组合体构型及表达

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1、 学习组合体构型及表达学习组合体构型及表达本章学习目标本章学习目标（1）组合体的组合形式及表达）组合体的组合形式及表达（2）组合体的构型设计）组合体的构型设计（3）组合体的画图）组合体的画图（4）组合体的读图方法）组合体的读图方法本章学习内容本章学习内容10. 组合体构型及表达组合体构型及表达组合形式及视图表达组合形式及视图表达组合形式及视图表达组合形式及视图表达10.1组合体的构型设计组合体的构型设计组合体的构型设计组合体的构型设计10.2组合体的读图组合体的读图组合体的读图组合体的读图10.3 两个及以上两个及以上基本形体基本形体组成的形体称为组成的形体称为组合体组合体。大部分大部分机械零

2、件机械零件，均可看作由若干基本形体按需，均可看作由若干基本形体按需要通过不同的要通过不同的构成方式构成方式组合而成。组合而成。 组合体可由若干个基本体组合体可由若干个基本体叠砌叠砌（包括（包括相贯相贯）而形成，）而形成，或由一个大基本体切割掉一个或若干个小基本体而形成，或由一个大基本体切割掉一个或若干个小基本体而形成，或既有叠砌又有切割的综合方式组合而成。或既有叠砌又有切割的综合方式组合而成。 (a) 叠砌叠砌 (b) 切割切割 (c) 综合综合10.1 10.1 组合体的组合形式及视图表达组合体的组合形式及视图表达1. 组合体的组合形式组合体的组合形式 组合体表面连接关系有平齐、相交和相切等

3、三种形式。组合体表面连接关系有平齐、相交和相切等三种形式。两表面平齐两表面平齐2. 组合体的表面连接关系组合体的表面连接关系（1 1）组合体中两基本体的表面合体中两基本体的表面平平齐（共面）（共面）时，在，在视图中不中不应画出分界画出分界线；画出交画出交线 （2）组合体中两基本体的表面合体中两基本体的表面相交相交时，在，在视图中的相中的相交交处应画出交画出交线。 平面与平面相交平面与平面相交 组合体表面连接关系有平齐、相交和相切等三种形式。组合体表面连接关系有平齐、相交和相切等三种形式。平面和曲面相交平面和曲面相交2. 组合体的表面连接关系组合体的表面连接关系 （2）组合体中两基本体的表面相交

4、合体中两基本体的表面相交时，在，在视图中的相交中的相交处应画出交画出交线。 画截交线画截交线画相贯线画相贯线曲面与曲面相交曲面与曲面相交 组合体表面连接关系有平齐、相交和相切等三种形式。组合体表面连接关系有平齐、相交和相切等三种形式。2. 组合体的表面连接关系组合体的表面连接关系 （3）当）当组合体中两基本体的表面相切合体中两基本体的表面相切时，在，在视图中不中不应画出切画出切线，但，但应准确找出切点以确定平面的准确找出切点以确定平面的积聚投影。聚投影。 错误画法错误画法 正确画法正确画法 三视图是表达形体最常用的方法，并非所有形体都需三视图是表达形体最常用的方法，并非所有形体都需要采用三视图

5、进行表达。视图的数量主要根据形体的复杂要采用三视图进行表达。视图的数量主要根据形体的复杂程度而定。程度而定。 在正确、完整和清晰表达形体的前提下，应使视图的在正确、完整和清晰表达形体的前提下，应使视图的数量尽可能少，以方便画图和读图。数量尽可能少，以方便画图和读图。一个视图表达一个视图表达 二个视图表达二个视图表达3. 组合体的视图表达组合体的视图表达 一般情况下，三个视图足以表达形体。但在特殊情况一般情况下，三个视图足以表达形体。但在特殊情况下，形体采用三个视图也难以表达清楚。这时，就要采用下，形体采用三个视图也难以表达清楚。这时，就要采用其它表达方法，如轴测图、剖视图及断面图等。其它表达方

6、法，如轴测图、剖视图及断面图等。三个视图表达三个视图表达 形体形体3. 组合体的视图表达组合体的视图表达 绘画组合体的视图时，首先应将组合体合理地分解为绘画组合体的视图时，首先应将组合体合理地分解为若干个基本形体；按照各基本形体的形状、组合形式、形若干个基本形体；按照各基本形体的形状、组合形式、形体间的相对位置和表面连接关系，逐步作图。体间的相对位置和表面连接关系，逐步作图。直观图直观图 分解图分解图一一. 叠砌方式组合体视图的画法叠砌方式组合体视图的画法1. 分析形体：分析形体：机座可分解为底板、圆筒、支承板和肋板。底板底板肋板肋板支承板支承板圆筒圆筒一一. 叠砌方式组合体视图的画法叠砌方式

7、组合体视图的画法2. 选择视图：选择视图：确定形体的摆放位置、主视图的投射方向和所采用的视图数量。（1）选择主视图：）选择主视图：主视图是主要的视图，不能缺少。选择主视图时应使其主要平面平行或垂直于投影面；选择表示形状特征最明显、位置特征最多的方向作为主视图的投射方向；尽量避免在其它视图上出现较多的虚线。C CDA AB一一. 叠砌方式组合体视图的画法叠砌方式组合体视图的画法（2）确定视图数量：）确定视图数量：用最少的视图最清楚地表达组合体各组成部分的形状结构、相对位置和表面连接关系。 采用俯视图表达底板的形状和其上两孔的大小及相对位置，采用左视图表达肋板的形状以及支承板和圆筒的宽度。一一.

8、叠砌方式组合体视图的画法叠砌方式组合体视图的画法3. 选比例、定图幅：选比例、定图幅：根据组合体的实际大小，按国标规定选择比例和图幅。4. 布置视图：布置视图：确定各视图在图框内的具体位置，使视图分布均匀美观。首先画出各视图两个方向的基准线，如是视图的对称线、主要圆柱体的轴线以及大的底面或端面。一一. 叠砌方式组合体视图的画法叠砌方式组合体视图的画法5. 画底稿：画底稿：图线应分出线型，线要画得细而轻淡，以便于修改和保持图面整洁。组合体的各组成部分从主要部分到次要部分、从大形体到小形体，逐个绘制；应先画出反映形状特征的视图，再画其它视图，三个视图应配合画出。一一. 叠砌方式组合体视图的画法叠砌

9、方式组合体视图的画法6. 检查后描深：检查后描深：底稿完成后，仔细检查全图，避免错误。检查无误后，按国家标准规定的线型加粗、描深。描深时应先画圆或圆弧，后画直线；先画虚线、细点画线、细实线，后画粗实线。最后标注尺寸。直观图直观图 分解图分解图二二. 切割方式组合体视图的画法切割方式组合体视图的画法1. 分析形体：分析形体：该组合体的初始形体是四棱柱，在此基础上用不同位置的截平面分别切去形体1（四棱柱）、形体2（三棱柱）、形体3（四棱柱），最后形成切割型组合体。123二二. 切割方式组合体视图的画法切割方式组合体视图的画法2. 画初始形体三视图：画初始形体三视图：先画基准线，布置图面，再画出其初

10、始形体的三视图。二二. 切割方式组合体视图的画法切割方式组合体视图的画法3. 画截平面三视图：画截平面三视图：画各截平面的三视图时，应从各截平面具有积聚性及反映其形状特征的视图开始画起。二二. 切割方式组合体视图的画法切割方式组合体视图的画法4. 检查、描深：检查、描深：仔细检查投影是否正确，是否有缺漏和多余的图线，准确无误后，按国家标准规定的线型加粗、描深。 构型设计是零件设计的重要组成部分。构型设计是零件设计的重要组成部分。 零件在满足结构要求、工艺要求的同时，应尽量零件在满足结构要求、工艺要求的同时，应尽量使其满足美学方面的要求。使其满足美学方面的要求。 要使构造出的形体美观，除应掌握产

11、品的要使构造出的形体美观，除应掌握产品的美学法美学法则则外，还应在生活中多看多想，向大自然学习，自然外，还应在生活中多看多想，向大自然学习，自然界一切美的事物均可为构型设计提供帮助。界一切美的事物均可为构型设计提供帮助。10.2 10.2 组合体的构型设计组合体的构型设计一一. 基于基本形体变形的构型基于基本形体变形的构型1. 分割：分割：应用分割的基本原理，可对基本形体进行分割。 如下图所示，将棱柱体沿曲线切开并叠加，即可设计出一张长椅。一一. 基于基本形体变形的构型基于基本形体变形的构型1. 分割：分割：应用分割的基本原理，可对基本形体进行分割。 如下图所示，将立方体分割并重新组合。一一.

12、 基于基本形体变形的构型基于基本形体变形的构型2. 挖切：挖切：应用比例与尺度、统一与变化等美学法则，通过对基本形体进行挖切构型，可培养审美情趣。对四棱柱及圆柱采用挖切方式而获得对四棱柱及圆柱采用挖切方式而获得一一. 基于基本形体变形的构型基于基本形体变形的构型2. 挖切：挖切：应用比例与尺度、统一与变化等美学法则，通过对基本形体进行挖切构型，可培养审美情趣。 上图由艺术家Anicka Yi 和 建筑师 Maggie Peng.联手设计的Shigenobu Twilight香水包装，香水瓶的外包装为木制，里面的香水由玻璃瓶承载。一一. 基于基本形体变形的构型基于基本形体变形的构型3. 集聚：集

13、聚：采用相同或相似的基本体按一定的规律排列，即可设计出集聚方式的构型。 图(a)为长度按规律变化、沿螺旋线排列的方管积聚成的构型；图(b)为直径按规律变化、沿螺旋线排列的圆柱积聚成的构型；图(c)为交叉于轴线的矩形管绕轴线旋转积聚成的构型。 （a） （b） （c）一一. 基于基本形体变形的构型基于基本形体变形的构型4. 合并：合并：通过对基本体施加叠加、相贯等操作，可设计出多种组合体。 为保证各基本体之间的稳定连接（对产品而言，即保证其力学性能），连接处不允许单纯采用点连接或线连接。一一. 基于基本形体变形的构型基于基本形体变形的构型5. 拉伸：拉伸：通过对平面图形拉伸所设计的构型，相当于给定

14、柱面的底，然后根据需要，拉伸出柱面的高度。 采用这种设计方法，重点在于设计出美观的平面图形。 二二. 仿生造型仿生造型 仿生构型可采用棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球、环等基本体做为构型要素，构型时先对被仿物做形态分析，提取其特征形态，然后再进行几何构型。 三三. 变异构型变异构型 变异构型也可采用基本体进行，对变异部分可考虑采用形状变元、位置变元及数量变元等不同形式。 对连接板的变异构型对肋板的变异构型四四. 组合构型组合构型利用基本形体或其部分，可构造出各种形态的组合形体。 调料瓶的组合构型四四. 组合构型组合构型 【例例10-1】 用给定的形状相同的马蹄形构型要素构造出用给定的形状相同的马蹄形

15、构型要素构造出组合体（可采用叠砌、相贯等形式）。组合体（可采用叠砌、相贯等形式）。 (a) 构型要素 (b) 参考答案一 (c) 参考答案二五五. 反转构型反转构型 反转构型中的反转构型中的“正正”、“负负”形体拼合后恰好为基形体拼合后恰好为基本几何体，反转构型又分为可装配和不可装配两种。本几何体，反转构型又分为可装配和不可装配两种。 拼合后为圆球（可装配）拼合后为圆柱（不可装配）五五. 反转构型反转构型 【例例10-2】根据给出的构型要素，设计出另一形体（用根据给出的构型要素，设计出另一形体（用三视图表达），使其与已知形体拼合成完整的圆柱体。三视图表达），使其与已知形体拼合成完整的圆柱体。

16、(a) 构型要素 (b) 参考答案10.3 10.3 组合体的读图组合体的读图读图的基本方法读图的基本方法形体分析法（主）形体分析法（主）线面分析法（辅）线面分析法（辅） 形体分析法：将组合形体分析为由若干个基本形体分析法：将组合形体分析为由若干个基本体组成，以便于画图和读图的方法。体组成，以便于画图和读图的方法。从从特征视图特征视图入入手，想象出各部分的手，想象出各部分的形状形状、相对位置相对位置关系及关系及组合方组合方式式，最后综合想象出，最后综合想象出整体形状整体形状。 线面分析法：线面分析法：分析三面投影图中相互对应的线段分析三面投影图中相互对应的线段和线框的意义，认识各个基本形体的形

17、状和组合形体和线框的意义，认识各个基本形体的形状和组合形体的整体形状的方法。的整体形状的方法。一、形体分析法一、形体分析法 组合体的投影图，结合三个投影看，可知组合体是由上、下两个基本体组成。 上部形体的水平投影是一个圆，正面、侧面投影是相等的矩形，是一个圆柱。 下部形体的水平投影是一个正六边形，正面、侧面投影的大、小矩形线框，是一个正六棱柱。 综合起来，这个组合形体的形状如立体图所示。分析该组合体是由哪些基本体所组成，并根据投影图的特性，将几个投影联系起来分析。二、线面分析法二、线面分析法形体表面上相邻两面的交形体表面上相邻两面的交线的投影。线的投影。四根竖直线，是六棱柱上侧面交线的正面投影

18、。 形体上某一个表面的积聚形体上某一个表面的积聚投影。投影。线段和圆，是六棱柱的顶面、底面、侧面和圆柱面的积聚投影。 曲面的投影轮廓线。曲面的投影轮廓线。两竖直线段，是圆柱面的正面投影轮廓线。投影图中的线段可有三种不同的意义：投影图中的线段可有三种不同的意义：二、线面分析法二、线面分析法 某一表面的实形投影。某一表面的实形投影。线框a，是圆柱上、下底面的水平面实形投影和六棱柱上平行于正面的侧面的实形投影。 某一表面的仿形投影。某一表面的仿形投影。的线框b，是六棱柱上垂直于水平面但对正面倾斜的侧面的仿形投影。 某一个曲面的投影。某一个曲面的投影。线框c，是圆柱面的正面投影。 形体上一个空洞。形体

19、上一个空洞。如图中正面投影上标注为 的线框d。投影图中的线框，可有四种不同的意义：投影图中的线框，可有四种不同的意义：三、读图的注意事项三、读图的注意事项1无论采用形体分析法读图还是采用线面分析法，读图过程都是一个“大胆假设，小心求证”的过程。首先从阅读特征视图入手，假设其为何种基本体（棱柱、棱锥、圆柱、圆锥和球体等），再对照其它视图进行求证。三、读图的注意事项三、读图的注意事项2读图时应注意分析形体的特征视图，特征视图一般最能反映形体的形状特征或各部分的位置特征。三、读图的注意事项三、读图的注意事项3确定基本体位置时，一般采用对图线的方法，但当两个或多个基本体在某视图中投影线共线时，应小心判

20、断基本体的位置。三、读图的注意事项三、读图的注意事项4读图时，还应注意形体的特征交线。三、读图的注意事项三、读图的注意事项5对常见的棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球等基本形体的截交、相贯、相切等情况下的交线形状，应有所了解，分析图线时才能够做到心中有数。三、读图的注意事项三、读图的注意事项6在某些情况下，当投影线不能确定形体时，可通过该形体与别的形体的交线进行判断。 如下图，正面投影和水平投影都为圆，不能唯一确定形体的形状。 但当在其中开出圆孔时，通过分析该形体和圆孔但当在其中开出圆孔时，通过分析该形体和圆孔的交线，即可确定该形体的形状。的交线，即可确定该形体的形状。三、读图的注意事项三、读图的注意

21、事项7注意虚实形体相交的情况。 图中所示的形体，从俯视图看，前后投影相同，但从主视图看，中间有一虚线，说明前后形状不同，前面有一“虚”圆柱和竖放的大圆柱相贯。图中的立体图，其中一个从右前方观察，另一个从左后方观察。三、读图的注意事项三、读图的注意事项7注意虚实形体相交的情况。图中所示的形体，从主视图、俯视图分析，上部可确定为一横放的半圆筒，下部也可为同样大小的半圆筒。因上下两半圆筒的直径相同，其俯视图上的转向素线重合，因此下部半圆筒的结构就有多种可能性；再加上中间竖板的形状、位置也未能确定，其组合变化也就很多，下面仅为三种可能的结构。(1) 将主视图分为I、II、III、IV四个线框； III

22、IVIIIII读图步骤：四、三视图的读图四、三视图的读图1形体分析法读图(2) 对投影对投影，识识形体形体I；(3) 对投影，识对投影，识形体形体II；(4) 对投影，识对投影，识形体形体III；(5) 对投影，识对投影，识形体形体IV； (6) 综合起来想综合起来想整体整体。读图步骤：读图步骤：四、三视图的读图四、三视图的读图1形体分析法读图四、三视图的读图四、三视图的读图1形体分析法读图线面分析法读图举例线面分析法读图举例12、线面分析法读图 (1)压块三视图及切割前原形； (2)分析P面投影； 读图步骤：四、三视图的读图四、三视图的读图线面分析法读图举例线面分析法读图举例22、线面分析法

23、读图 (1)压块三视图及切割前原形； (2)分析P面投影；(3)分析Q、R面投影；读图步骤：四、三视图的读图四、三视图的读图线面分析法读图举例线面分析法读图举例32、线面分析法读图 (1)压块三视图及切割前原形； (2)分析P面投影；(3)分析Q、R面投影；(4)分析S、T、U、V面投影；读图步骤：四、三视图的读图四、三视图的读图线面分析法读图举例线面分析法读图举例42、线面分析法读图 (1)压块三视图及切割前原形； (2)分析P面投影；(3)分析Q、R面投影；(4)分析S、T、U、V面投影；(5)分析各面的空间位置关系；读图步骤：四、三视图的读图四、三视图的读图线面分析法读图举例线面分析法读

24、图举例52、线面分析法读图 (1)压块三视图及切割前原形； (2)分析P面投影；(3)分析Q、R面投影；(4)分析S、T、U、V面投影；(5)分析各面的空间位置关系； (6)压块整体形状。读图步骤：四、三视图的读图四、三视图的读图五、给定两视图求第三视图五、给定两视图求第三视图 如下图所示，给定形体的主视图和俯视图，求第三视图。如形体限定为平面体，其左视图有160多个；如加上圆柱面等曲面体，其答案则更为可观。五、给定两视图求第三视图五、给定两视图求第三视图 图(a)给出了平面体的主视图和俯视图，对应的左视图如图(b)所示，其中有两个左视图对应两个以上形体，请找出立体图对应的左视图。 （a） （

25、b）（a） （b） （c） （d） （e） （f） （g） （h）五、给定两视图求第三视图五、给定两视图求第三视图 【例10-4】 根据图10-47（a）给出的主视图和俯视图，作出左视图。 （a） （b）五、给定两视图求第三视图五、给定两视图求第三视图 【例10-4】 根据图10-47（a）给出的主视图和俯视图，作出左视图。 （a） （b）分析：主视图和俯视图各有三个线框，对应有三个基本体。基本体的形状均可能为：五、给定两视图求第三视图五、给定两视图求第三视图 【例10-5】 根据下图给出的主视图和俯视图，作出左视图。分析分析: (1)对照两视图，可知该形体为一竖放的圆筒；对照两视图，可知该形体为一竖放的圆筒；(2)圆筒圆筒中部开有一长圆形的通槽；中部开有一长圆形的通槽；(3)通槽的半圆部分和圆筒的内孔通槽的半圆部分和圆筒的内孔直径相同，轴线相交，交线在空间为椭圆曲线；通槽的半圆直径相同，轴线相交，交线在空间为椭圆曲线；通槽的半圆部分和圆筒的外表面相交也会产生相贯线。部分和圆筒的外表面相交也会产生相贯线。对主视图略作修改，请分析其投影。对主视图略作修改，请分析其投影。