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第五章 设计图样的绘制
课标导引
考点 课标要求 学业水平要求
设计表现图 (1)辨识技术语言 (2)绘制设计草图 说明技术语言的种类及其应用 运用手工绘图工具绘制草图
水平一
水平三
常见的技术图样 (1)绘制三视图并标注尺寸 (2)绘制简单形体的正等轴测图 (3)识读其他技术图样 运用手工绘图工具绘制简单的三视图、正等轴测图 识读简单的剖视图、机械加工图、零件图与装配图、电子线路图等常见的技术图样
水平三
水平二
水平二
计算机辅助设计 (1)感知计算机辅助设计的特点及应用 (2)应用计算机辅助设计软件绘制设计图 运用简易绘图软件绘制草图、简单的三视图
水平一
水平一
教材研析
知识点一　技术语言
1.技术语言的种类
技术语言是一种在技术活动中进行信息交流的特有的语言形式。技术活动的丰富性使得技术语言具有多样性,常见的技术语言种类有图样、图表、模型和符号等。
技术语言有不同的分类方法。按照专业类型来分,有计算机程序语言、工程图样等;按照人的感觉类型来分,有视觉语言、听觉语言和触觉语言等;按照人的视觉形式来分,有图形符号语言、文字符号语言等。
2.技术语言的特征
技术语言的特征主要有言简意赅和通俗直观。
3.典型技术语言的应用
(1)口头语言:在设计过程中,人们需要不断地与设计伙伴进行语言交流,在交换各自的设计想法、对设计方案进行评价时,口头语言是一种较好的交流语言,也是最常见的交流方式。
(2)技术图样:采取某种规范形式将设计方案用图样的形式表达出来的一种设计交流语言。在呈现设计方案及对设计进行详细说明时,草图、效果图、三视图、正等轴测图、机械加工图、剖视图、装配图、电子线路图等都是常用的技术图样。
(3)表格、文字和模型:在设计讨论过程中,通过表格的形式对各种设计方案进行比较,通过文字、模型等呈现设计的构思方案并激发灵感。
随着信息技术的广泛应用,数字模型渲染图、爆炸图逐渐成为重要的技术语言。
知识点二　绘制设计草图
1.设计表现的基础
(1)徒手绘图要领
第一步,掌握正确的握笔姿势。以拇指和食指抓握笔并使笔与纸面保持一定的角度,同时用手臂带动整个手在纸面上自由地移动,而不是仅仅移动手指。
第二步,使用铅笔在纸上试着进行徒手自由画线的练习,如画水平的、垂直的和45°角的平行线。画线时,要保持均匀的力度和手的运行速度。
第三步,提高对笔的控制能力。徒手用笔在纸上画长度10 cm以上的直线,并连续画同样的平行线10次以上。
要领:铅笔削成锥形,先打点,然后手腕靠着纸面,沿图线方向移动,眼睛要注意终点方向一笔画成。画短线,用手腕运笔;画长线,以手臂动作带动手腕运笔。直线分水平线、竖线、斜线,需逐个练习,从练习中掌握画线的技巧。
(2)基本图形的画法
①圆形、曲线画法
画圆时,用4点定位法和8点定位法。先确定圆心位置,在圆心处画出两条互相垂直的中心线。当画小圆时,可在两条中心线上按半径目测定出4点,然后徒手连点,如图(a);画大圆或圆弧,以中心线为准,在圆心增画2条45度的斜线,在斜线上再定4个等半径点,然后过8点画圆,如图(b)。
②立体图画法
任何立方体都有长、宽、高,首先画出三个可见面,构成立方体,因立方体相对的面及边是平行且相等的,所以根据此规律就可画出立方体。
(3)直线与曲线的连接
找出直线与曲线的切点,用曲线自然连接。
(4)网格法徒手画
与地面垂直的线垂直画,与地面平行的线按网格上的斜线画,同时以网格上的小格来确定物体的比例关系。
2.草图的分类
(1)含义
草图也叫方案草图或设计速写,它能迅速捕捉和记录设计者转瞬即逝的创作灵感,表达设计创意,是把设计构思转化为现实图形的有效手段之一。
(2)分类
①构思草图:是对设计者在设计过程中产生的设计想法的记录,以具体图形的形式记录和描绘设计者头脑中的诸多想法。
②设计草图:是经过设计者整理、选择、修改和完善的草图。
3.绘制设计草图的步骤
(1)选用合适的笔来画图,通常选用2H铅笔,也可用钢笔、水笔或记号笔。
(2)在方格纸上按照构思好的设计方案,画出产品的外观比例关系。
(3)在准备好的透视网格画纸上,画出产品的透视线稿。画图时应先画得淡一些,等完成图形后,再描深轮廓。
(4)画产品的中间调子,注意色彩过渡自然。
(5)细致描画产品的亮部及高光部位,在必要处可用白色水粉颜料画高光。描绘出产品在放置平面上的阴影,突出形体的体积感和质量感。
如绘制台灯设计草图的基本步骤:
知识点三　正投影与三视图
1.正投影
正投影法就是假设投射线与投影平面垂直,在投影平面上求取物体的投影的方法。为了确定物体的结构形状,需要采用多面正投影。
中心投影法 斜投影法
正投影法
2.三视图
(1)三视图:物体的正面投影,即物体由前向后投射所得的图形,通常反映物体的主要形状特征,称为主视图;物体的水平投影,即物体由上向下投射所得的图形,称为俯视图;物体的侧面投影,即物体由左向右投射所得的图形,称为左视图。
(2)三视图投影规律:主视图反映物体的长和高,俯视图反映物体的长和宽,左视图反映物体的高和宽。主、俯视图长对正,主、左视图高平齐,俯、左视图宽相等。
(3)三视图的绘制步骤:选择绘图比例→绘制参照线→画出主视图→相应绘制俯视图、左视图→描深轮廓线、擦去辅助线→尺寸标注。
知识点四　形体的尺寸标注
1.尺寸标注的基本要求
(1)正确:尺寸标注必须符合国家标准;
(2)完整:尺寸必须标注齐全,不遗漏、不重复;
(3)清晰:尺寸标注布局整齐、清晰,便于读图;
(4)合理:尺寸标注方式符合加工要求。
2.尺寸要素
完整的尺寸标注应包含三要素:尺寸界线、尺寸线、尺寸数字。
尺寸界线 用细实线绘制,并由图形的轮廓线、轴线或对称中心线处引出,也可利用轮廓线、轴线或对称中心线作尺寸界线
尺寸线 用细实线绘制,必须单独画出,不能与其他图线重合或在其延长线上,一般采用箭头作为尺寸线终端
尺寸数字 图样上所注尺寸表示形体的真实大小,形体的真实大小与图样的大小及绘图的准确度无关,图样上的尺寸以毫米(mm)为单位时,不注写单位,否则必须注明。线性尺寸的尺寸数字一般注写在尺寸线上方,在不引起误解的情况下,也允许注写在尺寸线的中断处,水平方向尺寸字头向上,垂直方向尺寸数字写在尺寸线的左侧且字头向左
3.尺寸标注举例
(1)直径尺寸的标注:表示直径的符号是 。
整圆或大于半圆的圆弧需要标注直径,具体标注方式有:
(2)半径尺寸的标注:表示半径的符号是R。
半圆或不足半圆的圆弧需要标注半径,具体标注方式有:
知识点五　绘制简单形体的正等轴测图
正等轴测图是一种可以表现物体三维结构特征的图形。三个坐标轴在绘图平面上互成120°。判断正等轴测图的方法:找到空间相互垂直的角;观察在投影面上是否各成120°;对圆柱体可以结合底圆和轴线判断。
1.平面立体的正等轴测图的绘制
平面立体的正等轴测图,可根据形体在长、宽、高等三个方向上的基本尺寸绘制完成。绘图步骤如下:
(1)根据形体的结构特征,确定长(X向)、宽(Y向)、高(Z向)等三轴在图纸上的位置,如图(a)。
(2)沿着上述三轴分别量出物体的长80、宽50和高40的尺寸,画出长方体的轴测图,如图(b)。
(3)根据长度方向25、高度方向15的尺寸,画出左上角斜切面,如图(c)。
(4)根据长度方向30、宽度方向25的尺寸,画出左前方斜切面,从而完成全图,如图(d)。
(a)
(b)
(d)
(c)
2.圆的正等轴测图的绘制
绘制水平面上圆的正等轴测图,可采用下面的步骤。
步骤1:画出平面上圆外切正方形的正等轴测图。连接水平对角线,过上、下两顶点O1、O2向对边作垂线,交水平对角线于点O3、O4。
步骤2:以O1、O2为圆心,以O1、O2到对边的距离为半径,分别作圆弧。
步骤3:以O3、O4为圆心,以O3、O4到对边的距离为半径,分别作圆弧,完成圆的正等轴测图。
步骤1
步骤2
步骤3
3.叠加法绘制形体的正等轴测图
叠加法:先将物体分成几个简单的组成部分,再将各部分的正等轴测图按照它们之间的相对位置叠加起来,并画出各表面之间的连接关系,最终得到物体正等轴测图。
知识点六　其他技术图样
1.剖视图
(1)定义
假想采用剖切平面剖开物体,将处于观察者与剖切平面之间的部分移去,将其余部分向投影面投射所得的图形称为剖视图。剖视图主要用来表达物体的内部结构。
(2)剖切平面的特征
①包含内部结构,如孔、槽的轴线,或物体的对称面;
②平行于相应的投影面。
2.机械加工图
(1)定义
机械加工图是根据产品的零件图,按照加工工艺步骤绘制的一种技术图样,是完成机械加工的主要依据。
(2)组成
视图及其尺寸、标题栏和技术要求等几部分。
3.零件图与装配图
零件图表示零件的结构形状、尺寸大小和技术要求,并根据它加工制造
零件。
装配图表示机器或部件的工作原理、基本结构、装配关系和技术要求。
4.电子线路图
电子线路图一般是指用图形符号和线段组成的电子工程用的略图,包括电路原理图、接线图和逻辑图等。
知识点七　计算机辅助制图
计算机辅助设计,是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作的手段,简称CAD。在工程和产品设计中,计算机可以帮助设计人员承担计算、信息存储和制图等工作。
利用计算机进行辅助设计,能让设计者在短时间内准确地表达设计意图,提高工作效率,降低劳动强度,让设计者把主要精力集中在设计构思上,而且设计软件互通、设计资料共享,更有利于设计灵感的激发。
三维设计图可以充分表现设计方案的造型、色彩、材质、体量、比例等。运用多种设计软件可以制作出各种设计方案的三维设计图。绘制三维设计图的一般步骤分为建立三维数字模型和渲染两个步骤。
问题详解
典例1 给出立体图,判断哪个视图是正确的
典例2 尺寸的错标、多标和漏标
典例3 图样的阅读理解
典例4 三视图补画线条
典例5 草图设计
典 例 1
(2022年浙江7月学考)小明在通用技术实践课上制作模型时,需要用到由构件1、构件2和构件3组成的榫卯结构,如图a所示。构件2的主视图和俯视图如图b所示,则其正确的左视图是(　　)
A
解析 根据主视图可以判断两个拐点是等高的,所以可排除B和C选项,然后再观察立体图,可以判断虚线应该是直接从实线延长下来的,选A。
变式训练
(2021年浙江7月学考)如图所示,构件1和构件2组成的榫卯结构。下列构件2的主视图正确的是(　　)
A
解析 根据此榫卯结构,构件2的主视图中间的榫眼应为盲孔,中间位置应略有凹陷。
典 例 2
(2021年浙江7月学考)图中错标(含漏标)的尺寸共有(　　)
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
C
解析 图中20应该标注在尺寸线的左侧;10应该标注为 10;另外几何体的宽没有标注尺寸。错标(含漏标)的尺寸共有3处。
变式训练
1.如图所示的零件的视图正确且符合尺寸标注基本要求的是(　　)
A
解析 从左视方向看,圆柱体的左右边界与截交线之间是圆柱曲面,投影后不可见,排除C、D;在尺寸标注时,只需标出截平面的位置,即尺寸30,而截交线的长度(即弦长35)可以求出来,无需标出,故选A。
2.(2023年浙江6月选考)如图所示,某压板的视图。图中存在的错误共有 (　　)
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
C
解析 视图中少了三条线,如下图所示。
典 例 3
某零件主视图的尺寸标注如图所示,绘图
比例是1∶2,以下说法正确的是(　　)
A.两个圆孔的半径是8 mm
B.两个圆孔的中心距是84 mm
C.零件的总长是40 mm
D.零件的总高是30 mm
解析 两个圆孔的直径是8 mm;两个圆孔的中心距是42 mm;零件的总高是60 mm。
C
变式训练
小明同学所画的某零件的主视图和左视图如图所示,绘图比例是2∶1。关于该零件形体的真实大小,以下说法正确的是(　　)
C
A.该零件的宽度是60 mm B.该零件的圆孔直径是55 mm
C.该零件的圆孔直径是110 mm D.该零件的圆孔直径是220 mm
解析 该零件的宽度是100 mm,圆孔直径是110 mm。
典 例 4
根据所给立体图,补全三视图中所缺的线条。
答案
解析 左视图中缺少一条虚线;俯视图中缺少两条粗实线。
变式训练
1.根据所给立体图,补全三视图中所缺的线条。
答案
解析 主视图中缺少一条虚线;左视图中缺少一条虚线;俯视图中缺少一条粗实线。
2.根据所给立体图,补全三视图中所缺的线条,并在主视图上标注半圆槽的尺寸。已知半圆槽的半径是4厘米。
答案
解析 主视图缺少一条粗实线;左视图缺少一条虚线。
典 例 5
小明同学的房间不大,没有放书桌的位置,他想对原有的木质壁挂书柜进行改造,增加书桌的功能。为此他找了一些木料,加工成1 000 mm×400 mm×10 mm的方形木板,并用合页固定在书柜的底边。平时木板上翻用作柜门(如图a所示),需要时可将木板放至水平用作书桌(如图b所示)。为了保证木板放平时具有一定的承重能力,还需要在木板与书柜侧板之间设计连接件,设计要求如下:
①制作材料为厚度为2 mm的铁片;
②安装连接件后,木板仍可灵活翻转;
③木板用作书桌时,桌面能保持水平,并具有较好的稳固性;
④为了不影响美观,木板向上翻起后,连接件应隐藏在书柜里面。
根据题意和设计要求,完成以下任务:
(1)用合页连接木板与书柜时,最适合用来固定合页的标准件是_______。
A.螺栓 B.铆钉
C.铁钉 D.自攻螺钉
(2)设计连接件时不需要考虑的因素有_______ 。
A.书柜底格的高度
B.连接件的加工方法
C.书柜的总高度
D.连接件与木板的连接方式
C
D
答案 (3) (4)画出符合设计要求的草图,能较清楚地表现细节,合理即可。
标注主要尺寸,文字表述清楚,合理即可。
(3)画出连接件及其连接部位的设计草图,能清晰地表现关键部位的结构即可(可只画出一侧)。
(4)在设计草图上标注主要尺寸,并用文字简要说明连接件是如何满足设计要求的。
变式训练
小明同学想在厨房的墙壁上添加一个置物架用来放置物品。为此他找了1块方形木板、2块圆心角为90°的扇形铁片、2根铁条等主体材料和若干个连接件,并根据这些材料,设计了如图所示的初步方案。父母和小明交流后,建议在不放置物品时,搁板可以向下翻转,以腾出空间。请你帮助小明同学设计一个改进方案,方案设计要求如下:
①改进后的搁板可以灵活地向下翻转和水平放置;
②对置物架的改进不可添加主体材料;
③改进后的置物架应具有较好的稳定性;
④改进后的置物架应具有较好的强度,能承载质量为3 kg的重物。
根据上述设计要求,完成以下任务:
(1)画出方案改进后关键部位的设计草图(可只画出一侧),并能清晰地表现其结构。
(2)用文字简要说明搁板是如何实现灵活地向下翻转和水平放置的。
答案 (1)(2)画出符合设计要求的草图,能较清楚地表现细节,合理即可。
(3)请你运用所学知识,对改进后的置物架设计一个简单的强度测试试验:
试验名称:________________________
试验目的:测试置物架的强度
试验器材:置物架、安装工具、若干个0.5 kg的沙包
试验过程:
①安装好置物架,将搁板水平放置;
②______________________________________________________________; ③观察并记录数据,分析得出试验结论。
将沙包逐个放在搁板上并保持一段时间,直至增加到6个及6个以上沙包。
置物架的强度测试试验
(4)铁条与墙壁连接时,最合适的连接件是________。
A.①②
B.②③
C.②④
D.①④
C

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