工程制图
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1.3 几何作图

在绘制机件的图样时,经常遇到正多边形、圆弧连接、非圆曲线以及锥度和斜度等几何作图问题。现介绍其中常用的作图方法。

1.3.1 正多边形的画法

1.正六边形

方法一:利用外接圆直径D,用圆的半径六等分圆周,然后将等分点依次连线,画正六边形,如图1-40所示。

图1-40 用圆规画正六边形

方法二:用丁字尺和三角板画正六边形,如图1-41所示。

图1-41 用丁字尺和三角板画正六边形

2.正五边形

已知正五边形的外接圆,其作图方法分以下三步:

1)平分半径obe点,如图1-42(a)所示。

图1-42 已知外接圆作内接正五边形的方法

2)以e为圆心,ce为半径,作圆弧交oaf点,直线段cf即为正五边形的边长,如图1-42(b)所示。

3)以cf为边长,用分规依次在圆周上截取正五边形的顶点后连线,如图1-42(c)所示。

1.3.2 斜度与锥度

1.定义及符号

斜度:一直线(或平面)对另一直线(或平面)的倾斜程度,称为斜度。例如,图1-43(a)中,直线AC对直线AB的斜度=T/L=(T- t/l =tanα,故斜度的大小即为两直线间夹角的正切值。

图1-43 斜度与锥度

锥度:正圆锥底圆直径与其高度之比,称为锥度。正圆台的锥度则为两底圆直径之差与其高度之比。例如,图1-43(b)中,正圆锥与圆台的锥度=D/L=(D-d)/l=2tan(α/2),故锥度的大小即为半锥角正切值的两倍。

2.标注法

斜度与锥度用符号和比值标注。斜度与锥度的符号如图1-44所示,图中,符号的线宽为h/10,h为字体的高度。

图1-44 斜度与锥度符号

标注斜度和锥度时,符号的方向应与斜度、锥度的方向一致。斜度与锥度的大小用1∶n表示。必要时,可在标注锥度的同时,在括号中注出其角度值。图1-45为斜度与锥度的标注示例。

图1-45 斜度与锥度的标注示例

3.画法

斜度的画法如图1-46所示,锥度的画法如图1-47所示。

图1-46 斜度的画法

图1-47 锥度的画法

1.3.3 圆弧连接

用已知半径的圆弧光滑连接(相切)两已知线段(直线或圆弧),称为圆弧连接,其中起连接作用的圆弧称为连接弧。这种光滑连接在几何中即为相切,切点就是连接点。画连接弧前,必须求出它的圆心和切点。

1)用圆弧连接两已知直线,其作图步骤如图1-48所示。

图1-48 用圆弧连接已知直线的画法

① 求连接弧的圆心。作两辅助直线分别与ACBC平行,并使两平行线之间的距离都等于R,两辅助直线的交点O就是所求连接圆弧的圆心,如图1-48所示。

② 求连接弧的切点。从O分别向两已知直线作垂线,得点MN,即为切点,如图1-48所示。

③ 作连接弧。以O为圆心,以OMON为半径作弧,与ACBC切于两点M、N,完成连接,如图1-48所示。

2)用圆弧连接已知圆弧和已知直线,其作图步骤如图1-49所示。

图1-49 用圆弧连接已知直线和圆弧的画法

① 求连接弧的圆心。作辅助直线平行于已知直线,距离等于 R。以 O1为圆心,以 R1+R为半径作圆弧,交辅助直线于点O,该点即为连接圆弧的圆心,如图1-49(a)所示。

② 求连接弧的切点。从点 O 向已知直线作垂线,得点 K1,连接 OO1与已知圆弧交于点K2K1K2即为所求切点,如图1-49(b)所示。

③ 作连接弧。以点O为圆心,以OK1OK2为半径作弧,完成圆弧连接,如图1-49(c)所示。

3)用圆弧连接两已知圆弧。

与已知圆弧相切的圆弧,其圆心的轨迹为已知圆弧的同心圆,该圆的半径随相切情况而定:当两圆外切时为两圆半径之和;内切时为两圆半径之差。切点在两圆心连线的延长线与已知圆弧的交点处。其作图方法分别如图1-50和图1-51所示。

图1-50 作外切连接圆弧

图1-51 作内切连接圆弧

1.3.4 椭圆的近似画法

椭圆有各种不同的画法,为了作图方便,这里只介绍根据长、短轴用圆规画椭圆的近似画法——“四心圆弧法”,具体作图方法如图1-52所示。

图1-52 用四心圆弧法画近似椭圆

1)画长、短轴ABCD,连接AC,并取CE=OA-OC

2)作AE的中垂线,与长、短轴交于12两点,在轴上取12的对称点34,得四个圆心。

3)分别以24两点为圆心,以2C(或4D)为半径,画两个大圆弧,分别以13两点为圆心,以1A(或3B)为半径,画两个小圆弧,四个切点在有关圆心的连线上。