机械识图基础知识
1、机械图样的概念
（1）工程图样：工程技术上根据投影方法并遵照国家标准的规定绘制成的用于工程施工或产品制造等用途的图叫做工程图样，简称图样。
◆工程图样可分为：机械图样、建筑图样、水利工程图样等。
（2）机械图样：是专门研究绘制机械图样理论和方法。是生产中最基本的技术文件；是设计、制造、检验、装配产品的依据；是进行科技交流的工程技术语言。它的主要内容为一组用正投影法绘制成的机件视图，还有加工制造所需的尺寸和技术要求。
2、投影
（1）投影的基本概念
◆用灯光或日光照射物体，在地面或墙面上就会产生影子，这种现象就叫投影。
◆正投影：当投射线互相平行，并与投影面垂直时，物体在投影面上所得的投影叫正投影。
（2）三面视图：指物体在正投影面所得主视图、在水平投影面所得的俯视图、在侧投影面所得左视图的总称。（亦为常说的三视图）.
◆主视图：表示从物体的前方向后看的形状和长度、高度方向的尺寸以及左右、上下方向的位置。 ◆俯视图：表示从物体上方向下俯视的形状和长度、宽度方向的尺寸以及左右、前后方向的位置。 ◆左视图：表示从物体左方向右看的形状和宽度、高度方向的尺寸以及前后、上下方向的位置。 3、图纸视角
（1）视角定义图样的画法：两种形式：“第一视角”和“第三视角”
◆ISO国际标准规定：在表达机件结构中，第一角和第三角投影法同等有效。 我国则侧重第一角画法（英国、德国等），有些公司则侧重第三角画法，（美国、日本及港资台资企业） ◆视角定义
第一视角：是按人（观察者）－－物（机件）－－面（投影面）的相对位置，作正投影所得的图形的方法。
第三视角：是按人－－面－－物的相对位置关系，作正投影所得的图形的方法。
（2）在图纸上视角识别 ◆第一视角： ◆第三视角：
first angle third angle
（3）第三角投影的视图
◆第三角投影法的各投影面展开时，同第一角投影法相同，规定主视面不动，将其它投影面旋转到与主视面成一个平面。
◆展开后的顶视图位于前视图的上方，右视图位于前视图的右方。
◆用第三角投影法得到的六个基本视图的名称是：前视图、顶视图、右视图、后视图、底视图、和左视图。
（4）两种投影法的对比 ◆相同之处
--两种投影法绘制的视图都是在三个互相垂直的投影面上用正投影得到的
--展开投影面，都规定主视面不动，其它面旋转到与主视面面成一个平面，所以第三角投影中各视图之间仍保持“长对正，高平齐，宽相等”的投影规律。 ◆不同之处
--第一角投影是将物体放在观察者与投影面之间，即人→物→图
--第三角投影是将投影面放在观察者与物体之间，即人→图→物。并可假想投影面是透明的，视图是观察者通过透明投影面看物体而得到的。此种视图也称镜像视图. 4.视图标达方式
基本视图，局部视图，斜视图，旋转试图。
剖视图：全剖，旋转剖，阶梯剖，局部剖. 局部放大视图
5零件图的尺寸标注
5.1 主要尺寸和非主要尺寸
凡直接影响零件使用性能和安装精度的尺寸称为主要尺寸，主要尺寸包括零件的规格性能尺寸、有配合要求的尺寸、确定零件之间相对位置的尺寸、连接尺寸、安装尺寸等，一般都有公差要求。
仅满足零件的机械性能、结构形状和工艺要求等方面的尺寸称为非主要尺寸。非主要尺寸包括外形轮廓尺寸，无配合要求的尺寸、工艺要求的尺寸如退刀槽、凸台、凹坑、倒角等，一般都不注公差。
5.2尺寸基准
零件在设计、制造中确定尺寸位置的几何元素称尺寸基准。尺寸基准通常可分为设计基准和工艺基准两类。
1. 设计基准是根据零件在机器中的作用和结构特点，为保证零件的设计要求而选定的一些基准。
从设计基准出发标注尺寸，可以直接反映设计要求，能体现零件在部件中的功能。它一般是用来确定零件在机器中准确位置的接触面、对称面、回转面的轴线等。如图9-18所示的端面Ⅰ是主动齿轮轴轴向设计基准，端面Ⅱ是泵体长度方向的设计基准。在部件装配时它们又体现为装配基准。 2.工艺基准是在加工或测量时，确定零件相对机床、工装或量具位置的面、线或点。从工艺基准出发标注尺寸，可直接反映工艺要求，便于操作和保证加工和测量质量。
图9-18 主动齿轮轴轴向设计基准
在标注尺寸时，最好能把设计基准和工艺基准统一起来，这样，既能满足设计要求、又能满足工艺要求。如图9-19齿轮轴的Ⅰ是设计基准，在加工时又是工艺的基准。当设计基准和工艺基准不能统一时，主要尺寸应从设计基准出发标注。如图9-20中齿轮长25。
5.3合理标注尺寸应注意的问题
图9-22 重要尺寸直接标注
1.主要尺寸直接标注 在图9-22b中如注成尺寸b、c，由于加工误差，尺寸a误差就会很大，所以，尺寸a必须直接从底面注出，如图9-22a所示。同理，安装时，为保证轴承上两个Ø6孔与机座上的孔准确装配,两个φ6孔的定位尺寸应该如图9-22a直接注出中心距k,而不应如图9-22b注两个e。
2.符合加工顺序 按加工顺序标注尺寸，便于看图、测量，且容易保证加工精度。
在图9-23中，零件的加工顺序如图c所示，图b的尺寸注法不符合加工顺序，是不合理的。
9-23 符合加工顺序
表9-1零件常见典型结构的尺寸注法 类型 示例 图
键槽 相同要素 6 零件的技术要求 6.1表面粗糙度符号、代号及其注法
加工零件时，由于刀具在零件表面上留下刀痕和切削时表面金属的塑性变形等影响，使零件表面存在着间距较小的轮廓峰谷。这种表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。机器设备对零件各个表面的要求不一样，如配合性质、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观要求等，因此，对零件表面粗糙度的要求也各有不同。一般说来，凡零件上有配合要求或有相对运动的表面，表面粗糙度参数值小。
零件表面粗糙度是评定零件表面质量的一项技术指标，零件表面粗糙度要求越高（即表面粗糙度参数值越小），则其加工成本也越高。因此，应在满足零件表面功能的前提下，合理选用表面粗糙度参数。
1.表面粗糙度参数的概念及其数值
零件表面粗糙度的评定方法有：表面粗糙度高度参数轮廓算术平均偏差（Ra）和轮廓最大高度（Rz）。使用时宜优先选用Ra。
2.表面粗糙度代号标注
GB/T 131— 1993规定了表面粗糙度的符号、代号及其注法。表面粗糙度符号（ 、 、 ）上注写所要求的表面特征参数后,即构成表面粗糙度代号。特征参数Ra的表面粗糙度代号标注见表9-1。
表9-1轮廓算术平均偏差Ra值的代号标注 代号 意义 用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm 用不去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm,Ra的下限值为1.6μm 代号 意义 用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2μm 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2μm 用不去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2μm 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2μm,Ra的最小值为1.6μm 表面粗糙度高度参数Ra、Rz在代号中用数值标注时，除参数代号Ra可省略外，其余在参数值前需注出相应的参数代号Rz。表面粗糙度高度参数Rz、Ry的标注示例见表9-2。
表9-2表面粗糙度高度参数Rz、Ry值的代号标注示例 代号 意义 用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为3.2μm 用不去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为200μm 用去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为3.2μm,下限值为1.6μm 用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm,Rz上限值为12.5μm 代号 意义 用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的最大值为3.2μm 用不去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的最大值为200μm 用去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的最大值为3.2μm,最小值为1.6μm 用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2μm,Rz最大值为12.5μm 3.表面粗糙度标注规定 表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮廊线、尺寸界线、引出线或它们的延长上。符号的尖端必须从材料外指向表面。在同一图样上，每一表面一般只标注一次代（符）号，并尽可能靠近有关尺寸线。当地位狭小或不便标注时，代（符）号可以引出标注。
4.表面粗糙度在图样上的标注方法（GB/T 131— 1993） 表面粗糙度在图样上的标注方法见表9-3。
表9-3 表面粗糙度在图样上的注法 图例 说明 图例 说明 代号中数字的方向必须与尺寸数字的方向一致 对其中使用最多的一种代(符)号可以统一标注在图样右上角,并加注“其余”两字，且应比图形上其他代（符）号大1.4倍 当零件所有表面具有相同的粗糙度时,且代(符)号可在图样的右上角统一标注,且符号应较一般的代号大1.4倍 零件上连续表面及重复要素(孔、槽、齿等）的表面粗糙度只标注一次 螺纹的表面粗糙度注法 各倾斜表面代号的注法，符号的尖端必须从材料外指向表面 用细实线相连不连续的表面粗糙度标注一次 6.3 极限与配合 极限与配合是零件图和装配图中一项重要的技术要求，也是检验产品质量的技术指标。国家技术监督局颁布了《极限与配合》GB/T 1800.1—1997、ＧB/T 1800.2—1998、GB/T 1800.3－1998等标准。它们的应用几乎涉及国民经济的各个部门，特别是对机械工业更具有重要的作用。
1.极限与配合的基本概念
从一批规格相同的零（部）件中任取一件，不经修配，就能装到机器上去，并能保证使用要求，零件具有的这种性质称为互换性。现代化工业要求机器零（部）件具有互换性，这样，既能满足各生产部门广泛的协作要求，又能进行高效率的专业化生产。
（1）尺寸公差
制造零件时，为了使零件具有互换性，要求零件的尺寸在一个合理范围之内，由此就规定了极限尺寸。制成后的实际尺寸，应在规定的最大极限尺寸和最小极限尺寸范围内。允许尺寸的变动量称为尺寸公差，简称公差。有关公差的术语，以图9-27a圆柱孔尺寸φ30±0.010为例，说明如下：
1）基本尺寸 设计给定的尺寸，如φ30是根据计算和结构上的需要,所决定的尺寸。
2）极限尺寸 允许尺寸变动的两个极限值，它是以基本尺寸为基数来确定的。如图9-27中孔的最大极限尺寸30+0.01=φ30.01；最小极限尺寸30-0.01=φ29.99。
图9-27 尺寸公差名词解释及公差带图
3）偏差 某一实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差。
4）极限偏差 即指上偏差和下偏差。最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差就是上偏差；最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差即为下偏差。
国标规定偏差代号：孔的上、下偏差分别用ES 和EI表示;轴的上、下偏差分别用es和ei表示。 上偏差ES=30.01-30=+0.010 下偏差EI=29.99-30=-0.010 5）尺寸公差（简称公差）允许尺寸的变动量。即最大极限尺寸与最小极限尺寸之差30.01-29.99=0.02；也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值|0.01-(-0.01)|=0.02。
6）零线 在公差带图（极限与配合图解）中确定偏差的一条基准直线，即零偏差线。通常以零线表示基本尺寸。
7）公差带 在公差带图中，由代表上、下偏差的两条直线所限定的区域。图9-27b就是图9-27a的公差带图。
（2）配合
基本尺寸相同的、相互结合的孔和轴公差带之间的关系，称为配合。根据使用的要求不同，孔和轴之间的配合有松有紧，因而配合分为三类，即间隙配合、过盈配合和过渡配合，如图9-28所示。
图9-28 三种配合
1）间隙配合 孔与轴装配时，有间隙（包括最小间隙等于零）的配合。如图9-28a所示，孔的公差带在轴的公差带之上。
2） 过渡配合 孔与轴装配时，可能有间隙或过盈的配合。如图9-28b所示，孔的公差带与轴的公差带互相交叠。
3） 过盈配合 孔与轴装配时有过盈（包括最小过盈等于零）的配合。如图9-28c所示，孔的公差带在轴的公差带之下。
（3）标准公差与基本偏差
图9-29 公差带位置
公差带由“公差带大小”和“公差带位置”这两个要素组成。“公差带大小”由标准公差确定，“公差带位置”由基本偏差确定，如图9-29所示。
1）标准公差 标准公差(IT)的数值由基本是标准所列的用以确定公差带大小的任一公差。标准公差分为20个等级，即：IT01、IT0、IT1至IT18。IT表示标准公差，阿拉伯数字表示公差等级，它是反映尺寸精度的等级。IT01公差数值最小，精度最高；IT18公差数值最大，精度最低。各级标准公差的数值，可查阅附表7。
2）基本偏差 基本偏差是国家标准所列的用以确定公差带相对零线位置的上偏差或下偏差，一般指靠近零线的那个偏差。当公差带在零线的上方时，基本偏差为下偏差；反之，则为上偏差，如图9-30所示。基本偏差共有28个，它的代号用拉丁字母表示，大写为孔，小写为轴。
图9-30 基本偏差系列 尺寸公差名词解释及公差带图分析
基本偏差系列见图9-30，其中A~H（a~h）用于间隙配合;J~ZC（j~zc）用于过渡配合或过盈配合。从基本偏差系列图中可以看到：孔的基本偏差A~H为下偏差，J~ZC为上偏差；轴的基本偏差a~h为上偏差，j~zc为下偏差；JS和js的公差带对称分布于零线两边，孔和轴的上、下偏差分别是 +IT/2、IT/2 。
基本偏差系列图只表示公差带的位置，不表示公差的大小,因此，公差带一端是开口的，开口
的另一端由标准公差限定。
孔和轴的公差带代号由基本偏差代号与公差等级代号组成。例如：
要记住孔大轴小的原则
附表7摘录了GB/T 1800.3—1998规定的轴和孔的基本偏差数值。 4) 配合制
在制造相互配合的零件时，使其中一种零件作为基准件，它的基本偏差固定，通过改变另一种基本偏差来获得各种不同性质配合的制度称为配合制。根据生产实际需要，国家标准规定了两种配合制。
1）基孔制配合 基本偏差为一定的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度，如图9-31a所示。基准孔的下偏差为零，用代号H表示。
2）基轴制配合 基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度，如图9-31b。基准轴的上偏差为零，用代号h表示。
图9-31 配合制
（5）极限与配合的标注及查表
在装配图上标注极限与配合，采用组合式注法：它是在基本尺寸后面用一分数形式表示，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。通常分子中含H的为基孔制配合，分母中含h为基轴制配合，如图9-32a所示。
图9-32 极限与配合在图样上的标注
在零件图上标注公差的形式有三种：只注公差带代号，如图9-32b所示；只注极限偏差数值，如图9-32c所示；同时注公差带代号和极限偏差数值，如图9-32d所示。
[例9-1] 查表写出Ф18（ H8/F7 ） 的极限偏差数值。
解: 对照基本偏差系列图9-21可知，H8/F7 是基孔制配合，其中H8是基准孔的公差带代号；f7是配合轴的公差带代号。
1）Ф18H8基准孔的极限偏差，可由附录附表7-2中查得。在表中由基本尺寸从大于14至18的行和公差带H8的列相交处查得写成Ф18+0.27
。
( 即 +0.027 和0 mm ) 这就是基准孔的上、下偏差，所以,Ф18H8可
2）Ф18f7配合轴的极限偏差，可由附表7-2中查得。在表中由基本尺寸从大于14至18的行和公差带f7的列相交处查得 Ф18f7可写成Ф18
（-0.016，-0.034mm），它是配合轴的上偏差（es）和下偏差（ei），所以 (-0.016和 -0.034)。
6.3 形状和位置公差简介
在零件加工过程中，不仅会产生尺寸误差，也会出现形状和相对位置的误差，如加工轴时可能会出现轴线弯曲或一头粗、一头细的现象，这种现象属于零件形状误差。如图9-33a所示，为了保证滚柱工作质量，除了注出直径的尺寸公差（Ф12
) 外，还需要标注滚柱轴线的形状公差
，
这个代号表示滚柱实际轴线直线度误差，必须控制在直径Ф0.006mm的圆柱面内。又如图9-33b所示，箱体上两个孔是安装锥齿轮轴的孔，如果两孔轴线歪斜太大，就会影响锥齿轮的啮合传动。为了保证正
常的啮合，应该使两孔轴线保持一定的垂直位置，所以要注上位置公差—垂直度要求，图中
说明一个孔的轴线，必须位于距离为0.05mm、且垂直于另一个孔的轴线的两平行平面之间。
由于形状和位置公差的误差过大，会影响机器的工作性能，因此对精度要求高的零件，除了应保证尺寸精度外，还应控制其形状和位置公差。形状和位置公差简称形位公差，是指零件的实际形状和实际位置对理想形状和理想位置所允许的最大变动量。
图9-33图例
图9-34 图例
1.形状和位置公差的代号
GB/T 1182 ― 1996规定用代号来标注形状和位置公差。
形位公差代号包括：形位公差的各项目的符号（见表9-4），形位公差框格及指引线，形位公差值和其他有关符号，以及基准代号等。这些内容可参阅图9-34及图中说明。框格内字体的高度h与图样中的尺寸数字等高。
表9-4 形状和位置公差项目符号 分类 特征项目 直线度 平面度 形状公差 圆度 圆柱度 代号 定 位置公差 位 向 分类 项目 平行度 垂直度 倾斜度 同轴度 定对称度 位置度 圆跳动 全跳动 代号 线轮廓度 形状公差或位置 面轮廓度 跳 动 2.形位公差标注示例
图9-35所示是一根气门阀杆，从图中可以看到，当被测定的要素为线或表面时，从框格引出的指引线箭头，应指在该要素的轮廓线或其延长线上。当被测要素是轴线时，应将箭头与该要素的尺寸线对齐，如M8x1轴线的同轴度注法。当基准要素是轴线时，应将基准符号与该要素的尺寸线对齐，如基准A。
图9-35 形位公差标注实例
7.0螺纹标注
M16-6H（公制螺纹）大径16，牙距为粗牙，粗牙的螺纹牙距不标出. M16×1.5-6g 大径16，牙距为细牙1.5，精度等级6g 管螺纹
1/4G-19 －》 圆柱管螺纹牙形角55 度,亦标记为PF 1/4NPT-18－》 圆锥管螺纹牙形角60°,锥度1°47′
1/4PT-19 －》圆锥管螺纹牙形角55°，锥1°47′，亦标记为RC 英制牙 3/8-32UNEF 美制特细螺纹，牙数1英寸32牙 10-24UNC 美制粗螺纹 NO.2-UNF 美制细螺纹 螺牙精度等级标注：
JIS:1级,2级,3级 ISO:公螺纹4h,6g,8g,母螺纹4H,6H,7H 美制螺纹：公螺纹：3A,2A,1A,母螺纹：3B,2B,1B
