1.3 几何作图
机械图样中轮廓线千变万化,但它们基本上都是由直线、圆弧和其他一些曲线所组成的几何图形。为确保绘图质量和效率,除了要正确使用绘图工具和仪器外,还要熟练掌握常用的几何作图方法。
1.3.1 等分圆周作内接正多边形
1.正五边形的画法
如图1-25所示,作出水平线ON的中点M,以M为圆心,MA为半径画弧,交水平线于H,以AH为边长,即可作出圆内接正五边形。
2.正六边形的画法
如图1-26所示,用60°三角板配合丁字尺通过水平直径的端点作平行线,可画出四条边,再以丁字尺作上、下水平边,即可画出圆内接正六边形。
图1-25 正五边形的画法
图1-26 正六边形的画法
3.正N边形的画法
如图1-27所示,将铅垂直径AB分成N等分(图中N=7),以B为圆心,AB为半径画弧,交水平中心线于K(或对称点K′),自K(或K′)与直径上奇数点(或偶数点)连线,并延长至圆周,即得各分点Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,再作出它们的对称点,即可画出圆内接正N边形。
图1-27 正N边形的画法(N=7)
1.3.2 斜度和锥度
1.斜度的画法
斜度是指一直线(或平面)对另一直线(或平面)的倾斜程度,其大小为该两直线(或平面)间夹角的正切值,在图样中以1:N的形式标注。图1-28所示为斜度1:6的做法:由点A在水平线AB上取六个单位长度得点D,过D点作AB的垂线DE,取DE为一个单位长,连AE即得斜度为1:6的直线。斜度符号“∠”的方向应与倾斜方向一致。
2.锥度的画法
锥度是正圆锥底圆直径与圆锥高度之比,在图样中也用1:N的形式标注。图1-29所示为锥度1:6的做法:由点S在水平线上取六个单位长得点O,过O点作SO的垂线,分别向上和向下量取半个单位长度,得A、B两点,分别过A、B与点S相连,即得1:6的锥度。
图1-28 斜度画法
图1-29 锥度画法
1.3.3 椭圆的画法
1.同心圆法
如图1-30所示,以O为圆心,以长轴AB和短轴CD为直径画同心圆,过圆心O作一系列直径与两圆相交,自大圆的交点作短轴的平行线,自小圆的交点作长轴的平行线,其交点就是椭圆上的各点,用曲线板将这些点光滑地连接起来,即得椭圆。
2.四心圆弧法
如图1-31所示,连长、短轴的端点A,C,以C为圆心,CE为半径画弧交AC于E′点,作AE′的中垂线与两轴分别交于O1、O2,并作O1和O2的对称点O3、O4,最后分别以O1、O2、O3、O4为圆心,O1A,O2C,O3B,O4D为半径画圆弧,这四段圆弧就近似地代替了椭圆,圆弧间的连接点为K,N,Nl,K1。
图1-30 用同心圆法画椭圆
图1-31 用四心圆弧法画椭圆
1.3.4 圆弧连接
在绘图时,经常会遇到用圆弧来光滑连接已知直线或圆弧的情况。光滑连接也就是在连接处相切。为了保证相切,在作图时就必须准确地作出连接圆弧的圆心和切点。
圆弧连接有三种情况:用已知半径的圆弧连接两条直线;用已知半径的圆弧连接两圆弧;用已知半径的圆弧连接一直线与一圆弧。下面就各种情况作简要的介绍。
1.用已知半径为R的圆弧连接两条直线
已知直线Ⅰ、Ⅱ,连接弧的半径为R。作连接弧的过程就是确定连接弧的圆心和连接点的过程,其作图步骤如图1-32所示。
图1-32 用圆弧连接两已知直线
1)求连接弧的圆心分别作与已知两直线相距为R的平行线Ⅰ′、Ⅱ′,其交点O即为连接弧圆心。
2)求连接弧的切点过O点分别向直线Ⅰ、Ⅱ作垂线,垂足1、2即为切点。
3)以O为圆心,以R为半径在切点1、2之间作弧,即完成连接。
2.用已知半径为R的圆弧同时外切两圆弧
1)求连接弧的圆心:分别以R1+R及R2+R为半径,以O1及O2为圆心,作两圆弧交于点O,O即为连接弧的圆心。
2)求连接弧的切点:连接O、O1交已知圆弧于点1,连接O、O2交已知圆弧于点2,1、2即为切点。
3)以O为圆心,以R为半径,在两切点1、2之间作弧,即完成连接,如图1-33a所示。
图1-33 用圆弧两已知圆弧
3.用已知半径为R的圆弧同时内切两圆弧
1)求连接弧的圆心:分别以R−R1及R−R2为半径,以O1及O2为圆心,作两圆弧交于点O,O即为连接弧的圆心。
2)求连接弧的切点:连接O、Ol并延长交已知圆弧于点1,连接O、O2并延长交已知圆弧于点2,1、2即为切点。
3)以O为圆心,R为半径,在两切点1,2之间作弧,即完成连接,如图1-33b所示。
4.用已知半径为R的圆弧连接一直线与一圆弧
已知圆心为O1,半径为R1的圆弧和一直线,用半径为R的圆弧将其光滑连接起来,其作图步骤如图1-34所示。
图1-34 用圆弧连接已知圆弧和直线