1.5 几何作图
圆周的等分(正多边形)、斜度、锥度、平面曲线和连接线段等几何作图方法是绘制图样的基础,应当熟练掌握。
1.5.1 直线作图
直线作图有两种方法:一种是利用线段等长的性质来绘制等分线段;另一种是过某定点作已知直线的垂线。
1.平行法等分线段
将线段AB五等分。过点A作任意直线AC,用分规以任意长度在AC上截取5个等长线段,得1、2、3、4、5点,连接5B,并过1、2、3、4点作5B的平行线,在AB上即得5个等长线段,如图1-20所示。
2.试分法等分线段
将线段AB四等分。用目测方法将分规的开度调整至AB的1/4长,然后在AB上试分。如不能恰好将线段分尽,则可重新调整分规开度,使其长度增加或缩小再行试分,通过逐步逼近AB的1/4长,再将线段等分。在本例中首次试分,剩余长度幅度为E,这时调整分规,增加E/4再重新等分AB,直到分尽为止,如图1-21所示。
图1-20 平行法等分线段
图1-21 试分法等分线段
1.5.2 圆周的等分及正六边形
绘制正六边形,一般利用正六边形的边长等于外接圆半径的原理。绘制正六边形也有两种方法:一种是圆弧等分法;另一种是利用丁字尺和三角板的角度配合来绘制。
1.圆弧等分法
以已知圆的直径的两个端点A、B为圆心,以已知圆的半径R为半径画弧,与圆周相交,即得等分点,依次连接等分点,即得圆内接正六边形,如图1-22所示。
2.利用丁字尺和三角板
30°~60°三角板与丁字尺(或45°三角板的一边)相配合作内接或外接圆的正六边形,如图1-23所示。
图1-22 圆弧等分法绘制正六边形
图1-23 利用丁字尺和三角板绘制正六边形
1.5.3 五等分圆周及正五边形
正五边形的绘制有两种方法:一种是已知正五边形的边长;另一种是已知外接圆的直径。
1.已知边长画正五边形
已知正五边形的边长为AB,绘制正五边形的方法及步骤如下:
①以点N为圆心、ON为半径作圆弧,与圆交于点F、G。
②连接点F、G,得到点M。
③以点M为圆心、MA为半径作圆弧,与NO延长线交于点H。线段AH为五等分圆周的弦长。
④以AH为弦长依次截取圆周,得到点B、C、D、E。用线段连接A、B、C、D、E5个顶点,即可得到正五边形。绘制的正五边形如图1-24所示。
图1-24 已知边长画正五边形
2.已知外接圆的直径画正五边形
已知外接圆的直径,绘制正五边形的方法及步骤如下:
①取半径的中点K。
②以点K为圆心、KA为半径画圆弧得到点C。
③AC即正五边形的边长,等分圆周得到5个顶点。绘制的正五边形如图1-25所示。
图1-25 已知外接圆的直径画正五边形
1.5.4 斜度
斜度是指一直线或平面相对于另一直线或平面的倾斜程度,在工程上用直角三角形对边与邻边的比值来表示,并固定把比例前项化为1而写成1∶n的形式。斜度的画法如图1-26所示。
图1-26 斜度的画法
1.5.5 锥度
锥度是指圆锥的底圆直径D与高度H之比。通常,锥度也要写成1∶n的形式。锥度的画法如图1-27所示。
图1-27 锥度的画法
1.5.6 圆弧连接
圆弧与圆弧的光滑连接,关键在于正确找出连接圆弧的圆心及切点的位置。由初等几何知识可知:当两圆弧以内切方式相连接时,连接弧的圆心要用R-R0来确定;当两圆弧以外切方式相连接时,连接弧的圆心要用R+R0来确定。在用仪器绘图时,各种圆弧连接的画法如图1-28所示。
图1-28 圆弧连接的画法
1.5.7 椭圆
常用的椭圆近似画法为四圆弧法,即用四段圆弧连接起来的图形近似代替椭圆。
如果已知椭圆的长、短轴分别为AB、CD,则其近似画法的步骤如下:
①连接AC,以点O为圆心、OA为半径画弧交CD延长线于点E,再以点C为圆心、CE为半径画弧交AC于点F。
②作AF的中垂线,分别交长、短轴于点O1、O2,并作点O1、O2的对称点O3、O4,即求出四段圆弧的圆心,如图1-29所示。
图1-29 椭圆的近似画法
1.5.8 渐开线近似画法
直线在圆周上进行无滑动的滚动,该直线上一点的轨迹即此圆(称作基圆)的渐开线。齿轮的齿廓曲线大都是渐开线,如图1-30所示。
其作图步骤如下:
①画基圆并将其圆周n等分(在图1-30中,n=12)。
②将基圆圆周的展开长度πD也n等分(n=12)。
③过基圆上各等分点按同一方向作基圆的切线。
④依次在各切线上量取1/nπD,2/nπD,…,πD,得到圆的渐开线。
图1-30 圆的渐开线