二、组合体三视图的绘制与识读
(一)组合体的组成方式与表面连接关系
由两个或两个以上的基本体组成的复杂形体称为组合体。复杂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而成的。
1.组合体的组成方式 组合体的组成方式有切割和叠加两种方式。常见的组合体则是这两种方式的综合,如图2-12所示。
图2-12 组合体的组成方式
2.表面连接关系 无论以何种方式构成组合体,其基本体的相邻表面都存在一定的相互关系,这种关系一般分为平行、相切、相交等情况。
(1)平行。所谓平行是指两个基本体表面间同方向的相互关系。它又可以分为两种情况:当两个基本体的表面平齐时,两表面为共面,因此,视图上的两个基本体之间无分界线,如图2-13所示;而如果两基本体的表面不平齐,则必须画出它们的分界线,如图2-14所示。
图2-13平齐
图2-14不平齐
(2)相切。两基本体的表面相切时,一般情况下相切处无交线,如图2-15所示。
图2-15 相切
(3)相交。两基本体的表面相交时,相交处应画出交线(截交线、相贯线),如图2-16所示。交线有平面与平面、平面与曲面、曲面与曲面相交等多种情况,将在第3章重点讨论。
图2-16 相交
3.形体分析法 形体分析法是解决组合体问题的基本方法。所谓形体分析法就是将组合体分解成若干部分,弄清楚各部分的形状、组合方式、相对位置及表面连接关系,分别画出各部分的投影,这种方法称为形体分析法。形体分析法是指导画图、读图和尺寸标注的基本方法。
(二)组合体三视图的绘制与尺寸标注
组合体的绘制与尺寸标注均建立在形体分析法的基础上。下面通过两个典型例题说明绘制组合体三视图的方法和步骤。
【例2-1】如图2-17(a)所示叠加型组合体,绘制该组合体的三视图。
图2-17 叠加型组合体的形体分析
形体分析
画图之前,首先应对组合体进行形体分析。如图2-17(b)所示,该组合体由1凸台、2轴承、3支承板、4底板及5肋板组成,为典型的叠加型组合体。表面连接关系:凸台与轴承是两个相互垂直相交的空心圆柱体,在外表面和内表面上都有相贯线;支承板、肋板和底板分别是不同形状的平板,支承板的左、右侧都与轴承的外圆柱面相切;肋板的左、右侧面与轴承的外圆柱面相交;支承板的后壁与底板的后壁平齐;底板的顶面与支承板、肋板的底面相互重合。
如图2-17(a)所示,B向投影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,并最能反映该组合体各部分形状特征和位置特征,故确定其为主视图方向。
作图
1.作基准线 通常选择在对称面、主要端面、主要轴线等处作基准线。图2-18(a)中,根据各视图特征,确定以组合体轴线及后端面为画图基准线。
2.画底稿 依次画出各个基本体的三视图。画底稿时应注意以下三项。
(1)在画各基本体的视图时,应先画主要形体,后画次要形体,先画可见的部分,后画不可见的部分。如图2-18所示,先画轴承和底板,后画支承板和肋板。
(2)画每一基本体时,一般应该将三个视图对应着一起画。先画反映实形或有特征的视图,然后再根据“三等”关系画出另外两个视图[如图2-18(b)中轴承先画主视图,凸台先画俯视图,支承板先画主视图等]。
(3)当画到两个形体相接时,要处理好邻接处的关系,尤其要注意必须按投影关系正确地画出平行、相切和相交处的投影,如图2-18(d)中轴承与支承板相切,俯视图、左视图中支承板的前、后壁要画到切点位置,且不画切线的投影;又如图2-18(e)所示,肋板与轴承相交,左视图上要画出交线的投影,画图易出错,漏线情况往往出现在这些部位。
(4)画底板上的圆角和圆柱孔,如图2-18(f)所示。
3.检查、加深 检查底稿,改正错误,最后描深。
图2-18 叠加型组合体三视图的作图步骤
【例2-2】如图2-19(a)所示切割型组合体,绘制该组合体的三视图。
分析
画切割型组合体三视图的步骤与画叠加型组合体的基本相同,首先进行形体分析,其形成如图2-19(b)所示。
图2-19 切割型组合体
作图
作图是由一个简单的投影开始,按切割的顺序逐次画完全图。该切割型组合体的画图步骤如图2-20所示。注意作图时应先画出切割面有积聚性的投影,再根据切割面与立体表面相交的情况画出其他视图。
图2-20
图2-20 切割型组合体三视图的作图步骤
【例2-3】分析如图2-21所示组合体的三视图,并进行尺寸标注。
组合体尺寸标注的基本要求是正确、齐全和清晰。正确即标注形式符合国家标注;齐全为尺寸不多余、不遗漏;清晰为突出特征、相对集中、布局合理。若要做到齐全和清晰,必须遵循形体分析法,依照画图顺序进行标注。本题的尺寸标注方法和步骤如图2-22所示。
图2-21 组合体三视图
图2-22 叠加型组合体的尺寸标注
(三)组合体三视图的识读
组合体的画图是将物体用正投影方法表达在平面上;读图则是根据已经画出的视图,通过形体分析和线面的投影分析,想象出物体的结构形状。画图与读图是相辅相成的,读图是画图的逆过程。为了正确、迅速地读懂视图,必须掌握读图的基本要领和基本方法。
1.读图的基本要领
(1)明确视图中的图线和线框的含义。视图中的每一条图线可以是曲面的转向轮廓线的投影,也可以是两表面的交线的投影,还可以是面的积聚性投影;视图中每个封闭线框,可以是物体上不同位置平面或曲面的投影,也可以是孔的投影。
(2)几个视图联系起来读图。物体的形状一般是通过几个视图来表达的,每个视图只能反映机件一个方向的形状,因此,仅由一个或两个视图往往不能唯一表达物体的形状。读图时一般应以主视图为中心,将几个视图联系起来阅读、分析和构思,才能弄清物体的形状。
(3)要善于抓特征视图。把物体的形状特征及相对位置反映得最充分的那个视图,称为特征视图。通常主视图能较多地反映组合体整体的形状特征。这里应注意,物体上的每一组成部分的特征,并非总是全部集中在主视图上,如图2-23所示支架是由四个形体叠加构成的,主视图反映物体A、B的特征,俯视图反映物体D的特征,左视图反映物体C的特征。所以在读图时,要抓住反映特征较多的视图。无论哪个视图,只要形状、特征有明显之处,就应从该视图入手进行分析,再配合其他视图,就能比较快地想象出物体的形状。
图2-23 支架
2.读图的基本方法
(1)形体分析法。其主要用于叠加型组合体。以图2-24所示轴承座为例,说明用形体分析法读图的方法步骤。
①看视图,分线框。如图2-24(a)所示,从主视图入手,将主视图分成四个线框。
②对投影,定形体。如图2-24(b)、(c)、(d)所示,根据投影规律,找出各线框其他两面的投影,并确定其形状。
③综合起来想整体。如图2-24(e)、(f)所示,根据视图分析各形体(或简单立体)的相对位置和表面关系,综合起来想整体。
图2-24 轴承座的读图步骤
(2)线面分析法。其主要用于切割型组合体。以图2-25所示压块为例,说明用线面分析法读图的方法步骤。
①确定物体的整体形状——形体分析。由图2-25(a)可以看出,压块三视图的外形轮廓基本上都是有缺角或缺口的矩形,所以可以设想该压块是由中间带一个阶梯圆柱孔的长方体切割而成的。
②确定切割面的位置和面的形状——线面分析。
从压块的外表看[图2-25(a)],主视图左上方的缺角是用正垂面切出来的;俯视图左端的前后缺角分别是用两个铅垂面切出来的;左视图下方前、后的缺角,则分别是用正平面和水平面切出来的。可见,压块的外形是一个长方体被几个特殊位置平面切割后形成的。在明确被切面的空间位置后,再根据平面的投影特性分清各切面的几何形状。
图2-25 压块的读图步骤
当被切面为“垂直面”时,应从该平面投影积聚成直线的视图出发,在其他两视图上找出对应的线框——边数相等的类似形。由图2-25(b)可知,主视图中的斜线a′,在俯视图中可以找出与其对应的梯形线框a,则左视图中对应的投影也一定是梯形线框a′′,根据平面的投影特性可知,A面是一个正垂面。由图2-25(c)可知,俯视图中的斜线b,在主视图、左视图上找出与它对应的投影——七边形b′、b′′,显然,B面为一铅垂面。
当被切面为“水平面”时,一般应从该平面投影积聚成直线的视图出发,再在其他两视图上找出对应的投影——一线段和一平面图形(反映该平面实形)。由图2-25(d)可知,左视图中直线c′′,找出C面的正面投影c′(一线段,图中粗实线)和水平投影c(反映实形的梯形线框,为不可见),可知C面是水平面。由图2-25(d)可知,左视图中直线d′′,找出D面的正面投影d′(反映实形的矩形线框)和水平投影d(一线段,图中虚线),可知D面是正平面。
③综合想象其整体形状。在看懂压块各切割面的空间位置和切割出的平面形状后,还必须根据视图分析面与面之间的相对位置,进而综合想象出压块的整体形状,其轴测图如图2-25(e)所示。
读组合体的视图常常是两种方法并用,以形体分析法为主,线面分析法为辅。根据物体的两个视图补画第三面视图,也是培养读图和画图能力的一种有效手段。