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新概念机械制图

  对由直线和圆弧组成的机械图形人们已经作了很多研究,可是计算机便捷绘制机械图的办法并不多.福大机械设计制图工具箱提出独特的作图方法,是不同于参数化设计的绘图新概念, 正是靠这些独特能使机械设计中大量存在的轴与轴上零件等的设计绘图变得分简单和快捷.下面简介我们提出的画机械图新概念. 欢迎批评指正.

(1) 绘制阶梯轴(孔)的非圆视图(可选画反映圆的左视图)的新方法

若将圆柱视为圆锥角为零的圆锥台, 任何阶梯轴都可以认为是由若干圆锥台从左至右组成, 而增加实体的圆角总是出现在相邻圆锥台的轴肩处, 且圆角数总要比圆锥数少一个. 确定一个圆锥台只需三个尺寸: 圆锥台的大端直径D ,圆锥角J和圆锥台的轴向长度L.设J 有正负, 左小右大的圆锥角为正, 否则为负. 轴零件图总是提供每段圆锥台的DJL以及与其相邻圆锥间的圆角半径R的(工程图上,为零的圆锥角和圆角半径都是靠图线表示而省略零值的标注). 为便于管理数据,不妨在没有圆角的最右段增设一个圆角(设其半径为0). 因此,只要从左至右依次给定各段圆锥台的定形尺寸DLJR(应注意,R 总是指各段右侧的圆角半径, 每个圆角半径都只使用一次 ), 就可以绘制出阶梯轴.
简言之, 本法只要给定(DLJR)就可以绘制轴(孔). 为帮助新用户理解和使用本方法特提供2 组(DLJR)试验数据,供您点选福大工具箱<轴 zu>或<dim轴 zu>项时使用.
(a) 35,5,90,0, 35,15,0,5, 20,15,0,0, 20,20,-30,0 (此轴计有4 段);
(b) 35,10,0,5, 20,40,0,5, 40,10,,0,3, 50,5,0,0 (该轴分4 段; 请注意R值的归属).

(2) 绘制轴套的剖视图(可选画反映圆的左视图)

与(1)相似,也将圆柱视为圆锥角为零的圆锥台, 任何轴套的内外轮廓都可以认为是由若干圆锥台组成, 而增加实体的圆角总是出现在相邻圆锥台的轴肩处, 且内外轮廓的圆角数总要比圆锥台数少一个. 确定一个圆锥台只需三个尺寸:直径D、 轴向长L和锥角J. 本处约定外轮廓是给定圆锥台的大端直径, 而内轮廓则给定小端直径. 这里设J有正负, 左小右大的圆锥角为正, 否则为负. 此外为便于管理数据和编程, 不妨在内外轮廓没有圆角的最右侧增设一个圆角, 并约定外轮廓的最右侧虚设的圆角半径为-1, 而内轮廓的最右侧的R 为0. 因此, 只要先外形后内形从左至右依次给定轴套各段圆锥台的尺寸(DLJR), 也就可以画出轴套的剖视. 简言之, 画轴套也只要(DLJR)四个数据.
下面一组数据可供您点选福大工具箱<轴套 zt>或<dim轴套 zt>项时使用:
32,7,30,0, 32,18,0,4, 45,5,0,-1 ( 注意-1的使用; 这是轴套外轮廓的最后一段), 12,4,-90,0, 12,5,0,0, 12,4,60,3, 25,12,0,3, 15,5,0,0 (轴套共有8段).

(3) 公切圆法画轮廓(连接作图)

如将直线段视为曲率半径无穷大的圆弧, 那末任何由直线和圆弧构成的一笔, 都可以认为是由若干圆弧构成. 只要按照用户自己选定的画图顺序依次输入各圆弧的圆心坐标 (未知坐标输入约定值) 和半径, 即输入X(i),Y(i),R(i), 就可以出图. 如果使用数据文件, 通过对数据文件的增删改, 就能方便得到新图形. 使用本法只要遵守如下约定输入有关值.
a 半径规定有正负: 逆时针画弧的半径取正, 否则为负.
b 尖点是半径为0 的已知弧; 非封闭一笔的起点和终点都是尖点.
c 大于180°的连接弧的未知圆心坐标约定为(-1,-1); 否则取(1,1).
d 当作连接弧的直线段是半径足够大的一段圆弧. 其半径值可用约定值0输入.
e 中间弧圆心的未知坐标输入约定:中间弧圆心在与它相连接的已知弧(已求出圆心的中间弧也将视为已知弧)圆心之右时, 未知的X 坐标取+1, 否则取 -1. 中间弧圆心在已知弧圆心之上时, 未知的坐标Y 取1, 否则Y 为-1.
封闭图线的起点和终点(XYR)是相同的; 非封闭图线的起点和终点(XYR)是不同的.
为帮助用户理解本法, 特提供一个凸轮的数据: 0,0,10, -1,-1,22, 23,0,8, 1, 1,-7, 0,0,10 (5段圆弧,没有中间弧). 下面也是一个凸轮的数据(有一个中间弧).
0,0,15, 17,-1,-8, 1,1,0, 36,-3,6, 1,1,44, 0,0,15.
此外再提供三组数据(都是5 段圆弧)以便用户理解.
0,0,30, 1,1,200, 200,20,0, 1,1,-122, 0,0,30.
0,0,30, 1,1,-10000, 200,20,-40, 1,1,10000, 0,0,30.
0,0,0, 1,1,300, 200,30,30, 1,1,200, 100,150,0. 这将产生非封闭图线
以上数据可供您点选福大工具箱<公切 22>或<dim公切 22>项时使用.
注意:如果图形由若干笔这样的图线构成,只需在相邻两笔之间加入 (0.5,0.5,0) 即可.
下面数据您不妨一试:0,0,10, 1,1,-88, 65,25,20, 1,1,-100, 0,0,10, 0.5,0.5,0,10,10,30, 1,1,-77, 88,20,24, 1,1,99, 10,10,30 .

(4) 相切多边形法画轮廓

任何由直线和圆弧组成的一笔画, 都可以用一个相切多边形来表示. 图线的直线段应重于多边形的边,而圆弧则要切于该多边形的边. 用户只要按画图顺序依次输入相切多边形的顶点坐标和该角顶所包含的圆弧半径(即输入XYR), 即可作图.输入图线数据时只要遵守如下约定.

a 圆弧半径规定有正负: 逆时针画弧的半径为正; 否则为负.
b 封闭一笔的起点和终点(XYR)虽相同, 但都要输入.
c 非封闭一笔的开口设定为相切多边形顶点1 和2, 并约定顶点2的半径值是 -0.5.
为方便新用户掌握本法, 特提供一组试验数据: 0,0,10, 100,40,-60, 250,20,15,125,200,20, 0,0,10. (四边形,顶点数5)
若输入数据: 0,0,0, 100,10,-0.5, 50,60,8, 0,0,0. 则是非封闭的一笔的实例.
本法非常适合徒手设计草图的输入. 因为徒手图总是先用直线确定图线的大体形状,再进而在一些部位作出圆弧.
注意: 如果图形由若干笔这样的图线构成,只需在相邻两笔之间加入 (-1,0,0) 即可.特提供一组试验数据:0,0,5, 60,0,6, 60,50,5, 30,50,8, 30,30,-5, 0,30,4, 0,0,5, -1,0,0, 5,5,5, 50,10,4, 25,35,7, 5,5,5.
点选福大工具箱<相切 23>或<dim相切 23>项,可使用上述数据.0

(5) 节点法绘制轮廓线

本方法是将直线段视为曲率半径无穷大的一段圆弧, 而任何由直线和圆弧构成的机械图形都可以认为是由若干圆弧所组成. 只要按用户设定的画图顺序输入每个节点(交点及切点)的坐标以及过该节点的圆弧半径, 亦即依次输入(XYR)即可正确且唯一地画出该图形。机械图形通常是不可能一笔画成的,画图时通常是要分若干笔。为了区分不同的画笔,可人为地在相应画笔之间设立移笔控制节点。
对节点数目及其坐标和过该点的半径数值, 有简单易记的约定如下:
a 半径R是有正负的,规定顺时针画弧时半径应取负, 逆时针则为正. 其正负只与节点编号次序有关的;
 b 封闭的一笔, 其起止处节点的XY应相同,终点的R值可任取(可取0);
c 非封闭的一笔,其终点处的R值可任取(可取0);
d 大于180度的圆弧应分为不大于180度的二段;
e 整圆以其圆心坐标和正值半径直接输入;
 f 直线段的半径应取足够大,本软件约定直线的R值为0;
  g 作为区分不同画笔的移笔控制节点的(XYR)约定取(-1,-1,-1)。
此外,还应给出图形的节点总数(含移笔控制节点的数量)和画有剖面线部分的节点数量(若为零就是画视图而不是画剖视). 约定先输入要画剖面线的节点XYR, 再输入其它节点的XYR.
特提供如下一组数据, 供点选福大工具箱<结点 s25>或<dim结点 s25>项时使用:
0,15,55, 70,15,0, 70,90,-55, 0,90,0, 0,15,0, -1,-1,-1, 50,55,15, 20,55,25, 35,10,25, 50,55,0, -1,-1,-1, 35,35,15, -1,-1,-1, 70,90,125, 0,90,0 (该图形共有15个结点, 其中移笔控制点有3 个).

要特别指出的是:以上独特的图形绘制方法不但输入简单(不使用图纸不提供的数据), 而且可能在画图形的同时自动标注出各已知尺寸.

注:有关本文内容可参阅图文并茂的"福大工具箱使用指南"和"福大工具箱关键提示".
 
 

 

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