图 1.25 所示,如果为圆锥台,则是上下底圆直径之差与锥台高度之比,即
图 1.25 锥度及其符号
在图样上标注锥度时,习惯以 1∶ n的形式,并在前面加上锥度符号“
”表示。锥度符号画法如图 1.25(b)所示。该符号应配置在基准线上。表示圆锥的图形符号和锥度应靠近圆锥轮廓标注,基准线应与圆锥的轴线平行,符号的方向应与锥度的方向相一致,如图 1.26 所示。
图 1.26 锥度的画法
绘制如图 1.26(a)所示的图形,关键问题是锥度 1∶3的作图方法。其作图步骤如下:
①由A点沿轴线向右取 3 个任意单位长度得B点。
②由A沿垂线向上和向下分别取 1 /2 个相同单位长度,得点C,C 1 。
③连接BC,BC 1 ,即得 1∶3的锥度。
④过点E,F作BC,BC 1 的平行线,即得所求圆锥台的锥度线。
绘制图形时,经常需要用一圆弧光滑地连接相邻两已知直线或圆弧。这种用一圆弧光滑地连接相邻两线段的作图方法,称为圆弧连接。其连接形式如图 1.27 所示。
图 1.27 挂轮架平面图形
圆弧连接的实质就是使连接圆弧与相邻线段相切。因此,关键问题就是求连接圆弧的圆心位置及切点。其作图方法与步骤如下:
①求连接圆弧的圆心。
②找出连接点即切点的位置。
③在两连接点之间作出连接圆弧。
圆弧连接的基本形式通常有 3 种,即两直线之间的圆弧连接、直线与圆弧间的圆弧连接、两圆弧间的圆弧连接。其作图步骤见表 1.9。
表 1.9 常见圆弧连接形式及作图步骤
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椭圆是最常见的非圆曲线,有两条相互垂直且对称的轴,即椭圆的长轴和短轴。若已知椭圆的长轴和短轴,则可采用以下两种画法绘制椭圆:
①理论画法(同心圆法)
先求出曲线上一定数量的点,再用曲线板光滑地连接起来。
②近似画法(四心近似法)
先求出画椭圆的 4 个圆心和半径,再用 4 段圆弧近似地代替椭圆。
已知椭圆长轴AB和短轴CD,用同心圆法、四心近似法求椭圆的作图步骤见表 1.10。
表 1.10 椭圆作图步骤
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当一直线在圆周上作无滑动的滚动时,直线上一点的运动轨迹即该圆的渐开线,齿轮的齿形曲线大多数是渐开线。表 1.11 为已知基圆直径的渐开线画法。
表 1.11 渐开线作图步骤