機械設計入門（製圖）知識：機械設計高手從這裡起步
機械製圖知識
1.軸套類零件
這類零件一般有軸、襯套等零件，在視圖表達時，只要畫出一個基本視圖再加上適當的斷面圖和尺寸標註，就可以把它的主要形狀特徵以及局部結構表達出來了。為了便於加工時看圖，軸線一般按水平放置進行投影，最好選擇軸線為側垂線的位置。
在標註軸套類零件的尺寸時，常以它的軸線作為徑向尺寸基準。由此注出圖中所示的Ф14 、Ф11（見A-A斷面）等。這樣就把設計上的要求和加工時的工藝基準（軸類零件在車床上加工時，兩端用頂針頂住軸的中心孔）統一起來了。而長度方向的基準常選用重要的端面、接觸面（軸肩）或加工面等。
如圖中所示的表面粗糙度為Ra6.3的右軸肩，被選為長度方向的主要尺寸基準，由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸；再以右軸端為長度方向的輔助基，從而標註出軸的總長96。
2.盤蓋類零件
這類零件的基本形狀是扁平的盤狀，一般有端蓋、閥蓋、齒輪等零件，它們的主要結構大體上有迴轉體，通常還帶有各種形狀的凸緣、均布的圓孔和肋等局部結構。在視圖選擇時，一般選擇過對稱面或迴轉軸線的剖視圖作主視圖，同時還需增加適當的其它視圖（如左視圖、右視圖或俯視圖）把零件的外形和均布結構表達出來。如圖中所示就增加了一個左視圖，以表達帶圓角的方形凸緣和四個均布的通孔。
3.叉架類零件
這類零件一般有撥叉、連桿、支座等零件。由於它們的加工位置多變，在選擇主視圖時，主要考慮工作位置和形狀特徵。對其它視圖的選擇，常常需要兩個或兩個以上的基本視圖，並且還要用適當的局部視圖、斷面圖等表達方法來表達零件的局部結構。踏腳座零件圖中所示視圖選擇表達方案精練、清晰對於表達軸承和肋的寬度來說，右視圖是沒有必要的，而對於T字形肋，採用剖面比較合適。
4.箱體類零件
一般來說，這類零件的形狀、結構比前面三類零件複雜，而且加工位置的變化更多。這類零件一般有閥體、泵體、減速器箱體等零件。在選擇主視圖時，主要考慮工作位置和形狀特徵。選用其它視圖時，應根據實際情況採用適當的剖視、斷面、局部視圖和斜視圖等多種輔助視圖，以清晰地表達零件的內外結構。
5.零件常見結構的尺寸標註
常見孔的尺寸注法（盲孔、螺紋孔、沉孔、鍃平孔），倒角的尺寸注法。
5.1盲孔
5.2螺紋孔
5.3沉孔
5.4 鍃平孔
5.5倒角
介紹表面粗糙度的概念及主要評定參數
1.表面粗糙度的概念
零件表面上具有較小間距的峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，稱為表面粗糙度。這主要是在加工零件時，由於刀具在零件表面上留下的刀痕及切削分裂時表面金屬的塑性變形所形成的。零件表面粗糙度是也是評定零件表面質量的一項技術指標，它對零件的配合性質、工作精度、耐磨性、抗腐蝕性、密封性、外觀等都有影響。在保證機器性能的前提下，為獲得相應的零件表面粗糙度，應根據零件的作用，選用恰當的加工方法，盡量降低生產成本。一般來說，凡零件上有配合要求或有相對運動的表面，表面粗糙度參數值要小。
2.表面粗糙度的代號、符號及其標註
GB/T 131-2006規定了表面粗糙度代號及其注法。圖樣上表示零件表面粗糙度的符號見下表。
3.表面粗糙度的主要評定參數
零件表面粗糙度的評定參數有：
1)) 輪廓算術平均偏差（Ra）--在取樣長度內，輪廓偏距絕對值的算術平均值。Ra的數值及取樣長度l見表。
2))輪廓最大高度（Rz）--在取樣長度內，輪廓峰頂線與輪廓峰底線的距離。使用時優先選用Ra參數。
表面粗糙度高度參數Ra、Rz、Ry在代號中用數值標註時，除參數代號Ra可省略外，其餘在參數值前需標註出相應的參數代號Rz或Ry，標註示例見表。
表面粗糙度的標註表面粗糙度中數字及符號的方向
5.表面粗糙度代（符號）在圖樣上的標註方法
1) 表面粗糙度代（符）號一般應注在可見輪廓線、尺寸界線或它們的延長線上，符號的尖端必須從材料外指向表面。
2) 表面粗糙度代號中數字及符號的方向必須按規定標註。
6.表面粗糙度的標註示例
在同一圖樣上，每一表面一般只標註一次代（符）號，並儘可能地靠近有關的尺寸線。當空間狹小或不便標註時可以引出標註。 當零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求時，可統一標註在圖樣的右上角，當零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求時，對其中使用最多的一種代（符）號可以同時注在圖樣的右上角，並加註"其餘"兩字。凡統一標註的表面粗糙度代（符）號及說明文字，其高度均應該是圖樣標註的1.4倍。
零件上連續表面、重複要素（如孔、齒、槽等）的表面和用細實線連接不連續的同一表面，其表面粗糙度代（符）號只注一次。
同一表面上有不同的表面粗糙度要求時，應用細實線畫出其分界線，並注出的表面粗糙度代號和尺寸。
齒輪、螺紋等工作表面沒有畫出齒（牙）形時，其表面粗糙度代（符）號注法見圖。
中心孔的工作表面，鍵槽的工作表面，倒角，圓角的表面粗糙度代號可以簡化標註。
需要將零件局部熱處理或局部鍍（塗）覆時，應用粗點畫線畫出其範圍並標註出相應尺寸，也可將其要求注寫在表面粗糙度符號長邊的橫線上。
標準公差和基本偏差
為便於生產，實現零件的互換性及滿足不同的使用要求，國家標準《極限與配合》規定了公差帶由標準公差和基本偏差兩個要素組成。標準公差確定公差帶的大小，而基本偏差確定公差帶的位置。
1.標準公差（IT）
標準公差的數值由基本尺寸和公差等級來決定。其中公差等級是確定尺寸精確程度的標記。標準公差分為20級，即IT01，IT0，IT1，…，IT18。其尺寸精確程度從IT01到IT18依次降低。標準公差的具體數值見有關標準。
2.基本偏差基本偏差是指在標準的極限與配合中，確定公差帶相對零線位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零線的那個偏差。當公差帶在零線的上方時，基本偏差為下偏差；反之，則為上偏差。基本偏差共有28個，代號用拉丁字母表示，大寫為孔，小寫為軸。從基本偏差系列圖中可以看出：孔的基本偏差A～H和軸的基本偏差k～zc為下偏差； 孔的基本偏差K～ZC和軸的基本偏差a～h為上偏差，JS和js的公差帶對稱分布於零線兩邊、孔和軸的上、下偏差分別都是+IT/2、-IT/2。基本偏差系列圖只表示公差帶的位置，不表示公差的大小，因此，公差帶一端是開口，開口的另一端由標準公差限定。
基本偏差和標準公差，根據尺寸公差的定義有以下的計算式：
ES=EI+IT 或 EI=ES-IT ei=es-IT或 es=ei+IT
孔和軸的公差帶代號用基本偏差代號與公差帶等級代號組成。
基本尺寸相同的、相互結合的孔和軸公差帶之間的關係，稱為配合。根據使用要求的不同，孔和軸之間的配合有松有緊，因而國標規定配合種類：
1間隙配合
孔與軸裝配時，有間隙（包括最小間隙等於零）的配合。孔的公差帶在軸的公差帶之上。2過渡配合
孔與軸裝配時，可能有間隙或過盈的配合。孔的公差帶與軸的公差帶互相交疊。3過盈配合
孔與軸裝配時有過盈（包括最小過盈等於零）的配合。孔的公差帶在軸的公差帶之下。
在製造配合的零件時，使其中一種零件作為基準件，它的基本偏差一定，通過改變另一種非基準件的基本偏差來獲得各種不同性質配合的制度稱為基準制。根據生產實際的需要，國家標準規定了兩種基準制。
1）基孔制（如下圖所示）
基孔制--是指基本偏差為一定的孔的公差帶與不同基本偏差的軸的公差帶形成各種配合的一種制度。見下圖。基孔制的孔稱為基準孔，其基本偏差代號為H，其下偏差為零。
2）基軸制（如下圖所示）
基軸制--是指基本偏差為一定的軸的公差帶與不同基本偏差的孔的公差帶形成各種配合的一種制度。見下圖。基軸制的軸稱為基準軸，其基本偏差代號為h，其上偏差為零。
配合代號
配合代號由孔和軸的公差帶代號組成，寫成分數形式，分子為孔的公差帶代號，分母為軸的公差帶代號。凡是分子中含H的為基孔制配合，凡是分母中含h的為基軸制配合。
1.例如 φ25H7/g6的含義是指該配合的基本尺寸為φ25、基孔制的間隙配合，基準孔的公差帶為H7，（基本偏差為H公差等級為7級），軸的公差帶為g6（基本偏差為g，公差等級為6級）。
2.例如 φ25N7/h6 的含義是指該配合的基本尺寸為φ25、基軸制過渡配合，基準軸的公差帶為h6，（基本偏差為h，公差等級為6級），孔的公差帶為N7（基本偏差為N，公差等級為7級）。
公差與配合在圖樣上的標註
1）在裝配圖上標註公差與配合，採用組合式注法。
2）在零件圖上的標註方法 有三種形式。
形位公差
零件加工後，不僅存在尺寸誤差，而且會產生幾何形狀及相互位置的誤差。圓柱體，即使在尺寸合格時，也有可能出現一端大，另一端小或中間細兩端粗等情況，其截面也有可能不圓，這屬於形狀方面的誤差。階梯軸，加工後可能出現各軸段不同軸線的情況，這屬於位置方面的誤差。所以，形狀公差是指實際形狀對理想形狀的允許變動量。位置公差是指實際位置對理想位置的允許變動量。兩者簡稱形位公差。
1形狀和位置公差的代號
國家標準GB/T 1182-2008規定用代號來標註形狀和位置公差。在實際生產中，當無法用代號標註形位公差時，允許在技術要求中用文字說明。 形位公差代號包括：形位公差各項目的符號，形位公差框格及指引線，形位公差數值和其他有關符號，以及基準代號等。框格內字體的高度h與圖樣中的尺寸數字等高。
2形位公差標註示例
一根氣門閥桿，在圖中所標註的形位公差附近添加的文字，只是為了給讀者作說明而重複寫上的，在實際的圖樣中不需要重複注寫。
1 鑄造圓角
當零件的毛坯為鑄件時，因鑄造工藝的要求，鑄件各表面相交的轉角處都應做成圓角。鑄造圓角可防止鑄件澆鑄時轉角處的落砂現象及避免金屬冷卻時產生縮孔和裂紋。鑄造圓角的大小一般取R=3~5mm，可在技術要求中統一註明。
2 起模斜度
用鑄造的方法製造零件毛坯時，為了便於在砂型中取出模樣，一般沿模樣拔模方向作成約1∶20的斜度，叫做拔模斜度。因此在鑄件上也有相應的拔模斜度，這種斜度在圖上可以不予標註，也不一定畫出，如下圖所示；必要時，可以在技術要求中用文字說明。
3鑄件厚度
當鑄件的壁厚不均勻一致時，鑄件在澆鑄後，因各處金屬冷卻速度不同，將產生裂紋和縮孔現象。因此，鑄件的壁厚應盡量均勻，見上圖；當必須採用不同壁厚連接時，應採用逐漸過渡的方式，見上圖。鑄件的壁厚尺寸一般採用直接注出。2.零件上的機械加工結構1退刀槽和砂輪越程槽
在零件切削加工時，為了便於退出刀具及保證裝配時相關零件的接觸面靠緊，在被加工表面台階處應預先加工出退刀槽或砂輪越程槽。車削外圓時的退刀槽，其尺寸一般可按"槽寬×直徑"或"槽寬×槽深"方式標註。磨削外圓或磨削外圓和端面時的砂輪越程槽。
2鑽孔結構
用鑽頭鑽出的盲孔，在底部有一個120°的錐角，鑽孔深度指的是圓柱部分的深度，不包括錐坑。在階梯形鑽孔的過渡處，也存在錐角120°圓台，其畫法及尺寸注法。
用鑽頭鑽孔時，要求鑽頭軸線盡量垂直於被鑽孔的端面，以保證鑽孔準確和避免鑽頭折斷。三種鑽孔端面的正確結構。
3凸台和凹坑
零件上與其他零件的接觸面，一般都要加工。為了減少加工面積，並保證零件表面之間有良好的接觸，常常在鑄件上設計出凸台，凹坑。螺栓連接的支撐面凸台或支撐面凹坑的形式；為了減少加工面積，而做成凹槽結構。
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