Инженерная графика
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
Инфра-Инженерия
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 304
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-9729-0655-0
Артикул: 766557.01.99
Изложены основные положения инженерной графики. Сформулированы общие правила разработки и оформления чертежей согласно требованиям ЕСКД и ЕСДП. Приведён материал по комплексу вопросов, касающихся типовых деталей машин: наименованию, назначению, изображению, параметрам, обозначению и области применения. Показаны правила и рекомендации по чтению и деталированию чертежей общего вида изделий, а также по созданию таких чертежей и рабочей документации: сборочных чертежей и рабочих чертежей типовых деталей машин. Для студентов и преподавателей машиностроительных направлений подготовки.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.01: Машиностроение
- 15.03.02: Технологические машины и оборудование
- 15.03.04: Автоматизация технологических процессов и производств
- 15.03.06: Мехатроника и роботехника
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Учаев П. Н., Локтионов А. Г., Учаева К. П. ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА Учебник Под общей редакцией П. Н. Учаева Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2021
УДК 744.4(075.8) ББК 30.11 У90 Рецензенты: доктор технических наук, профессор С. Н. Сызранцев; доктор технических наук, профессор А. П. Фот Учаев, П. Н. У90 Инженерная графика : учебник / П. Н. Учаев, А. Г. Локтионов, К. П. Учаева ; под общ. ред. П. Н. Учаева. - Москва ; Вологда : ИнфраИнженерия, 2021. - 304 с. : ил., табл. ISBN 978-5-9729-0655-0 Изложены основные положения инженерной графики. Сформулированы общие правила разработки и оформления чертежей согласно требованиям ЕСКД и ЕСДП. Приведён материал по комплексу вопросов, касающихся типовых деталей машин: наименованию, назначению, изображению, параметрам, обозначению и области применения. Показаны правила и рекомендации по чтению и деталированию чертежей общего вида изделий, а также по созданию таких чертежей и рабочей документации: сборочных чертежей и рабочих чертежей типовых деталей машин. Для студентов и преподавателей машиностроительных направлений подготовки. УДК 744.4(075.8) ББК 30.11 ISBN 978-5-9729-0655-0 © Учаев П. Н., Локтионов А. Г., Учаева К. П., 2021 © Издательство «Инфра-Инженерия», 2021 © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2021
ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ................................................8 Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В КУРС «ИНЖЕНЕРНАЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА»......................................................11 1.1. Общие сведения о дисциплине «Инженерная и компьютерная графика»......................................................11 1.2. Связь инженерной и компьютерной графики с другими дисциплинами и профессиональной деятельностью.................11 1.3. Компетентностная модель бакалавра-машиностроителя........13 1.4. Краткие сведения об истории развития инженерной графики как науки.....................................................15 Вопросы для самоконтроля......................................17 РАЗДЕЛ I. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ДИСЦИПЛИНЕ «ИНЖЕНЕРНАЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА»...........................18 Глава 2. ИЗДЕЛИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ...............................18 2.1. Виды изделий. Общая классификация изделий машиностроения.18 2.2. Изделие - совокупность геометрических тел................20 2.3. Создание и изготовление изделий - решение геометрических задач 22 Вопросы для самоконтроля......................................24 Глава 3. ВИДЫ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ. ЕДИНАЯ СИСТЕМА КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ...................25 3.1. Единая система конструкторской документации. Виды КД..25 3.2. Общие правила оформления чертежей.....................27 3.3. Стадии разработки конструкторской документации...........33 3.4. Техническое предложение и технический проект.............35 3.5. Рабочая документация.....................................37 Вопросы для самоконтроля......................................40 РАЗДЕЛ II. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖЕЙ И СХЕМ ПО ЕСКД..............41 Глава 4. ГРАФИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ - ЧЕРТЁЖ........................41 4.1. Общие сведения о чертежах деталей........................41 4.2. Структура сборочного чертежа.............................46 4.3. Надписи на чертежах сборочном и общего вида..............47 3
4.4. Общие требования и требования производства к чертежам деталей.49 Вопросы для самоконтроля......................................50 Глава 5. АНАЛИЗ ИЗДЕЛИЙ И ЧТЕНИЕ ИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ...............51 5.1. Анализ изделий и их изображений..........................51 5.2. Алгоритм чтения чертежей деталей.........................55 5.3. Конструктивно-технологические элементы деталей...........57 5.4. Основные машиностроительные материалы: обозначение и применение..................................................58 5.5. Покрытие и обозначение термической и других видов обработки...62 Вопросы для самоконтроля......................................64 Глава 6. ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРЕДМЕТОВ................................65 6.1. Понятие о проецировании..................................65 6.2. Правила выполнения изображений геометрических тел........66 6.3. Классификация изображений и европейская система их расположения...............................................67 6.4. Виды.....................................................69 6.5. Разрезы..................................................72 6.6. Сечения..................................................81 6.7. Выносные элементы........................................85 Вопросы для самоконтроля......................................86 Глава 7. НАНЕСЕНИЕ РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ ДЕТАЛЕЙ ПО ЕСКД.......................................................87 7.1. Общие сведения...........................................87 7.2. Основные правила нанесения размеров с примерами..........98 7.3. Особенности нанесения размеров с учётом технологии изготовления деталей.......................................................99 7.4. Нанесение размеров конструктивно-технологических элементов деталей с примерами...........................................102 7.5. Нанесение справочных размеров............................111 7.6. Техника нанесения размеров с помощью графических систем.......114 Вопросы для самоконтроля......................................115 Глава 8. ВЫПОЛНЕНИЕ СХЕМ......................................116 8.1. Назначение и классификация схем..........................116 8.2. Требования к выполнению схем.............................117 8.3. Кинематические схемы.....................................118 Вопросы для самоконтроля......................................123 4
РАЗДЕЛ III. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖЕЙ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ПО ЕСКД.............................................124 Глава 9. ИЗОБРАЖЕНИЕ И ОБОЗНАЧЕНИЕ НЕРАЗЪЁМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ................................................124 9.1. Клёпаные соединения..................................125 9.2. Сварные соединения...................................126 9.3. Соединения пайкой и склеиванием......................131 Вопросы для самоконтроля..................................134 Глава 10. РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ............................135 10.1. Общие сведения о резьбе и области её применения.....135 10.2. Крепёжные детали....................................140 10.3. Изображения резьбовых соединений....................147 Вопросы для самоконтроля..................................152 Глава 11. СОЕДИНЕНИЯ ТИПА ВАЛ-СТУПИЦА.....................153 11.1. Классификация соединений типа вал-ступица...........153 11.2. Шпоночные соединения................................153 11.3. Шлицевые соединения.................................156 11.4. Штифтовые соединения................................158 11.5. Клеммовые и профильные соединения...................160 Вопросы для самоконтроля..................................162 Глава 12. МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ. ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ...............................163 12.1. Общие сведения о зубчатых передачах.................163 12.2. Зубчатые цилиндрические передачи....................166 12.3. Зубчатые конические передачи........................168 12.4. Планетарные передачи................................170 12.5. Волновые передачи...................................172 12.6. Цилиндрические передачи с зацеплением Новикова......173 Вопросы для самоконтроля..................................175 Глава 13. ЧЕРВЯЧНЫЕ ПЕРЕДАЧИ И ПЕРЕДАЧИ ВИНТ - ГАЙКА.......176 13.1. Червячные передачи..................................176 13.2. Передачи винт - гайка скольжения и качения..........180 Вопросы для самоконтроля................................. 183 Глава 14. ПЕРЕДАЧИ ГИБКИМИ СВЯЗЯМИ........................184 14.1. Общие сведения о передачах гибкими связями..........184 5
14.2. Ремённые передачи......................................185 14.3. Цепные передачи........................................188 Вопросы для самоконтроля.....................................192 Глава 15. ДЕТАЛИ, ОБСЛУЖИВАЮЩИЕ ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ.....................................................193 15.1. Валы и оси.............................................193 15.2. Опоры c подшипниками скольжения и качения..............196 15.3. Муфты приводов.........................................201 Вопросы для самоконтроля.....................................206 РАЗДЕЛ IV. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ..........................207 Глава 16. ЧТЕНИЕ И ДЕТАЛИРОВАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ ОБЩЕГО ВИДА..................................................207 16.1. Назначение и перечень документов сборочной единицы.....207 16.2. Примеры чертежей общего вида и таблицы-перечня изделия.210 16.3. Условности на чертежах общего вида.....................212 16.4. Последовательность чтения чертежа общего вида..........215 16.5. Последовательность деталирования чертежа общего вида...216 16.6. Пример чтения и деталирования чертежа общего вида......218 Вопросы для самоконтроля.....................................219 Глава 17. РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ОБЩЕГО ВИДА.....................220 17.1. Общие сведения о создании чертежа ВО...................220 17.2. Алгоритм выполнения чертежа ВО.........................220 17.3. Учебный чертёж общего вида шестерённого насоса.........222 РАЗДЕЛ V. РАЗРАБОТКА И ОФОРМЛЕНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ ПО ЕСДП......................................................226 Глава 18. ПРИМЕНЕНИЕ ЕСДП ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЧЕРТЕЖЕЙ..........226 18.1. Общие сведения о размерах и их отклонениях.............227 18.2. Выбор системы и вида посадок и квалитетов точности. Понятие о натяге и зазоре....................................229 18.3. Нормирование точности геометрической формы элементов деталей, расположение их поверхностей и осей...............233 18.4. Соединение типа вал-ступица с натягом................234 Вопросы для самоконтроля.....................................237 6
Глава 19. ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ.............................238 19.1. Общие сведения.............................................238 19.2. Знаки и правила обозначения шероховатости поверхностей на чертежах..............................................239 19.3. Примеры нанесения на чертежи требований шероховатости поверхностей.............................................241 Вопросы для самоконтроля.................................245 РАЗДЕЛ VI. РАБОЧАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ..........................246 Глава 20. СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЁЖ...............................246 20.1. Отличие чертежей сборочного и общего вида..........246 20.2. Функциональное назначение сборочного чертежа.......248 20.3. Алгоритм выполнения сборочного чертежа на основе чертежа общего вида..............................................249 20.4. Алгоритм выполнения сборочного чертежа по готовому изделию.249 20.5. Основные положения по выполнению спецификаций......251 20.6. Общие положения по выполнению учебной документации.257 20.7. Особенности выполнения сборочного чертежа. Допускаемые упрощения................................................258 20.8. Сборочный чертёж армированного изделия.............267 Вопросы для самоконтроля.................................268 Глава 21. 2 D-МОДЕЛИ И ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЧЕРТЕЖЕЙ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ МАШИН....................................269 21.1. Создание двухмерных моделей типовых деталей машин..269 21.2. Примеры выполнения рабочих чертежей................277 Вопросы для самоконтроля.................................287 ЗАКЛЮЧЕНИЕ...............................................288 ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СТАНДАРТОВ.......................289 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................293 ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ.....................................295 7
ПРЕДИСЛОВИЕ Изложены положения, касающиеся комплекса вопросов по разработке и оформлению конструкторских графических и текстовых документов согласно нормам, правилам и рекомендациям стандартов ЕСКД и ЕСДП для типовых деталей машин. Общие правила разработки и оформления документации должны быть унифицированы, поскольку в рамках создания единого информационного пространства различный подход к её содержанию и оформлению значительно осложняет организацию производства, возможность передачи изделий с одних предприятий на другие. Такие правила устанавливают стандарты ЕСКД, которые необходимо знать и соблюдать уже при решении геометрических задач первых разделов инженерной графики. Целью данной дисциплины является изучение методов решения геометрических задач графическим способом: • ознакомление с теоретическими основами построения изображений геометрических образов (объектов); • изучение способов построения изображений в прямоугольных проекциях; • умение определять геометрические формы объектов по их проекциям; • умение анализировать изображение и читать рабочие чертежи типовых деталей машин, чертежи общего вида и сборочные чертежи простых сборочных единиц (например, запорной арматуры и передаточных механизмов); • приобретение знаний, умений и навыков разработки и оформления конструкторских графических и текстовых документов. Настоящее издание соответствует требованиям программы Федеральных государственных стандартов образования по направлениям подготовки в области техники и технологий. 8
Оно предназначено для студентов 1 и 2 курсов, причём изучение инженерной графики даёт тот минимум фундаментальных знаний, которые необходимы для изучения компьютерной графики, общетехнических и специальных дисциплин. Издание состоит из шести разделов, в которых изложены основные положения курса. Раздел I. «Основные сведения о дисциплине “Инженерная и компьютерная графика”». В этом разделе дана классификация изделий машиностроения по ГОСТ 2.101. Приведены виды конструкторской документации по ГОСТ 2.102 - ЕСКД, а также стадии разработки конструкторской документации по ГОСТ 2.103. Приведённые примеры свидетельствуют о том, что, несмотря на многообразие и сложность деталей современных механизмов и машин, они представляют собой совокупность простых геометрических тел. Поэтому процессы создания конструктором любого изделия сводятся к решению ряда геометрических задач, изучаемых в данном курсе. Раздел II. «Разработка чертежей и схем по ЕСКД». В нём изложены основные сведения по разработке и оформлению чертежей деталей. Дана классификация и приведены основные элементы кинематических схем. Дана классификация схем, сформулированы требования к их выполнению. Приведены условные графические изображения элементов кинематических схем и пример такой схемы. Раздел III. «Разработка чертежей типовых деталей машин по ЕСКД». В данном разделе рассмотрены неразъёмные соединения: их типы, назначение, параметры, изображение, обозначение и область использования. Приведены основные сведения о механической переработке различных деталей вращения. Изложен материал, касающийся опор подшипников качения и подшипников скольжения, а также муфт привода. Раздел IV. «Техническая документация». В этом разделе изложен комплекс вопросов, касающийся чтения, деталирования и разработки чертежей общего вида (ВО), а также приведён пример выполнения учебного чертежа ВО. Раздел V. «Разработка и оформление чертежей по ЕСДП». Рассмотрены вопросы обеспечения взаимозаменяемости деталей и сборочных еди 9
ниц и технологичности этих изделий в соответствии с взаимодействием конструктора и технологов различных производств. Рассмотрены показатели, характеризующие точность изделий машиностроения, приведены основные сведения о шероховатости Раздел VI. «Рабочая документация». В нём дана классификация рабочей документации. Рассмотрены правила выполнения сборочных чертежей, а также рабочих чертежей на базе 2 D-моделей. Приведены примеры рабочих чертежей зубчатого колеса и вала. Показаны структура и правила выполнения спецификаций, иллюстрируемые соответствующими примерами. Настоящее издание соответствует требованиям Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по направлениям подготовки в области техники и технологии. Отличие от существующих учебников заключается в следующем: - компактность и системность изложения материала; - материал издания увязан с рядом учебников и учебных пособий автора по другим дисциплинам; - в начале каждого раздела даётся преамбула и ставится цель и решаемые вопросы, а в конце каждой из глав - заключение; - в тексте курсивом выделены основные понятия и определения, знание которых является залогом успешного решения поставленных задач. Вопросы, рассматриваемые в учебнике, нашли отражение в фундаментальном справочно-методическом пособии «Основы конструирования» автора П. И. Орлова (М.: «Машиностр., 1988). Это пособие было и остаётся настольной книгой для многих поколений инженеров-машиностроителей. Материал издания рассчитан на 18 аудиторных часов: лекций, лабораторных (практических) занятий, а также 36 часов самостоятельной работы студентов. Замечания и предложения по улучшению данного издания, которые будут приняты с признательностью, просьба направлять в адрес авторов и издательства. 10
Глава 1 ВВЕДЕНИЕ В КУРС «ИНЖЕНЕРНАЯ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА» В настоящей главе, являющейся вводной для курса «Инженерная и компьютерная графика (ИКГ)», указана её связь с другими дисциплинами; приведена информация, характеризующая профессиональную деятельность бакалавра-машиностроителя и вклад дисциплины «Инженерная и компьютерная графика» в процесс его подготовки, а также рассмотрена компетент-ностная модель бакалавра-машиностроителя. 1.1. Общие сведения о дисциплине «Инженерная и компьютерная графика» Эта дисциплина включает в себя геометрическое, проекционное и машиностроительное черчение. Её материал изложен в двух книгах-учебниках под общим названием «Инженерная и компьютерная графика», причём первый учебник «Инженерная графика» содержит материал всех частей технического черчения (без строительного), а второй «Компьютерная графика в машиностроении» базируется на материале первого учебника с решением геометрических задач с помощью современных графических систем отечественных и зарубежных разработок. 1.2. Связь инженерной и компьютерной графики с другими дисциплинами и профессиональной деятельностью На рис. 1.1 приведена связь инженерной и компьютерной графики с другими дисциплинами. 11
Рис. 1.1. Связь инженерной и компьютерной графики с другими дисциплинами Этот курс является элементной базой для многих последующих дисциплин конструкторско-технологического направления. Конструктором является инженер (специалист) в области разработки конструкций. Он занимается проектированием изделий, т. е. создаёт проект. При этом он выполняет расчёты и конструирование. Конструирование - тип инженерной деятельности, связанный с разработкой конструкции технической системы (объекта), которая затем материализуется в процессе изготовления на производстве. Эта деятельность включает в себя создание вариантов конструкции, расчёты, операции анализа и синтеза и ряд других. Объект проектирования - изделие, на которое конструктор разрабатывает документацию (проект). Технологом является инженер (специалист) в области разработки технологической документации. Пользователь графическими системами должен знать всю эту элементную базу в полном объёме. На первых курсах знания, полученные при изучении дисциплины «Инженерная графика», используются при выполнении графиков, схем и в 12
расчётно-графических работах, а на последующих курсах - при выполнении курсовых и дипломных проектов. Одной из базовых дисциплин для инженерной и компьютерной графики является математика. В свою очередь она служит основой для таких последующих дисциплин, как техническая механика, сопротивление материалов (основы расчётов элементов конструкций), теория механизмов и машин, детали машин и основы конструирования и др. 1.3. Компетентностная модель бакалавра-машиностроителя Компетенцией называется сложное интегрированное понятие, характеризующее способность индивида реализовывать свой потенциал (знание, умение, личностные качества) для решения профессиональных и социальных задач в определённой сфере. Согласно Федеральному государственному общеобразовательному стандарту высшего образования (ФГОС ВО) по направлению подготовки 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» в результате освоения образовательной программы дисциплины «Инженерная и компьютерная графика» выпускник-бакалавр должен обладать следующими общекультурными и профессиональными компетенциями, которые полностью или частично обеспечиваются изучением данной дисциплины: Общекулътурные компетенции (ОК): • способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путём её достижения, культура мышления (ОК-1); • способность логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2); • способность к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3); • способность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6); 13
• способность осознавать социальную значимость своей будущей профессии, высокой мотивации к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8); Профессиональные компетенции (ПК): • способность участвовать в разработке проектов изделий машиностроения с учётом технологических, конструкторских, эксплуатационных, эстетических, экономических и управленческих параметров (ПК-8); • способность разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию машиностроительных производств, оформлять законченные проектно-конструкторские работы (ПК-14); • способность разрабатывать планы, программы, методики и другие текстовые документы, входящие в состав конструкторской, технологической и эксплуатационной документации (ПК-34). Для достижения соответствующих компетенций после изучения дисциплины «Инженерная и компьютерная графика» студент должен: знать: о наименование, служебное назначение, геометрические параметры, правила разработки и оформления конструкторских документов, обозначения в этих документах и область применения деталей машин общего назначения; о методы построения чертежей типовых деталей машин, в том числе разъёмных и неразъёмных соединений, передаточных механизмов и деталей, обеспечивающих вращательное движение; о чтение и деталирование чертежей общего вида различного назначения и уровня сложности; о правила разработки чертежей оригинальных деталей и сборочных единиц; о правила оформления конструкторской документации в соответствии с правилами, нормами и рекомендациями государственных стандартов систем ЕСКД и ЕСДП; уметь: 14
о выполнять и читать чертежи и другую конструкторскую документацию; о проводить обоснованный выбор и комплектование средств компьютерной графики; о использовать для решения типовых задач методы и средства геометрического моделирования; о пользоваться инструментальными программными средствами интерактивных графических систем, актуальных для современного производства; владеть: о навыками работы на компьютерной технике с графическими пакетами для получения конструкторских, технологических и других документов на базе знаний и умений, полученных при изучении ТКГ. Следовательно, в результате изучения курса студент должен быть ознакомлен со следующим комплексом вопросов: о наименование рассматриваемой детали машин общего назначения; о функциональное (служебное) назначение этой детали; о её геометрические параметры; о правила с примерами выполнения чертежей; о обозначение изделия в конструкторской документации; о область применения детали, на которую выполняется техническая (конструкторско-технологическая) документация. 1.4. Краткие сведения об истории развития инженерной графики как науки Развитие инженерной графики имеет многовековую историю, начиная с древних Египта, Ассирии, Вавилона. Уже в это время применялись прямоугольные и центральные проекции на одну плоскость. Ещё в Средние века на рисунках Леонардо Да Винчи встречаются изображения приводной цепи. В России, начиная со времён Петра I, технические рисунки, используемые в различных направлениях, выполнялись в прямоугольных проекциях. 15