识读滑轮零件图

任务描述

如图4－1所示的滑轮， 在滑轮架中是一个运动件， 工作时， 链条通过滑轮的旋转轻松将重物提起和落下。 滑轮零件图如图4－2所示， 请确定滑轮的加工方法。

图4－1 滑轮

图4－2 滑轮零件图

任务分析

轮盘类零件一般都有轴孔， 所以大多数该类零件的主视图选择非圆方向的剖视图。 由于该滑轮上有较多内部结构， 而外部结构又比较简单， 故主视图采用全剖视图； 左视图方向除螺纹孔外， 其他部分均可通过尺寸标注很清晰地表达出来， 因此只需画一个局部放大视图。通常根据零件图上表面粗糙度的标注确定滑轮的加工方法。

相关知识

一、 组合体的视图和尺寸

由两个或两个以上的基本体所构成的物体， 称为组合体。

（一） 组合体及其组合形式分析

组合体的组合方式一般有叠加和切割两种。 叠加式组合体一般是由几个简单的立体叠合而成的。 切割式组合体一般是由一个基本形体被切去若干部分而形成的。 常见的则是这两种形式的综合， 即有几个基本形体的叠加， 又有切割几个基本形体而形成的一个形体。 如图4－3所示。

图4－3 组合体的组合形式

（a） 叠加； （b） 切割； （c） 综合

（二） 组合体的表面关系

组合体各部分表面之间的连接关系不同， 在视图上表现出的特征也就不同。 为便于绘图和读图， 我们将其在视图上的表达方式分为相接、 相切及相交三种。

1. 相接

相接表面又分为接平与未接平两种形式， 如图4－4所示。 接平表示两部分表面在叠加后完全重叠， 在视图上可见两部分之间无隔线； 未接平表示两表面叠加后不完全重叠， 在视图上可见部分之间有图线隔开。

2. 相切

如图4－5所示组合体由圆筒与耳板构成， 耳板前后两平面与圆筒表面光滑过渡。 在相切处不存在轮廓线， 即在视图上相切处不画线， 但应注意相邻表面的投影应画至切点A、B处。

图4－4 表面相接

图4－5 表面相切

3. 相交

当两形体的表面相交时产生交线， 此交线为区分两形体表面的分界线， 在视图中应该画出交线的投影。 一般分为以下三种情况。

1） 平面与平面相交

平面与平面相交时在视图上必须表示交线。 如图4－6所示的物体， 可看成是长方体经切割而成， 必须画出切割面与物体表面的交线以及切割面之间的交线。

图4－6 平面与平面相交

2） 平面与曲面相交

平面与曲面相交时必须画出交线， 如图4－7中的交线AB。

图4－7 平面与曲面相交

3） 曲面与曲面相交

两曲面相交时应在视图上画出其相贯线， 如图4－8所示。

图4－8 曲面与曲面相交

（三） 组合体的形体分析法

假想将复杂的组合体分解成若干个较简单的基本立体， 分析各基本立体的形状、 组合方式、 相对位置及表面关系， 称为形体分析法。 形体分析法是组合体画图、 读图和标注尺寸的主要方法。

二、 组合体视图的画法

（一） 叠加类组合体三视图画法

下面以支座为例， 说明叠加类组合体三视图的画法。

1. 形体分析

支座由大圆筒、 小圆筒、 底板和肋板组成， 大圆筒与底板接合， 底板的底面与大圆筒底面共面， 底板的侧面与大圆筒的外圆柱面相切； 肋板叠加在底板的上表面上， 右侧与大圆筒相交， 其表面交线为Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ， 其中Ⅳ为肋板斜面与圆柱面相交而产生的椭圆弧； 大圆筒与小圆筒的轴线正交， 两圆筒相贯连成一体， 两者的内、 外圆柱面相交处都有相贯线。

2. 选择主视图

主视图的选择一般根据形体特征原则来考虑， 以最能反映组合体形体特征的那个视图作为主视图， 同时兼顾其他两个视图表达的清晰性。 如图4－9所示的六个方向中， A向所得视图能满足上述的基本要求， 可作为主视图。

图4－9 支座

3. 确定比例和图幅

根据物体的复杂程度和尺寸大小， 按照标准的规定选择适当的比例与图幅。 选择的图幅要留有足够的空间， 以便于标注尺寸和画标题栏。

4. 布置视图位置

布置视图时， 应根据已确定的各视图每个方向的最大尺寸， 并考虑尺寸标注和标题栏等所需的空间， 匀称地将各视图布置在图幅上。

5. 绘制底稿

画底稿时应注意： 先画主要部分， 后画次要部分； 各组成部分应从特征视图开始画起，注意三个视图配合起来画； 由于形体分析是一个假想的分析过程， 故画图时应注意从整体考虑， 分析清楚相邻组成部分的表面关系及在衔接处的画法是否多线或漏线。

6. 检查描深

底稿完成后应认真检查， 也可以将模型或轴测图与三视图对照， 确认无误后再描深图线。 具体过程如图4－10所示。

图4－10 叠加类组合体绘图步骤

（a） 布置视图， 画主要基准线； （b） 画底板和大圆筒外圆柱面； （c） 画肋板；（d） 画小圆筒； （e） 画三个圆孔； （f） 检查无误后描深

（二） 切割类组合体三视图画法

1. 形体分析

该物体可以看成是由基本体中的长方体先后切去一长方体、 三棱柱和矩形体而成， 如图4－11所示。

2. 画图步骤

图4－12所示为绘制步骤， 注意这类组合体的画图特征是逐步切割， 即先画出原始的基本形体， 再逐步画出每次切割的形体。 作图时注意先画截切面的积聚性投影， 另两面应注意投影特性， 如截切面为投影面垂直面， 则应注意类似形线框的对应检查。

图4－11 切割类组合体的形体分析

图4－12 切割类组合体画图步骤

（a） 画基本体 （长方体）； （b） 切去右上角长方体； （c） 切三棱柱；（d） 切矩形块； （e） 检查， 擦去多余图线； （f） 加深

三、 组合体的尺寸标注

组合体三视图只表达了它的形状， 而其真实大小及各形体的相对位置则由图中标注的尺寸数字确定。 尺寸标注时应做到：

（1） 正确： 尺寸标注应符合国家标准的有关规定；

（2） 完整： 尺寸必须齐全， 不重复， 不遗漏；

（3） 清晰： 尺寸的布置要清晰、 整齐， 便于读图。

（一） 尺寸种类

为了将尺寸标注得完整， 在视图上一般应标注下列几种尺寸。

1. 定形尺寸

确定各形体形状及大小的尺寸。 如图4－13中的直径ϕ、 半径R和长、 宽、 高等尺寸。

图4－13 尺寸种类

2. 定位尺寸

确定各形体间相对位置的尺寸， 如图4－13中标注为∗号的尺寸。

3. 总体尺寸

表示组合体总长、 总宽、 总高的尺寸， 如图4－14 （a） 所示。

标注总体尺寸应注意以下两种情况：

（1） 当物体一端是回转体时， 只注到该回转体轴线的定位尺寸， 而不需要再注其总体尺寸， 如图4－14 （b） 所示

（2） 不能出现封闭的尺寸链， 即注出的定形、 定位、 总体尺寸中不能形成 “总体尺寸＝定位尺寸＋定形尺寸” 的情况， 如果出现， 必须将其中一个不重要的尺寸不予标注，读图时可通过计算推导出这个尺寸， 如图4－14 （c） 所示。

（二） 尺寸基准

组合体中， 确定尺寸位置的点、 线、 面等要素称为尺寸基准， 简称基准。 它是标注尺寸的起点， 通常选交点 （圆心、 球心等）、 轮廓直线、 轴线、 对称中心线、 对称平面、 底面和端面等要素作为尺寸基准。

图4－14 总体尺寸的标注

长、 宽、 高三个方向上都存在基准， 在同一方向上根据需要可以有若干个基准， 其中有一个为主要基准， 其余为辅助基准， 且基准间必须有直接的尺寸联系。

如图4－15所示支座的尺寸基准是： 以右端面为长度方向的基准； 以底面为高度方向的基准； 以前后对称面为宽度方向的基准。

基准选定后， 各方向的主要尺寸就应从相应的尺寸基准进行标注。

图4－15 支座的尺寸基准

（三） 常见基本体的尺寸注法

基本形体的尺寸标注是组合体尺寸标注的基础，常见基本体的尺寸标注如图4－16所示。

（四） 有关尺寸布置清晰的问题

为了便于读图， 应注意尺寸在图上的排列与布置。 要做到清晰布置尺寸， 必须注意下面的一些原则。

（1） 尽量将尺寸注在视图外面， 与两视图相关的尺寸最好注在两视图之间。 标注时应注意符合国标的有关规定， 比如应避免尺寸线与尺寸线、 尺寸线与尺寸界线相互交叉， 不要标注封闭尺寸等。

图4－16 基本体的尺寸标注

（2） 同轴回转体的径向尺寸， 一般注在非圆视图上， 如图4－17所示。 圆弧半径应标注在投影为圆弧的视图上。

图4－17 清晰布置尺寸 （一）

（a） 清晰； （b） 不清晰

（3） 定形尺寸应尽量注在反映形状特征明显的视图上； 定位尺寸应尽量注在反映位置特征明显的视图上， 并尽量与定形尺寸集中在一起。 如图4－18所示。

图4－18 清晰布置尺寸 （二）

（a）， （c） 清晰； （b）， （d） 不清晰

（4） 一般应尽量避免在虚线上标注尺寸。

（5） 几种常见结构的尺寸标注如图4－19所示。

图4－19 几种见结构的尺寸标注

图4－19 几种见结构的尺寸标注 （续）

（五） 尺寸标注举例

标注组合体的尺寸时， 应先对组合体进行形体分析， 选择基准， 标注出定形尺寸、 定位尺寸和总体尺寸， 最后检查、 核对。 下面以支架为例具体说明。

（1） 形体分析。

该支座由底板、 圆筒、 支撑板、 肋板四个部分组成， 它们之间的组合形式为叠加， 如图4－20所示。

图4－20 支座形体分析及选择尺寸基准

（2） 选尺寸基准。

所选基准如图4－20所示。

（3） 根据形体分析， 逐个注出底板、 圆筒、 支撑板、 肋板的定形尺寸， 如图4－21所示。

（4） 根据选定的尺寸基准， 注出各部分的定位尺寸， 如图4－22所示。

（5） 标注总体尺寸。 总长尺寸为50； 因顶部为圆弧面， 故总高尺寸不标注； 由于支座制作时直接运用尺寸34， 间接运用尺寸7， 故也未标总宽尺寸。

图4－21 标注各组成部分定形尺寸

图4－22 标注定位尺寸和总体尺寸

四、 看组合体视图的基本方法

组合体读图是利用正投影原理对给定的视图进行分析、 想象出空间物体的整体形状， 是画组合体视图的逆过程。 按照组合体组成方式的不同， 常用形体分析法和线面分析法看组合体视图。

（一） 理解视图中图线和线框的含义

（1） 视图中的每一条图线可以是面的积聚性投影，也可以是两个面交线的投影，如图4－23所示直线1、2、3、4、5、6。

图4－23 视图中图线及线框的含义

（2） 视图中的每个封闭线框可以是物体上一个表面 （平面、 曲面或它们相切形成的组合面） 的投影， 也可以是一个孔的投影， 如图4－23所示A、 B、 C、 D等面。

（3） 视图中相邻的两个封闭线框， 表示位置不同的两个面的投影。 如图4－23所示主视图中B、C、D三个线框为相邻线框，而其位置则可通过俯视图或左视图判断出前后的关系。

（4） 大线框内包含的小线框，一般表示在大立体上凸出或凹下的小立体的投影。如图4－23中大线框内包含的圆形小线框， 通过主视图可知， 圆形线框表示一通孔。

（二） 要将几个视图联系起来看

由一个视图或两个视图都不能唯一确定物体形状。 如图4－24所示的三个不同的形体，其主视图相同； 而在图4－25中， 虽然两个视图相同， 但也不能确定物体形状。

图4－24 几个视图配合起来看图 （一）

图4－25 几个视图配合起来看图 （二）

（三） 注意抓住特征视图

1. 形状特征视图

最能反映物体形状特征的视图称为形状特征视图。 如图4－26 （a） 所示， 物体的左视图是最能反映物体形状特征的视图， 而在图4－26 （b） 中俯视图则是反映该物体形状特征最明显的视图。

2. 位置特征视图

能反映物体上各部分相对位置特征的视图称为位置特征视图。 如图4－27中， 左视图（b） 或 （c） 是反映该物体位置特征最明显的视图。

不同的形体可能有不同的形状和位置特征视图， 也可能具有相同的视图。 只有从特征视图入手， 对照多个投影， 才能确定物体的形状和位置。 但应注意， 在复杂物体三视图上， 各部分特征视图并非都是全部集中在一个视图上的。

图4－26 形状特征视图

图4－27 位置特征视图

（四） 看图的基本方法

1. 形体分析法看组合体视图

根据组合体的特点，将其分成几个组成部分， 然后逐一将各部分的几个投影对照进行分析，想象出其形状，并确定各部分之间的相对位置和组合形式，最后综合想象出整个物体的形状。这种读图方法称为形体分析法，主要针对叠加式组合体，如图4－28所示。其步骤如下：1） 按线框分形体

在线框分割明显的视图上， 将视图分成几个线框， 每个线框即为一个简单的形体。 由于主视图上具有的特征部位一般较多， 故通常先从主视图开始进行分析。

2） 对投影定形体

找到每个线框对应的其他投影， 多个投影对照， 确定简单形体的形状。

图4－28 形体分析法读图举例

3） 分析相对位置， 综合想象整体

分析各部分之间的相对位置及表面连接关系， 综合想象出整体的形状。

2. 线面分析法看组合体视图

线面分析法读图是指通过分析视图中的图线和线框的含义， 想象出物体立体形状的读图方法。 其读图步骤如下：

1） 抓外框想基本体

根据视图外框想象尚未切割的原始基本形体。

2） 投影分析想形状

对于特殊位置平面， 可以从积聚性投影的视图入手， 利用三等关系， 在其他视图中找出对应的投影， 想象出被切平面的几何形状。 而一般位置平面， 可进行点、 线、 面的投影分析。

3） 搞清切割过程， 想象物体形状

搞清楚各面的空间位置及几何形状之后， 还应通过面与面之间的相对位置及其他细节作进一步的分析， 进而综合分析出物体的完整形状。

如图4－29 （a） 所示， 运用线面分析法想象物体形状， 步骤如下：

图4－29 线面分析法读图举例

（1） 观察三视图外框， 补齐后都是矩形， 可知未切割前的基本体为长方体， 如图4－29 （a） 所示。

（2） 分析图线A、 B， 找到它们对应的其他投影， 可判断出A、 B线分别表示正平面和侧平面， 如图4－29 （b） 所示。 分析图线C、 线框D， 找到它们对应的其他投影， 可判断出C表示侧平面， D表示侧垂面， 如图4－29 （c） 所示。 分析线框e＇、 f、 g＇， 找到它们对应的其他两投影， 可知它们表示长方体切割后留下的部分表面， 如图4－29 （d）所示。

（3） 综上所述， 物体的形状如图4－29 （d） 所示。

读图时， 应以主视图为主， 按照 “长对正、 高平齐、 宽相等” 的投影规律与另两视图配合看图。 对于叠加类或综合类组合体一般以形体分析法为主， 以线面分析法为辅； 对于切割类组合体则应以线面分析法为主， 辅以形体分析法。

五、 几个相交的剖切面

当机件的内部结构形状用一个剖切平面剖切不能表达完全， 且机件又具有回转轴时， 可用几个相交的剖切平面来切开机件。 几个相交的剖切面必须保证其交线垂直于基本投影面。交线即是机件整体上具有的回转轴。

采用几个相交的剖切面的方法绘制剖视图时， 先假想按剖切位置剖开机件， 然后将被剖切面剖开的结构及相关部分旋转到与选定的投影面平行时再进行投影， 这种方法通常称为旋转剖。 旋转剖常用来表达轮盘类机件上的一些孔、 槽等结构， 也常用来表达具有公共轴线的非回转体， 如图4－30所示。

图4－30 几个相交的剖切平面

采用用旋转剖时， 应注意下面几个问题：

（1） 画图时注意 “先剖切后旋转再投影”， 两个以上相交剖切面所作的剖视图应加注“展开”， 如图4－31所示。

（2） 处于剖切面之后的其他结构仍按原位置投影， 如图4－30中的小孔及图4－32中的矩形凸台。 而与所要表达的被剖切结构有直接联系且密切相关的部分或不一起旋转难以表达的部分， 则应一起进行旋转再投影， 如图4－30中的肋板。

（3） 剖切后产生的不完整要素， 应按不剖绘制， 如图4－33中的臂板。

（4） 旋转剖必须标注， 其规则与方法和阶梯剖相同。 图4－32所示为用旋转剖获得的全剖视图， 图4－34所示为用旋转剖获得的半剖视图， 图4－35所示为用旋转剖获得的局部剖视图。

图4－31 剖视图的展开绘制

图4－32 相关结构旋转后再投影

图4－33 剖视图中产生的不完整要素

图4－34 用旋转剖获得的半剖视图

图4－35 用旋转剖获得的局部剖视图

当用以上几种剖切方法都不足以表达机件的内部结构时， 可根据机件结构特点， 即采用组合的剖切平面， 这种剖切方法通常也称为复合剖， 如图4－36所示。

图4－36 组合的剖切平面得到的剖视图

复合剖画剖视图时的标注方法和规则与前面类似。 若组合的剖切平面 （复合剖） 按展开 （即将各剖切平面展开在同一平面上） 画出， 则需加注 “×—×” 展开二字。

六、 不同加工方法能达到的表面粗糙度值

不同加工方法能达到的表面粗糙度见表4－1和表4－2。

表4－1 不同加工方法可能达到的表面粗糙度Ra值 μm

续表

续表

续表

表4－2 不同加工方法能达到的表面粗糙度 （美标） μm

续表

续表

续表

任务实施

1. 看标题栏

零件的名称为滑轮， 零件的材料为45钢， 图纸比例为1∶1， 图号为hlj－02， 数量为1。

2. 分析零件的表达方案

由于轮盘类零件也多在车床上加工， 因此也常采用 “加工位置原则” 选择主视图， 即将其轴线置于水平位置。

3. 加工方法分析

滑轮总体采用铸造加工， 端面的表面粗糙度为6.3μm， 采用的加工方法为车削； 滑轮的关键部位在凹槽和轴孔处， 凹槽要求光滑， 表面粗糙度值为0.8μm， 采用先车后磨的加工方法； 而轴孔与衬套有配合关系， 表面粗糙度值为1.6μm， 采用铰、 铣等方式作为最终加工方式。

任务拓展

识读手轮零件图， 如图4－37所示。

图4－37 手轮零件图