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現代工程圖學(第三版) 版權信息
- ISBN:9787030694065
- 條形碼:9787030694065 ; 978-7-03-069406-5
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數:暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
現代工程圖學(第三版) 本書特色
適讀人群 :適合高等學校的機械類和近機械類專業使用,其他類型院校相關專業師生、工程技術人員及自學讀者新形態教材,精美雙色印刷,國家級規劃教材
現代工程圖學(第三版) 內容簡介
本書采用**的國家標準,在2017年9月由科學出版社出版的《現代工程圖學(第二版)》的基礎上修訂編寫而成。
本書共8章,主要內容包括設計和表達、投影基礎、從三維物體到二維圖形、從二維圖形到三維物體、機件的常用表達方法、標準件和常用件、零件圖及裝配圖等。
本書利用現代教育技術和互聯網信息技術,將部分學生難以理解的知識點,通過二維碼技術實現立體化展現,以達到幫助學生理解知識點的目的。與本書配套的《現代工程圖學習題集(第三版)》由科學出版社同期出版,可供選用。
現代工程圖學(第三版) 目錄
緒論 1
第1章 設計和表達 3
1.1 三維數字化模型表達 4
1.2 二維工程圖樣表達 5
1.3 產品設計 6
1.3.1 設計靈感 7
1.3.2 創新設計 8
1.3.3 設計過程 12
1.4 計算機輔助設計 16
1.4.1 CAD發展概況 16
1.4.2 二維工程繪圖軟件AutoCAD簡介 17
1.4.3 三維工程設計軟件Creo Parametric簡介 18
1.4.4 CAD與工程制圖 20
本章小結 20
第2章 投影基礎 21
2.1 空間幾何元素的投影 21
2.1.1 投影體系的建立 21
2.1.2 點的投影 24
2.1.3 直線的投影 26
2.1.4 平面的投影 29
2.2 空間幾何元素的相對位置 33
2.2.1 平行關系 33
2.2.2 相交關系 37
2.2.3 交叉關系 42
2.2.4 垂直關系 43
2.3 空間幾何元素的投影變換——換面法 45
2.3.1 換面法的基本概念 46
2.3.2 點的換面 46
2.3.3 直線的換面 48
2.3.4 平面的換面 50
2.3.5 換面法解題舉例 52
2.4 空間幾何問題的綜合求解 53
2.4.1 距離度量問題 53
2.4.2 角度度量問題 57
2.4.3 其他問題 58
本章小結 60
第3章 從三維物體到二維圖形 61
3.1 三維立體的二維投影 61
3.1.1 三維立體的投影 61
3.1.2 平面截切立體的投影 70
3.1.3 立體與立體相交的投影 79
3.2 組合體的三視圖 87
3.2.1 組合體三視圖 87
3.2.2 組合體的組合形式 88
3.2.3 組合體的分析方法 90
3.2.4 繪制組合體三視圖 91
3.2.5 畫圖舉例 93
3.3 組合體的軸測圖 94
3.3.1 軸測投影的基本知識 94
3.3.2 正等測的畫法 96
3.3.3 斜二測軸測圖的畫法 101
3.4 三維模型生成二維視圖 104
3.5 組合體的尺寸標注 104
3.5.1 尺寸標注的基本規定 104
3.5.2 常見物體的尺寸標注 106
3.5.3 組合體的尺寸標注 107
本章小結 111
第4章 從二維圖形到三維物體 112
4.1 二維草繪截面與三維建模 112
4.1.1 二維草繪截面 112
4.1.2 三維建模 113
4.2 組合體的布爾運算 115
4.2.1 平面圖形的布爾運算 115
4.2.2 組合體的布爾運算 115
4.3 組合體的構型設計 116
4.3.1 構型設計的要求 117
4.3.2 組合體構型的基本方法 118
4.3.3 組合體構型設計舉例 119
4.4 組合體的讀圖方法 122
4.4.1 讀圖基本原則 122
4.4.2 讀圖基本方法和步驟 124
4.4.3 已知兩視圖補畫第三視圖 128
本章小結 131
第5章 機件的常用表達方法 132
5.1 視圖 132
5.2 剖視圖 135
5.2.1 剖視圖的概念 135
5.2.2 剖視圖的畫法 135
5.2.3 剖視圖的分類 138
5.2.4 剖切平面的分類 141
5.3 斷面圖 144
5.3.1 斷面圖的概念 144
5.3.2 斷面圖的分類 144
5.3.3 斷面圖的畫法 145
5.3.4 斷面圖的標注 146
5.4 局部放大圖和簡化畫法 146
5.5 表達方法綜合舉例 150
5.6 第三角投影法簡介 151
本章小結 154
第6章 標準件和常用件 155
6.1 螺紋和螺紋緊固件 155
6.1.1 螺紋 155
6.1.2 螺紋緊固件 162
6.1.3 裝配圖中螺紋緊固件的畫法 165
6.2 鍵和銷 170
6.2.1 鍵連接 170
6.2.2 銷連接 171
6.3 齒輪 172
6.3.1 直齒圓柱齒輪 173
6.3.2 錐齒輪與蝸輪蝸桿簡介 175
6.4 彈簧 177
6.5 滾動軸承 180
本章小結 183
第7章 零件圖 184
7.1 零件圖的作用和內容 184
7.1.1 零件圖的作用 184
7.1.2 零件圖的內容 185
7.2 零件的結構分析 185
7.2.1 零件的設計結構 185
7.2.2 零件的工藝結構 186
7.2.3 零件的結構分析舉例 188
7.3 零件的表達分析 189
7.3.1 零件圖的視圖選擇 189
7.3.2 典型零件的表達方案 190
7.4 零件圖上的尺寸標注 194
7.4.1 尺寸基準 195
7.4.2 尺寸標注 195
7.5 零件圖上的技術要求 199
7.5.1 表面結構 199
7.5.2 尺寸公差 202
7.5.3 幾何公差 208
7.6 閱讀零件圖 211
本章小結 213
第8章 裝配圖 214
8.1 裝配圖的作用和內容 216
8.2 裝配圖的表達方法 216
8.3 裝配圖的視圖選擇 217
8.4 裝配圖的尺寸標注 220
8.5 裝配圖的序號和明細欄 222
8.6 常見裝配工藝結構 223
8.7 畫裝配圖的方法和步驟 224
8.8 閱讀理解裝配圖 229
8.8.1 讀裝配圖的要求和方法 229
8.8.2 由裝配圖拆畫零件圖 233
本章小結 236
附錄A 制圖的基本規定 237
A1 儀器繪圖 237
A2 計算機繪圖 246
附錄B 制圖的部分國標 249
B1 極限與配合 249
B2 螺紋 257
B3 常用的標準件 259
B4 密封件 273
B5 常用的金屬材料和非金屬材料 275
參考文獻 277
現代工程圖學(第三版) 節選
緒論 1.課程的性質和研究對象 工程與產品的設計、開發和制造是人類生存的基礎,是人類文明發展的直接動因。 在表達和交流科技信息的過程中,圖形具有形象性、直觀性和簡潔性,是人們認識規律、探索未知的重要工具。圖形作為直觀表達實驗數據、反映科學規律的一種手段,對于人們把握事物的內在聯系、掌握問題的變化趨勢,具有重要意義。 在工程設計中,工程圖樣作為設計與制造、工程與產品信息的定義、表達和交流的主要媒介,在機械、建筑、土木、水利和園林等領域的技術和管理工作中有著廣泛的應用。因此,工程圖樣是工程界設計師、工程師和其他技術人員用來進行記錄、表達和交流的語言。 幾乎每一本工程學課本都有工程技術圖樣。掌握了工程圖學的基礎知識,不僅對專業課學習有幫助,對其他課程也會有所幫助。因此,工程圖學課程是工科專業學生學習工程知識的**個窗口,也是比較適合的窗口。 綜上所述,工程圖學課程是工科院校重要的技術基礎課程之一,是一門工科專業學生的必修課程。 工程圖學課程的主要研究對象有以下三個方面。 (1)研究空間幾何元素的圖示與圖解問題。 (2)研究空間物體的構型規律和表達方法。 (3)研究工程圖樣表達的基本概念和基本方法。 2.課程的任務和培養目標 1)課程的任務 本課程的學習任務主要有以下五個方面。 (1)學習投影法的基本理論和應用。 (2)學習物體構形分析的基本概念和方法。 (3)學習空間物體圖樣表達的基本概念和方法。 (4)學習閱讀和繪制工程圖并能正確理解工程圖的基本方法。 (5)學習從三維物體到二維圖樣和從二維圖樣到三維物體的形象思維方法。 此外,在教學過程中,還應有意識地培養學生認真負責的工作態度和嚴謹細致的工作作風。 2)課程培養的能力 本課程重點培養學生以下5種能力。 (1)培養形象思維的幾何抽象能力。 (2)培養創造性構型設計能力。 (3)培養閱讀和繪制工程圖樣的基本能力。 (4)培養學生的工程素養和手繪技術草圖的基本能力。 (5)培養學生的計算機建模和CAD繪圖能力。 3)課程培養的意識 本課程主要培養學生樹立以下兩個意識。 (1)圖形標準化意識。 遵循各類技術制圖標準的工程圖樣在表達和繪制方面高度規范化與**化,能夠在不同國家甚至是世界范圍內交流。通過本課程的學習,學生了解到必須遵守這些制圖標準,才能正確閱讀圖紙,或保證自己繪制的圖紙能夠被別人輕松的讀懂并不會產生誤會。 (2)創新意識。 在工科技術課程當中,形象思維能力是*重要的能力之一。另外,從實際情況來看,一些極具創造性的人都擁有很強的形象思維能力。本課程主要學習以空間角度來觀察和思考物體,是培養形象思維能力的*佳課程。 3.課程的學習方法 工程圖學是一門技術基礎課程,為了順利學好本課程,必須掌握正確的學習方法,主要注意以下兩點。 1)多想多練,日積月累,培養形象思維能力 善于采用形象思維的學習方法,根據從三維物體到二維圖樣和從二維圖樣到三維物體的形象思維方法,要多想多練,培養形象思維能力。 形象思維能力的培養需日積月累,逐漸加強,不可能靠臨時突擊,一蹴而就。需根據投影理論不斷地進行“三維形體”與“二維圖形”的對應關系訓練,逐步培養和增強形象思維與幾何抽象能力。 2)認真聽課,按時完成作業,做好單元總結 工程圖學課程的知識循序漸進,由淺入深。要認真對待每一次的課堂聽課和課后作業。由于工程圖學的研究對象主要為“圖形”,因此,課堂上集中精力,以聽為主,必要時以草圖的方式做一些筆記;作業不僅要正確,還需整潔和美觀;平時預習和復習看書時,主要以看書上的“圖形”為主,看文字為輔;并及時做好階段性的單元總結。 第1章 設計和表達 勞動實踐中,人們為了提高生產效率和減輕勞動強度,創造了各種類型的工業產品。例如,從手表、剪刀等小型機械產品,到汽車、飛機、工業機器人等不同用途的各類大型機電設備。不同的機器由于其功能和種類各異,其構造和所包含的零件與部件也各不相同。 任何一種新的工業產品在制造之前,它的系統或結構雛形已經存在于工程師或設計師的腦海中。設計的過程是令人激動并充滿挑戰的,工程設計人員首先手繪產品的概念設計草圖(圖1.1),以方便快速地表達和交流設計想法,然后進行產品的詳細設計,選用不同的材料和制造方法等。 技術人員在設計工業產品時,其表達和交流的方式一般有兩種:三維數字化模型(圖1.2)和二維工程圖樣(圖1.3)。 圖1.1 產品概念設計草圖 圖1.2 三維數字化模型 圖1.3 二維工程圖樣 1.1 三維數字化模型表達 人們根據已有的草圖或想象,利用工程計算機鋪助設計(Computer Aided Design,CAD)軟件,采用人機交互的方式,在計算機中生成產品的三維數字化模型,如圖1.4所示。該數字化模型是對原物體精確的數學描述,能模擬真實世界中原物體的形狀、顏色及其紋理等屬性,這是一種先進的設計表達方法。 圖1.4 三維數字化模型 在工程設計領域,數字化模型是和特定的產品聯系在一起的,其目的是在產品還未生產出來之前,就可以對產品的各種特性進行充分的研究。這些模型通過賦予不同的特征,就可以進行測量、應力分析、運動軌跡校核、空氣動力學測試、模擬加工、虛擬演示等。它是對所設計的產品進行分析計算的基礎,也是實現計算機輔助制造的基本手段。 1.2 二維工程圖樣表達 早在遠古時期,人類的祖先就已經在巖石、地面或其他表面開始畫一些簡單的圖形,利用圖畫來滿足他們表達上的基本需要,如圖1.5所示的埃及象形文字。 圖1.5 埃及象形文字 隨著時代的進步,圖樣表達向著兩個截然不同的方向發展:藝術的和技術的。藝術家開始用繪畫表現藝術、哲學,以及其他抽象的情感。而工程設計師在建造如金字塔、戰車、建筑物等工程項目,以及制造簡單而實用的器械時,開始把圖樣作為表達設計思想的工具。 在大約公元2世紀,羅馬建筑師已經能夠熟練地繪制建筑工程設計圖樣,他們用直尺和圓規繪制立面圖與平面圖,還能畫出較好的透視圖。文藝復興時期,利用多面視圖把三維的現實世界繪制到二維平面的畫面上已成為一種表達方法。 到18世紀,工業革命的興起,引出了新的設計和表達形式,要求在設計和施工之間,能有一個精確的被普遍接受的表達工具。 法國科學家Gaspard Monge(圖1.6)把三維空間關系用二維圖形準確表示出來是里程碑式的貢獻,從而使得用于表達和交流設計信息的工程圖樣高度規范化和**化。他編寫的《畫法幾何學》,標志著圖形技術由經驗上升為科學,至今仍是技術制圖的理論基礎。以畫法幾何為基礎的工程制圖在工程與科學技術領域里提供了可靠的理論工具和解決問題的有效手段。 1.畫法幾何 畫法幾何采用圖形和投影原理解決空間幾何關系,即把三維空間里的幾何元素投射在兩個正交的二維投影平面上,并將它們展開成一個平面,得到由兩個二維投影組成的正投影圖,該正投影圖可準確**地表達這些空間幾何元素,如圖1.7所示。 Gaspard Monge在其所著的《畫法幾何學》中寫到,這門學科有兩個重要的目的: (1)在只有兩個尺度的圖紙上,準確地表達出具有三個尺度才能嚴格確定的物體; (2)根據準確的圖形,推導出物體的形狀和物體各個組成部分的相對位置。 2.機械制圖 觀察一下身旁的物品:如手機、計算器、電話、椅子等,這些產品雖然具有不同的形狀和大小,但它們都是根據工程圖樣從各種原材料加工和裝配成現在所看到的實物。 機械工程領域使用的工程圖樣主要是機械圖樣,機械圖樣又分零件圖和裝配圖兩類。機械圖樣是機械工程領域使用*廣泛的“語言”,是用于技術交流和指導生產的重要技術文件之一。 機械圖樣有嚴格的制圖標準,必須采用一定的制圖技術。 1)制圖標準 機械制圖國家標準是統一工程語言的基本法規。繪制技術圖樣和閱讀技術圖樣都需要遵循這些國家標準的規定。 為了保證圖紙能夠在不同國家甚至是世界范圍內交流,國際標準化組織(ISO)公布了關于科技、金融和政府的上萬份標準。進入可以獲得有關國家標準的*新信息。進入可以獲得有關國際標準的*新信息。 2)制圖技術 “制圖技術”的含義很廣,內容也很豐富?梢赃@樣認為:“向人們提供以圖形或圖像為主的形象信息技術,皆可稱為制圖技術”。它是由使用繪圖工具手工繪制產品圖樣的技藝發展起來的。在科學技術突飛猛進的今天,一方面,計算機繪圖逐步取代手工儀器繪圖,提高了制圖技術水平和圖樣質量;另一方面,計算機輔助設計和制造使得無圖紙設計和生產成為可能。 1.3 產品設計 產品設計是根據客觀需求,以成熟技術結構為基礎,運用科學原則、經驗和創造力所進行的設計,它在工業生產中大量存在,并且是一種經常性的工作。 (1)設計目的:產品設計產生的產品是以滿足人的功能需要為目的,是為了使人類的生活質量得到提高,使人的物質需求與精神需求得到滿足,即通過對產品的完善與創造,使產品更好地迎合人的需要,解決人的各種問題。 (2)設計對象:產品設計的設計對象是人們生活中所用到的一切工業產品,包括交通工具、文化用品、家居用品、五金產品、電子產品等。 (3)設計的范圍:產品設計的范圍涉及人的生理需要、心理需要和對環境的需要等。 產品開發由兩個主要過程組成:設計過程和制造過程。 設計過程始于由市場人員認定的用戶需求,止于對產品的完整描述,通常用工程圖樣來表現。制造過程則始于產品的生產工藝,止于產品發運。 隨著工業發展,工程設計已經滲透到從產品研發、制造直至銷售的整個產業鏈中,且起著舉足輕重的作用,圖1.8表示了產品的開發設計在產品開發的全周期所占的工時成本只有5%,而對產品成本所產生的影響占到70%。 圖1.8 設計與產品開發
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