1、,第五章 组合体及相贯线,5-1 组合体的三视图,5-2 相贯线的画法,5-3 组合体的尺寸标注,5-4 组合体的读图与构形设计,5-1 组合体的三视图,一、形体分析法,二、组合体表面之间的关系,三、组合体的画图步骤,一、形体分析法,从几何观点看，任何零件结构都可抽象为三维几何形体。简单的如棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球、圆环等称为基本形体，由基本形体按一定方式组合而成的较复杂的形体称为组合体。本章讨论组合体如何画图、看图和尺寸标注等问题，是为今后学习零件图建立必要的基础。,1.组合体的基本概念：,图5-1 组合体,（1）从“体”的角度考虑组合体的构成关系有： 叠加和切割,2. 组合体的组合形式,
2、如右上图为一个圆柱和一个六棱柱的叠加体,如右下图为一个三棱锥的切割体,图5-2 组合体的组合形式,3.组合体的形体分析法：,我们将复杂的组合体分解为若干个基本体，通过分析各个基本体的形状、相对位置及表面连接关系，从而形成对组合形体完整认识的方法称形体分析法。,图5-3(a) 组合体的形体分析,动画演示,先叠加,后切割,图5-3(b) 组合体的形体分析,二、组合体表面之间的关系,（一）分类：从“面”的角度去考虑各基本体表面之间的连接方式，,平齐,可 分 为：,相切,相交,图5-4 相邻形体表面之间的连接方式,平齐不画线,不平齐要画线,（二）各种表面连接关系的投影分析,1.平齐,图5-5 表面平齐
3、与不平齐分界线画法,5-6 表面相切的分界线画法,2.相切,切点,相切不画线,(a)平面与回转体面相切,(b)两回转体面相切,公切线垂直H面 要画线,不画公切线 的投影,特殊情况：当两圆柱相切时，若它们的公共切平面垂直于投影面，则就应画出相切的素线在该投影面上的投影，也就是两个圆柱面的分界线，如下图所示：,图5-7 圆弧面相切的分界线画法,3.相交,图5-8(a) 表面相交的分界线画法,图5-8(b) 表面相交的分界线画法,两圆柱相交应画 交线的投影线,三、组合体的画图步骤,现通过举例分别说明叠加式和切割式组合体的画图步骤和方法：,例5-1 求作图5-9（a）所示支架的三视图,图5-9 支架,
4、1. 形体分析,在画三视图前，应对组合体进行形体分析，大致了解组合体的形体特点。分析该组合体是由哪些基本体组成，各基本体的相对位置、组合形式及其表面连接关系如何，为画图作准备。,该支架按形体可分为 半圆筒、支承板和肋板。,支承板与圆微相交 肋板与圆微相切 肋板与支承板相接,图5-10 支架的形体分析,2. 选择主视图的方向,画图时应先选择好主视方向。一般使组合体上有较多表面平行或垂直于投影面，选择最能反映形体特征的方向作为主视方向，同时兼顾其他视图表达的清晰性。,主视方向,图5-11 选择主视方向,3. 确定比例，定图幅,主视方向确定后，应根据组合体的大小和结构的复杂程度确定画图比例和图幅大小
5、，一般应采用标准比例和图幅。画图比例尽可能采用1:1。,4. 布置视图，画基准线,图纸固定在图板上后，先画图幅线、图框线和标题栏。布图是根据视图每个方向的最大尺寸使各视图均匀地布置在图框内，同时视图之间留有足够地方注全所需的尺寸。,5. 画底稿,为了快速地画图，画图的先、后顺序是先画实体，再画孔、洞。对于每一基本体，最好是三个视图配合着画。先从反映形状特征的视图画起，其他两个视图再按投影关系利用绘图工具一起画完，这样可以节省测量时间，提高绘图速度。一个基本体的三视图画完后，再画其他基本体的三视图。过程见下页：,1. 画基准线,3. 画底板,4. 画肋板,5. 画圆筒,6. 画相贯线,2. 画形
6、筒,画底稿步骤,图5-12 底稿的绘图步骤,6. 审核、加深,图5-13 审查、加深,例5-2 求作图5-14所示导向块的三视图,图5-14 滑块,5-2 相贯线的画法,一、相贯线的性质,二、相贯线的求法,三、相贯线的特殊情况,四、影响相贯线形状的因素,五、相贯线画法举例,圆柱与圆柱相交,圆柱与圆锥相交,相贯线,相贯线,一、相贯线的性质,两立体相交称为相贯，其表面的交线称为相贯线。机件上常见的相贯线，大多是回转体相交而成，本章主要介绍这类相贯线的性质及画法。,1.概念,图5-15,2. 性 质,其作图实质是找出相贯的两立体表面的若干共有点的投影。, 共有性, 表面性,相贯线位于两立体的表面上。
7、,相贯线是两立体表面的共有线。也是两立体的分界线。, 封闭性,相贯线一般是封闭的空间折线（通常由直线和曲线组成）或空间曲线。,(a)两外表面相交,(b)两内表面相交,(c)内、外表面相交,图5-16 相贯线的三种表现形式,3. 相贯线的表现形式,二、相贯线的求法一表面取点法,相贯线水平投影不用求,作图:,最前点 1,最后点 2,最低点,最左点 3,最右点 4,最高点,2.适当求一般点,3.连线,1,2,3,4,1.求特殊点,例5-3 求正交两圆柱的相贯线。,相贯线侧面投影不用求,图5-17 表面取点法求相贯线,例5-4 求圆柱与圆锥正交 的相贯线。, 空间及投影分析：,相贯线为一光滑的封闭的空
8、间曲线。它的侧面投影有积聚性，正面投影、水平投影没有积聚性，应分别求出。, 解题方法：辅助平面法,二、相贯线的求法一辅助平面法,图5-18 辅助平面法求相贯线,图5-17 表面取点法求相贯线,假想用水平面P截切立体，P面与圆柱体的截交线为两条直线，与圆锥面的交线为圆，圆与两直线的交点即为交线上的点。,动画,图5-17 表面取点法求相贯线,解题步骤：, 求特殊点, 用辅助平面法求中间点, 光滑连接各点,图5-17 表面取点法求相贯线,图5-17 表面取点法求相贯线,三、相贯线的特殊情况,1.等径正交两圆柱的相贯线,图5-18,蒙日定理-如下图所示，圆柱与圆柱相交并共切于球；圆柱与圆锥相交，也共切
9、于球， 即都属于两回转体相交并共切于球，则它们的相贯线都是平面曲线-椭圆。因为两回转体的轴线都平行于正投影面为直线，其水平投影为圆或椭圆,图5-19,2两同轴回转体的相贯线,相贯线为水平圆,相贯线为水平圆,相贯线为侧平圆,图5-20,3两个轴线平行的圆柱相交及两共顶的圆锥相交，其相贯线为直线,图5-21,四、影响相贯线形状的因素,通过前面的讨论可知，影响相贯线的空间形状有3个因素：一、相贯两曲面立体的表面几何性质；二、相贯两曲面立体的相对位置；三、相贯两曲面立体的尺寸大小。,以两圆柱相交为例，其相贯线的形状如表5-1、表5-2。,表5-1 正交两圆柱当直径变化时对相贯线形状的影响,表5-2 两
10、圆柱相对位置变化时对相贯线形状的影响,五、相贯线画法举例,1.正交圆柱体相贯线的简化画法,两正交圆柱体相贯线的投影可用圆弧代替曲线简化画出。图5-22是过相贯线的4个特殊点画一圆弧。,1,2,3(4),1“(2”),3“,4“,R,图5-22 相贯线的简化画法,2.过渡线,由于工艺要求，铸件或锻压件的两相交表面之间用一个曲面光滑地连接起来，这个过渡曲面通常称为“圆角”。有了圆角之后，相贯线、截交线就不明显了。为了便于区分形体的界限，这种相贯线（或截交线）仍按没有圆角的情况画出，但所画的相贯线（或截交线）不与圆角的外形线相接，而只画到零件外形线的理论交点上，如图5-23（见下页）所示。在生产实际
11、中，把这种情况的相贯线、截交线称为过渡线。,图5-23 几种常见的过渡线画法,过渡线，两端不与圆弧相接,3.相贯线的实例分析,以上讨论的是两个基本体表面相交的情况，但机件上可能出现多个基本体或不完整的基本体相交，它们的交线可以为相贯线，也可以为截交线。一个回转面也可以同时与几个面连续相交。因此，画组合体的视图时，必须进行形体分析，找出相交关系的表面，分析相交表面的类型、形体大小及形体之间的相对位置，明确有多少条相贯线和截交线以及它们的形状和投影特征，再逐一作出它们的投影。,例5-4 完成图5-24所示组合体的主视图。,分 析：,1.形体分析：由三视图可知，组合体是由横放的半圆柱体D、半个圆柱体
12、A、大半个圆柱体C和平面立体B组成。,图5-24 组合体相贯线举例,D,A,B,C,2.交线分析：从俯视图可知，半圆柱体A与圆柱体D相交，有相贯线。平面立体B与圆柱体D相交，有截交线。圆柱体C与圆柱体D相交，有相贯线。平面立体B与圆柱体A相切。,作 图：,1.半圆柱体A与圆柱体D相交，相贯线的水平投影为半圆弧12，它的侧面投影在大圆上，根据投影联系得正面投影相贯线上的点1、2，过1、2点作圆弧代替相贯线。,2.平面立体B与圆柱D相交，截交线的侧面投影积聚在2“点上，根据高平齐得截交线的正面投影2、3。,1“,2“,2,1,1,2,（3“）,3,3.圆柱体C与圆柱体D相交，相贯线的水平投影为圆弧
13、345，侧面投影积聚在大圆弧上，根据投影联系得正面投影相贯线上的点3、4、5， 过3、4、5画圆弧代替相贯线。,3,4,5,（4“）,（5“）,4,5,4.平面立体B与圆柱体C相交，截交线的水平投影积聚在3点上，根据长对正得正面投影。,5.平面立体B与圆柱体A相切，切线的投影不画。,5-3 组合体的尺寸标注,一、组合体尺寸标注的基本要求,二、相贯组合体的尺寸标注,三、组合体的尺寸分类,四、尺寸的清晰布置,一、组合体尺寸标注的基本要求,1) 正确 尺寸标注要符合国家标准的有关规定；,2) 完整 尺寸必须齐全，不多余，不遗漏，不重复；,3) 清晰 尺寸的布局要清晰，整齐，便于读图。,二、相贯组合体
14、的尺寸标注,注意：,不能在相贯线上直接注尺寸！,图5-25,三、组合体的尺寸分类及标注示例,1.尺寸分类 将组合体分解为若干个基本体和简单体，在形体分析的基础上标注三类尺寸。, 定形尺寸,确定各基本体形状和大小的尺寸。, 定位尺寸,确定各基本体之间相对位置的尺寸。,要标注定位尺寸，必须先选定尺寸基准（尺寸的起点）。零件有长、宽、高三个方向的尺寸，每个方向至少要有一个基准。, 总体尺寸,零件长、宽、高三个方向的最大尺寸。,通常以零件的底面、端面、对称面和轴线作为基准。,2.尺寸标注示例一, 形体分析, 标注总体尺寸,例5-4, 逐个标注每一基本形体的定形、定位尺寸,图5-26,例5-5, 注底板
15、尺寸, 注圆筒尺寸, 注侧板尺寸, 注总体尺寸 检查、调整,2.尺寸标注示例二,图5-27,四、尺寸的清晰布置,1、应尽量标注在视图外面，以免尺寸线、尺寸数字与视图 的轮廓线相交。,好！,不好！,图5-28,图5-29,2、同心圆柱的直径尺寸，最好注在非圆的视图上。,好！,不好！,图5-30,3、相互平行的尺寸，应按大小顺序排列，小尺寸在内，大尺寸在外。,好！,不好！,图5-31,4、内形尺寸与外形尺寸最好分别注在视图的两侧。,好！,不好！,图5-32,5、尺寸应尽可能标注在反映基本形体形状特征较明显、位置特征较清楚的视图上,图5-33,5-4 组合体的读图与构形设计,一、读图的基本知识,二、
16、读图的基本方法,三、构形设计,读图和画图是学习这门课的重要环节。画图是按照正投影方法把物体表达在平面上，是三维形体到二维图形的过程。读图是根据已有的视图和所标注的尺寸，想象出物体的结构形状大小，是画图的逆过程。画图要运用形体分析法，读图同样也要运用这种方法，并通过不断地实践，培养空间分析能力、空间想象力和空间构思能力，才能逐步提高看图和读图的能力。,一、读图的基本知识,1.利用正投影的“三等关系”和“方位”关系，分清形体相对位置,读图时，应借助分规、三角板等绘图工具，用正投影的方法，把视图中各元素的对应关系分离出来，从而想象物体各部分的形状和相对位置关系。,图5-34 相对位置分析一,图5-3
17、5 相对位置分析二,图5-36 相邻线框的表面位置关系,前后面,上下面,平面与圆柱面相交,倾斜方向不同的面,2.一个或两个视图不能叭一确定物体的空间形状,图5-37（a) 一个视图不能唯一确定物体的空间形状,图5-37（c) 有两个视图相同的不同集合体,图5-37（b) 有一个视图相同的不同集合体,因此，要准确想象出物体的空间形状，必须将几个视图联系起来看,3.明确线条和线框的含义-图例一,图线为交线的投影,图线为平面的投影,图框为平面的投影,图5-38（a） 视图中线框、图线的含义一,未封闭的图框为平面的投影,未封闭的图框为圆柱面的投影,图5-38（a） 视图中线框、图线的含义二,3.明确线
18、条和线框的含义-图例二,4.借助视图中线段、线框的可见性，来判断结构投影相重合的位置,图5-39 由可见性判断重加影的线面位置,粗实线,虚线,在圆弧面之前,在圆弧面之后,5.熟悉常见的基本体的投影,要快速、正确地构思物体的空间形状，必须熟悉各种基本体的投影，包括完整的和不完整的、以及各种不同位置的基本体的投影。一般来说，不完整的基本体投影仍部分保留原基本体的投影特征，如图所示。有了这些基本知识，就便于读图了。,(a)14圆筒,(b) 14圆台,(c) 14圆球,(d) 14圆环,图5-40 不完整的基本几何体的投影,二、读图的基本方法,读组合体视图基本方法,形体分析法较适用于叠加体,线面分析法
19、较适用于切割体,形体分析法的基本步骤总结如下：,一、分解将组合体分解成若干个基本几何体；,二、分析分析各个基本体的形状及其相对位置关系；,三、综合综合考虑各组成基本体的形状和位置；,四、想象想象组合体的整体结构。,下面通过具体的例子来说明用形体分析法读图的具体步骤和分析思路。,例5-6 看三视图，想象出组合体的空间形状,分线框想形体 底板,图5-41(a) 形体分析法读图,分线框想形体立板,图5-41(b) 形体分析法读图,图5-41(c) 形体分析法读图,分线框想形体耳板,图5-41(d) 形体分析法读图,分线框想形体肋板,图5-41(e) 形体分析法读图,综合起来想整体,线面分析法逐个分析
20、形体各表面的性质、形状以及相对位置，从而准确地了解形体各部分结构形状的方法叫线面分析法。,其着眼点是面，把视图中的线框认定是表示体上的表面，把线认为是表示体上的线或面。较适用于形状复杂的组合体。,线面分析法读图的特点：是逐个分析视图中的图线和线框，根据它们的投影特点，判断它们的形状、空间位置，以便正确地了解各部分的具体结构。,图5-42(a) 线面分析法读图,图5-42(b) 线面分析法读图,图5-42(c) 线面分析法读图,图5-42(d) 线面分析法读图,图5-42(e) 线面分析法读图,三、构形设计,构形设计不可能脱离零件在机器中的地位和作用，而单纯从几何角度来谈构形设计。实际中的零件除
21、应考虑它在机器中的作用外，还要考虑制造、装配、刚度、强度以及经济性等复杂问题。但本节所述的组合体构形设计是忽略了零件的工艺结构等，主要从几何形体上构思组合体的形状，进一步提高看图能力和空间构形能力。,1.组合体构形的原则,进行组合体构形设计时，必须考虑以下几点：,(1) 组成组合体的各基本体应尽可能简单，一般采用常见的回转体（圆柱、圆锥、圆球、圆环等）和平面立体（棱柱、棱锥），尽量不用不规则的曲面。,(2) 所设计的组合体应结构紧凑，各形体间应相互协调、稳定，避免两基本体之间用点或线接触。如图5-43（a）所示的组合体左、右两个形体以线接触，如图5-43（b）所示的两个形体以点接触，它们都不牢固。,(3) 组合体的各组成部分应连接在一起，不能彼此分离。,(4) 所设计的组合体应能加工、检验。如图5-43（c）所示的组合体内部密封的空腔无法加工、检验，构形时，应尽量避免。,(5) 所设计的组合体应是可存在的物体，如图5-43（d）所示。,图5-43 失败的构形,(a),(b),(d),2.组合体构形方法,常用的构形方法有拉伸法、旋转法、切割法和叠加法等。,拉伸法,旋转法,图5-44,切割法,叠加法,图5-45,本 章 结 束,
