作者：史宇宏编著
出版社：人民邮电出版社
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AutoCAD机械设计范例宝典试读：
前言
AutoCAD是由美国Autodesk公司研究开发的通用计算机绘图和设计软件，被广泛应用于建筑设计、机械工程、服装设计等领域。
本书以中文版 AutoCAD 2012为平台，结合大量生产一线的具体实例，全面介绍 AutoCAD在机械设计领域的应用技巧和方法，旨在帮助读者快速提高使用AutoCAD进行机械设计的能力，从而为其职业生涯奠定扎实的基础。
特色（1）以实际项目为抓手，着力培养独立设计能力
大多数AutoCAD机械设计类图书仅关注技术实现，其结果是只能授人予鱼。本书则立足于工作实际，通过大量的真实项目，全方位展现各类项目的设计要求、设计思路、设计方法，以及技术实现，使读者如亲临现场，真正体验到项目设计之要义。同时，书中知无不言，言无不尽，不仅细说其然，更点出其所以然，帮助读者轻松掌握AutoCAD机械设计的精髓，并快速成长为一名专业的机械设计师。（2）案例丰富，知识体系完善，专业性和实用性强
本书覆盖机械设计的五大应用领域——轴套类零件、盘盖类零件、叉架类零件、箱壳泵类零件以及机械零件三维模型。对于每一个应用领域，都首先讲解其专业知识，例如零件特点、图纸内容、绘图要求等，然后通过具体的设计案例，详细讲解该零件的绘图方法和绘制技巧，这对读者独立开展项目设计具有很好的指导和借鉴作用。可以说，阅读本书，跟着本书的每一个环节逐步操作，就相当于在工作一线进行实战锻炼。（3）配套光盘，学习更高效
为了方便读者的学习，随书配套一张4GB的DVD光盘，其主要内容如下。
视频文件：与书中项目同步的多媒体视频，画面清晰，讲解清楚。
效果文件：本书所有章节的实例效果文件。
图块文件：本书实例调用的素材文件。
样板文件：本书绘图样板文件。
素材文件：本书实例调用的素材文件。
认证题库：220道AutoCAD机械设计权威认证试题及标准答案
约定
单击：指单击鼠标左键一次。
双击：指快速、连续两次单击鼠标左键。
右键单击：指在绘图区单击鼠标右键一下。
Ctrl+S：表示同时按下键盘上的Ctrl键和S键。
/：表示命令在执行过程中的优先等级，如【绘图】/【圆弧】/【三点】命令，表示先单击菜单栏中的【绘图】，在弹出的下拉菜单中单击【圆弧】，在弹出的下拉菜单中单击【三点】。
在命令行的操作中，键盘输入的内容用加粗字体表示；回车键用“Enter”表示；AutoCAD软件显示的命令行提示与键盘输入的内容用“//”符号隔开。
致谢
本书汇聚了众多业内资深设计师和教学名师的智慧与经验。正是他们的辛勤耕耘与分享精神，才成就这本“应用大典”，在此我们表示衷心地感谢！
本书由史宇宏执笔完成，除了本书的署名作者外，参加本书编写的还有张传记、白春英、陈玉蓉、林永、刘海芹、卢春洁、秦真亮、史小虎、孙爱芳、谭桂爱、唐美灵、王莹、张伟、徐丽、张伟、赵明富、朱仁成、边金良、王海宾、樊明、张洪东、孙红云、罗云风等人。
感谢您选择了本书，如对本书有何意见和建议，请发邮件至 lisha@ptpress.com.cn，我们将及时给您回复。编者 第1篇轴套类零件
第1章 AutoCAD 机械设计基础知识
第2章 绘制机床主轴零件
第3章 绘制销轴零件剖视图
第4章 绘制传动轴零件
第5章 绘制连接套和短轴零件
轴套类零件是机器的典型零件之一，主要用于支承传动零部件、传递扭矩和承受载荷。常见的轴套类零件主要有各种轴、丝杠、套筒、衬套等。这类零件大多由位于同一轴线上的数段直径不同的回转体组成，轴向尺寸一般比径向尺寸大，常用结构有螺纹、销孔、键槽、退刀槽、越程槽、中心孔、油槽、倒角、圆角、锥度，如图1所示。图1
从图1可看出，此类零件的基本形状多是轴向尺寸较长的圆柱体，且大多数是由几个不同直径的阶台形圆柱体组成的。另外，为了与所配零件连接，一般都有各种槽、孔、螺纹等结构。
由于轴类零件的形体比较简单，一般其轴线水平放置，用一个主视图即可，这样既符合形体特征原则，又符合加工位置原则。对于凸轮轴、曲轴等，由于它们的主要工作面不与主轴线对称，因此需要增加其他视图。
在绘制轴套类零件时，其零件图的表达方法如下。（1）将非圆视图水平摆放作为主视图。所谓非圆视图，就是说不能将轴套类零件的圆形面视图作为主视图，这样不利于很好地表达零件图的结构特点。如图2所示，左图为错误的轴类零件的主视图，右图则为正确的轴类零件主视图。图2
(2)对于内部有键槽、油孔等内部结构的轴类零件，要使用局部视图、局部剖视图、断面图、局部放大图等作为补充。如图3所示为使用断面图表示轴零件的键槽结构。
(3)对于形状简单而轴向尺寸较长的轴套类零件，常将其断开后缩短绘制。如图4所示的轴类零件，就是将其断开后缩短绘制的效果。图3图4
(4)空心套类零件中由于多存在内部结构，一般采用全剖、半剖或局部剖来绘制，以便能很好地表达零件图的内部结构，便于零件图的加工。如图5所示的套类零件图，除了绘制零件的三维模型之外，还对零件图进行了剖切，很好地表达了套类零件的内部结构特征。图5第1章AutoCAD机械设计基础知识
AutoCAD强大的辅助设计功能被广泛应用于建筑工程、装饰设计、环境艺术设计、水电工程、土木施工、精密零件加工、模具加工、设备安装、服装制版等多个行业，在机械制造业，AutoCAD同样有不俗的表现，这一章重点介绍机械设计的相关理论知识以及AutoCAD机械设计的基础知识，为后面学习使用AutoCAD进行机械设计奠定基础。
本章主要内容如下。
◆机械设计及其分类
◆机械设计与机械零件
◆机械零件图的表达内容
◆零件视图的类型与视图选择原则
◆零件视图的绘图要求与绘图步骤
◆关于机械制图样板文件
◆制作机械制图样板文件1.1 机械设计及其分类
所谓机械设计其实就是指根据用户的使用要求，对其专用机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，最终将其以图纸的形式表现出来，作为机械制造的依据。
机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械加工生产的第一要素，同时也是决定机械性能的最主要的因素。机械设计根据其服务于不同的产业以及应用不同的工作原理，可以分为农业机械设计、矿山机械设计、纺织机械设计、汽车设计、船舶设计、泵设计、压缩机设计、汽轮机设计、内燃机设计、机床设计等。在这众多的机械设计中，尽管设计方向不同，但是这些设计又有许多共性技术，例如机构分析和综合、力与能的分析和计算、工程材料学、材料强度学、传动、润滑、密封，以及标准化、可靠性、工艺性、优化等都是相同的。1.2 机械设计与机械零件
机械设计作为一门学科，其设计是从机械零件开始的，机械零件是组成机械的基本单元，机械零件要从机械设计的整体出发。根据机械零件在机械中的作用不同，机械零件包括：用于联接的零件，如螺纹联接、楔联接、销联接、键联接、花键联接、过盈配合联接、弹性环联接、铆接、焊接和胶接等；传递运动和能量的带传动、摩擦轮传动、键传动、谐波传动、齿轮传动、绳传动和螺旋传动等机械传动，以及传动轴、联轴器、离合器和制动器等相应的轴系零件；起支承作用的零件，如轴承、箱体和机座等；起润滑作用的润滑系统和密封等以及弹簧等其他零件。这些零件归纳起来分为“轴套类”零件、“轮盘类”零件、“盖板类”零件、“叉架类”零件以及“箱体类”零件5种，如图1-1所示。图1-1
除此之外，还包括标准件零件，标准件也叫通用件，就是指结构、尺寸、画法、标注等各个方面已经完全标准化，并由专业厂生产这些常见的零件，例如螺纹件、键、销、轴承等。此外，还有行业标准件，例如汽车标准件、模具标准件等。1.3 机械零件图的表达内容
机械零件图是表达单个零件的机械图样，它是生产和检验零件的依据，因此，零件图应包括：视图、全部尺寸、技术要求以及标题栏等内容。1.3.1 零件视图
零件视图用于能够完整、清晰地表达零件的结构和形状。为了满足生产的需要，机械零件图应视零件的功用以及结构形状的不同而采用不同的视图及表达方法。例如，一个简单的轴套零件，使用两个视图即可表达清楚。图1-2所示为某零件的二视图。
而对于较为复杂的箱体、壳体、夹具等零件，则需要使用多个视图来表达，如图1-3所示，是壳体零件三视图。图1-2图1-31.3.2 零件尺寸
零件尺寸用于表达零件各部分的大小和各部分之间的相对位置关系。这是零件加工的重要依据，也是零件图必不可少的组成部分。如图1-4所示，是某零件的全部尺寸标注。1.3.3 技术要求与标题栏
所谓技术要求就是用于表示或者说明零件在加工、检验过程中所需的要求，例如零件公差以及表面粗糙度等。而标题栏则是用于填写零件名称、材料、比例、图号、单位名称以及设计、审核、批准等有关人员的签字等。图1-4
● 公差
公差是指实际参数值的变动量，它既包括机械加工中的几何参数，也包括物理、化学、电学等学科的参数。机械零件中的几何公差包括尺寸公差、形状公差和位置公差。尺寸公差是指允许尺寸的变动量，等于最大极限尺寸与最小极限尺寸代数差的绝对值。形状公差是指单一实际要素的形状所允许的变动全量，包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度6个项目。位置公差是指关联实际要素的位置对基准所允许的变动全量，它限制零件的两个或两个以上的点、线、面之间的相互位置关系，包括平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动8个项目。公差表示了零件的制造精度要求，反映了其加工难易程度。
● 表面粗糙度
在机械零件加工中，表面粗糙度是指零件表面所具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。
由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。
● 标题栏
标题栏用于填写零件名称、材料、比例、图号、单位名称以及设计、审核、批准等有关人员的签字等。每一张图纸都应该有标题栏，标题栏的方向一般为看图的方向，如图1-5所示，零件图的技术要求和标题栏。图1-51.4 零件视图的类型与视图选择原则
为了能准确表达零件的内、外部结构特征，同时方便零件的加工制造，工程上一般多采用三面正投影图来准确表达物体的形状。三面正投影图又称为三视图，即主视图、俯视图和左视图。除了这3个视图之外，有时还会绘制零件剖视图、轴测图、三维视图以及装配图等其他视图。1.4.1 主视图
主视图是指从物体的前面向后面投射所得的视图，简单地说，就是从物体前面所看到的视图。主视图能反映物体前面的形状 ，例如，对于一个圆柱体的主视图就是一个长方形，而圆锥体的主视图则是三角形，如图1-6所示。图1-61.4.2 俯视图
俯视图也叫顶视图，是物体由上往下投射所得地视图，简单地说，就是从物体顶部向下所看到的视图。俯视图能反映物体顶部的形状 ，例如，对于一个圆柱体的俯视图就是一个圆，而长方体的俯视图则是方形，如图1-7所示。图1-71.4.3 左视图
左视图一般指由物体左边向右做正投影得到的视图，简单地说，就是从物体左边向右所看到的视图。左视图能反映物体左边的形状，例如，对于一个圆柱体的左视图就是一个长方形，而长方体的左视图还是长方形，如图1-8所示。
主视图、俯视图和左视图三者的关系是：长对正，高平齐，宽相等。图1-81.4.4 剖视图
由于三视图只能表明机械零件外形的可见部分，形体上不可见部分在投影图中用虚线表示，这对于内部构造比较复杂的形体来说，必然形成图中的虚、实线重叠交错，混淆不清，既不易识读，又不便于标注尺寸。为此，在工程制图中则采用剖视的方法，假想用一个剖切面将形体剖开，移去剖切面与观察者之间的那部分形体，将剩余部分与剖切面平行的投影面做投影，并将剖切面与形体接触的部分画上剖面线或材料图例，这样得到投影图称为剖视图。
剖视图的常用类型具体有以下几种。
● 全剖视图
用剖切面完全地剖开物体所得到的剖视图称为全剖视图。此种类型的剖视图适用于结构不对称的形体，或者虽然结构对称但外形简单、内部结构比较复杂的物体。图1-9所示为某机械零件图的剖视图。
● 半剖视图
当物体内外形状均匀为左右对称或前后对称，而外形又比较复杂时，可将其投影的一半画成表示物体外部形状的正投影，另一半画成表示内部结构的剖视图。图1-10所示为某机械零件的半剖视图。
● 局部剖视图
使用剖切面局部地剖开物体后所得到的视图称为局部剖视图。局部剖视图多用于结构比较复制、视图较多的情况下。图1-11所示为某机械零件图的局部剖视图。图1-9图1-10图1-111.4.5 轴测图
主视图、俯视图、左视图以及剖视图都属于平面视图，尽管这些视图能清楚地表达出机械零件的内外特征和尺寸，便于机械零件的加工，但机械零件的三维效果不明显，有时为了能表现机械零件的三维立体效果，需要绘制机械零件的轴测图。
轴测图是一种在二维空间快速表达机械零件三维形体的最简单的方法，通过轴测图，可以快速获得零件的外形特征信息。
轴测图分为正轴测图和斜轴测图两大类，每类按轴向变形系数分为3种，即正等轴测图、正二等轴测图、正三等轴测图、斜等轴测图、斜二等轴测图和斜三轴测图。国家标注规定，轴测图一般采用正等轴测图、正二等轴测图和斜二等轴测图3种类型，必要时允许使用其他类型的轴测图。
轴测图的绘制方法一般有坐标法、切割法和组合法3种。
◆坐标法：对于完整的立体，可采用沿坐标轴方向测量，按照坐标轴画出各定点的位置，然后连线绘图。
◆切割法：对于不完整的立体，可先画出完整形体的轴测图，然后再利用切割的方法画出不完整的部分。
◆组合法：对于比较复杂的形体，可先将其分成若干个基本形体，在相应位置上逐个画出，然后再将各部分形体组合起来。
图1-12所示为某机械零件的轴测图和轴测剖视图。1.4.6 三维视图
与轴测图不同，三维视图才真正具有三维模型的一切特征，这种视图不仅可以渲染，同时还可以为模型赋予相关的材质，并能很好地体现三维模型的光、色等，可以从不同角度观察三维模型。图1-13所示为某机械零件的三维视图和三维剖视图。图1-12图1-131.4.7 装配图
装配图是表达机械或部件的图样，主要表达机械的工作原理和装配关系。在机械设计过程中，装配图的绘制位于零件图之前。
装配图与零件图的表达内容不同，装配图主要用于机械或部件的装配、调试、安装、维修等场合，也是生产中的一种重要的技术文件。图1-14所示为某阀体零件的三维装配图和装配结果。图1-141.4.8 其他视图
主视图、俯视图和左视图是机械零件的3个主要视图，这3个视图基本能反映出零件的结构特征，但在具体情况中，究竟需要绘制多少个视图才能反映出一个零件的结构特征，这需要根据机械零件本身的特征来决定，如果主视图已经能很清楚地表达出零件的结构特征，则不需要绘制俯视图和左视图；而对于主视图尚不能表达清楚的主要结构形状，则要通过俯视图或左视图来继续表达，有时还需要通过绘制仰视图（从下往上看）、后视图（从后向前看）和右视图（从右向左看）以及局部放大图等进一步表达机械零件的结构特征。
根据零件的结构和复杂程度不同，在选择零件视图时，要遵循以下原则。
(1)满足形体特征原则。根据零件的结构特点，要能使零件在加工过程中满足工件旋转和车刀移动。
(2)符合工作位置原则。主视图的位置应尽可能与零件在机器或部件中的工作位相一致。
(3)符合加工位置原则。主视图所表达的零件位置要与零件在机床上加工时所处的位置相一致，这样方便加工人员在加工零件时方便看图。
总之，零件视图的选择，要根据具体情况进行分析，从有利于看图出发，在满足零件形体特征原则的前提下，应充分考虑零件的工作位置和加工位置，便于加工人员能顺利加工出符合要求的零件。1.5 零件视图的绘制要求与绘图步骤
在机械设计中，不管绘制什么零件图，也不管需要绘制多少视图，能够完整、清晰地表达零件的结构和形状材质最重要的，因此，所有视图要能满足以下要求。
(1)完全，即零件各部分的结构、形状、相对位置等要表达完全，并且唯一确定，便于零件的加工。
(2)正确，即零件图各视图之间的投影关系以及表达方法要正确无误，避免加工出错误的零件。
(3)清楚，即所有视图中所画图形要清晰易懂，便于加工人员识图和加工。
在机械零件图的具体绘制过程中，可以参照以下步骤进行绘制。
◆首先确定正视图方向。
◆布置视图。
◆先画出能反映物体真实形状的一个视图，一般为主视图。
◆运用“长对正、高平齐、宽相等”原则画出其他视图和辅助视图。
另外，根据机械设计制图要求规定，在布置三视图时，俯视图位于主视图的正下方，左视图位于主视图的正右方向。1.6 关于机械制图样板文件
在AutoCAD机械制图中，样板文件也称为绘图样板，此类文件是指包含一定的绘图环境、参数变量、绘图样式、页面设置等内容，但并未绘制图形的空白文件，当将此空白文件保存为“.dwt”格式后，就成为了样板文件。
用户一旦定制了绘图样板文件，此样板文件则会自动被保存在AutoCAD安装目录下的“Template”文件夹下。
用户在样板文件的基础上绘图，可以避免许多参数的重复性设置，不仅大大节省绘图时间，提高绘图效率，同时还可以使绘制的图形更符合规范、更标准，保证图面、质量的完整统一。
当制作了机械制图样板文件之后，执行菜单中的【新建】命令，在打开的【选择样板】对话框中选择并打开事先定制的样板文件，即可在该样板文件中进行机械设计，如图1-15所示。图1-151.7 制作机械制图样板文件
前面了解了机械制图样板文件的概念和作用，这一节通过制作A3幅面的机械零件绘图样板文件，学习机械工程图样板文件的具体制作过程和制作技巧。1.7.1 设置机械制图样板文件绘图环境
这一节首先来设置机械制图样板文件的绘图环境，具体内容包括设置绘图单位、设置图形界限、设置捕捉模数、设置追踪功能以及各种常用变量的设置等。
操作步骤
1.【新建】与【单位】命令的应用——设置公制文件与绘图单位
Step01 单击【快速访问】工具栏或【标准】工具栏中的按▶钮，打开【选择样板】对话框。
Step02 在【选择样板】对话框中 选择【acadISO-Named Plot ▶Styles】作为基础样板，新建空白文件，如图1-16所示。图1-16
小技巧“acadISO -Named Plot Styles”是一个命令打印样式样板文件，如果用户需要使用【颜色相关打印样式】作为样板文件的打印样式，可以选择【acadiso】基础样式文件。
Step03 执行菜单栏中的【格式】/【单位】命令，或使用快捷▶键“UN”激活【单位】命令，打开【图形单位】对话框。
Step04 在【图形单位】对话框中设置长度类型、角度类型以▶及单位、精度等参数，如图1-17所示。图1-17
小技巧
在系统默认设置下，是以逆时针作为角的旋转方向，其基准角度为“东”，也就是以坐标系x轴正方向作为起始方向。
2.设置工程样板图形界限——【图形界限】、【全部缩放】
Step01 执行菜单栏中的【格式】/【图形界限】命令，设置默▶认作图区域为420×297。命令行操作如下。
命令：_‘limits
重新设置模型空间界限：
指定左下角点或 [开(ON)/关(OFF)] ＜0.0,0.0＞：//Enter
指定右上角点＜420.0,297.0＞：//Enter
系统默认图形界限的长边为420个单位、短边为297个单位，在此使用默认设置。
Step02 执行菜单栏中的【视图】/【缩放】/【全部】命令，将▶设置的图形界限最大化显示。
Step03 如果用户想直观地观察到设置的图形界限，可按F7功▶能键，打开【栅格】功能，通过坐标的栅格点，直观形象地显示出图形界限，如图1-18所示。图1-18
3.【草图设置】命令的应用——设置工程样板捕捉追踪
Step01 执行菜单栏中的【工具】/【草图设置】命令，或使用▶快捷键“DS”激活【草图设置】命令，打开【草图设置】对话框。
Step02 在【草图设置】对话框中激活【对象捕捉】选项卡，▶启用和设置一些常用的对象捕捉功能，如图1-19所示。
Step03 展开【极轴追踪】选项卡，设置追踪角参数，如图1-20▶所示。图1-19图1-20
小技巧
在此设置的捕捉和追踪参数并不是绝对的，用户可以在实际操作过程中进行随时更改。
Step04 单击按钮，关闭【草图设置】对话框。▶
Step05 按12功能键，打开状态栏上的【动态输入】功能。▶
4.常用变量的应用——设置工程样板系统变量
Step01 在命令行输入系统变量“LTSCALE”，以调整线型的显▶示比例。命令行操作如下。
命令：LTSCALE//Enter
输入新线型比例因子＜1.0000＞：//1 Enter
正在重生成模型。
Step02 使用系统变量“DIMSCALE”设置和调整尺寸标注样式▶的比例。命令行操作如下。
命令：DIMSCALE//Enter
输入 DIMSCALE 的新值＜1＞：//1 Enter
Step03 系统变量“MIRRTEXT”用于设置镜像文字的可读性。▶当变量值为0时，镜像后的文字具有可读性；当变量值为1时，镜像后的文字不可读。具体设置如下。
命令：MIRRTEXT//Enter
输入 MIRRTEXT 的新值＜1＞：//0 Enter
Step04 由于属性块的引用一般有“对话框”和“命令行”两▶种方式，可以使用系统变量“ATTDIA”进行控制属性值的输入方式。命令行操作如下。
命令：ATTDIA//Enter
输入 ATTDIA 的新值＜1＞：//0 Enter
小技巧
当变量ATTDIA=0时，系统将以“命令行”形式提示输入属性值；为1时，以“对话框”形式提示输入属性值。
Step05 执行【保存】命令，将当前文件命名存储为“设置零▶件图绘图环境.dwg”文件。1.7.2 设置机械制图样板文件图层及特性
这一节继续设置机械制图样板文件的图层及其特性，学习图层及图层特性的设置方法和设置技巧，以方便用户对各类图形资源进行组织和管理。
操作步骤
1.【图层】命令的应用——设置机械工程样板文件常用图层
Step01 执行【打开】命令，打开随书光盘中的“\素材文件\第▶1章\设置零件图绘图环境.dwg”文件。
Step02 单击【图层】工具栏中的按钮，执行【图层】命令，▶打开【图层特性管理器】对话框。
Step03 单击【新建图层】按钮，创建一个名为“标注线”▶的新图层，如图1-21所示。图1-21
小技巧
图层名最长可达255个字符，可以是数字、字母或其他字符；图层名中不允许含有大于号（＞）、小于号（＜）、斜杠（/）、反斜杠（\）以及标点等符号。另外，为图层命名时，必须确保图层名的唯一
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]