資源簡介

專題05 設計圖樣的繪制
【學習目標】
能夠熟悉常見的技術圖樣，如三視圖、正等軸測圖，并能夠進行基本的尺寸標注。
學習者能夠使用計算機輔助設計軟件繪制三維設計圖，并能進行基本的渲染處理。
學習者能夠識讀其他技術圖樣，如剖視圖、機械加工圖和電子電路圖。
【思維導圖】
【知識梳理】
知識點一：設計表現圖
1.技術語言
技術語言的種類：
按專業：計算機程序語言、工程圖樣……
按感覺：視覺、聽覺、觸覺語言……
按視覺形式：圖形符號、文字符號……
技術語言的特征：言簡意賅、通俗直觀
技術語言的應用：口頭語言、技術圖樣、表格、文字和模型。
2.設計草圖
設計表現的基礎：徒手繪圖要領、基本圖形的畫法、直線與曲線的連接、網格法徒手畫
徒手繪圖要領：
第一步：掌握正確的握筆姿勢，以拇指和食指抓握筆與紙面保持一定的角度，同時用手臂帶動整個手在紙面上自由地移動，而不僅僅是移動手指。
第二步：使用鉛筆在紙上試著進行徒手自由畫線的練習，如畫水平的、垂直的和45°角的平行線。畫線時，要保持均勻的力度和手的運行速度。
第三步：提高對筆的控制能力。徒手用筆在紙上畫長度10cm以上的直線，并連續畫同樣的平行線10次以上。
基本圖形的畫法：
基本圖形的畫法大多數物體都可以通過一些基本的幾何圖形來表達，如平面的正方形、長方形、圓和三維的圓柱體、正方體、錐體等。學會徒手畫這些基本的圖形是畫復雜圖形的前提。
直線與曲線的連接
網格法徒手畫
網格法徒手畫作圖的要領是與地面垂直的線垂直畫，與地面平行的線按網格上的斜線畫，同時以網格上的小格來確定物體的比例關系。作圖時，先按照作圖的要領，用鉛筆畫出物體的結構線，使物體的各部分結構關系能清楚地表達出來，然后用墨線描出物體的輪廓線，注意外輪廓的實線要略粗一些。
草圖的分類 ：構思草圖和設計草圖。
構思草圖：對設計者在設計過程中產生的設計想法的記錄，它以具體圖形的形式記錄和描繪設計者頭腦中的諸多想法。如要設計一個臺燈，可以通過構思草圖呈現設計者對臺燈的基本形態構思。
設計草圖：設計草圖是經過設計者整理、選擇、修改和完善的草圖。
設計的主體構思基本上是在繪制構思草圖階段完成的。設計草圖是從構思草圖中挑選出來的，可以繼續設計的、可行的方案，是通過對細節的完善得到的。
繪制草圖步驟
例：臺燈的設計草圖。
1. 選用合適的筆來畫圖，通常選用2H鉛筆，也可用鋼筆、水筆或記號筆。
2. 在方格紙上按照構思好的設計方案，畫出產品的外觀比例關系。
3. 在準備好的透視網格畫紙上，畫出產品的透視線稿。畫圖時應先畫得淡一些，等完成圖形后，再描深輪廓。
4.畫產品的中間調子，注意色彩過渡自然。
5.細致描畫產品的亮部及高光部位，在必要處可用白色水粉顏料畫高光。描繪出產品在放置平面上的陰影，突出形體的體積感和質量感。
知識點二：常見的技術圖樣
1.繪制三視圖并標注尺寸
正投影與三視圖：主視圖+俯視圖+左視圖
俯視圖在主視圖正下方，長對正。
左視圖在主視圖正右方，高平齊。
俯視圖左視圖寬相等。
形體的尺寸標注：尺寸標注的基本要求；尺寸要素。
尺寸標注的基本要求：形體的視圖只能表達其形狀和結構的關系，而形體各結構塊的真實大小和相對位置必須由尺寸來確定。
要求：
正確 尺寸標注必須符合國家標準
完整 尺寸必須標注齊全、不遺漏、不重復
清晰 尺寸標注布局整齊、清晰、便于讀圖
合理 尺寸標注方式符合加工要求
尺寸要素：尺寸界線、尺寸線、尺寸數字。
尺寸標注舉例：
半圓或不足半圓的圓弧標注半徑R，標注半徑的方式根據圓弧的尺寸與位置來確定。
整圓或大于半圓的圓弧標注直徑Ф。標注直徑的方式根據圓的大小和位置來確定。
繪制正等軸測圖
平面立體的正等軸測圖的繪制
可根據形體在長、寬、高等三個方向上的基本尺寸繪制完成。如圖5—26所示，其繪圖步驟如下：
（1）根據形體的結構特征，確定長（X向）、寬（Y向）、高（Z向）等三軸在圖紙上的位置，如圖（a）。
（2）沿著上述三軸分別量出物體的長80、寬50和高40的尺寸，畫出長方體的軸測圖，如圖(b)。
（3）根據長度方向25、高度方向15的尺寸，畫出左上角斜切面，如圖（c）。
（4）根據長度方向30、寬度方向25的尺寸，畫出左前方斜切面，從而完成全圖，如圖(d)。
圓的正等軸測圖的繪制
繪制水平面上圓的正等軸測圖，可采用下面的步驟。
步驟1：畫出平面上圓外切正方形的正等軸測圖。連接水平對角線，過上、下兩頂點O1、O2向對邊作垂線，交水平對角線于點O2、O4。
步驟2：以O1、O2為圓心，以O1、O到對邊的距離為半徑，分別作圓弧。
步驟3：以O2、O為圓心，以O3、O到對邊的距離為半徑，分別作圓弧，完成圓的正等軸測圖。
疊加法繪制形體的正等軸測圖
繪制形體正等軸測圖時，常用疊加法：先將物體分成幾個簡單的組成部分，再將各部分的正等軸測圖按照它們之間的相對位置疊加起來，并畫出各表面之間的連接關系，最終得到物體正等軸測圖。
3．其他技術圖樣
剖視圖：一般地，假想采用剖切平面剖開物體，將處于觀察者與剖切平面之間的部分移去，將其余部分向投影面投射所得的圖形稱為剖視圖。
剖切平面一般具有以下兩個特征：
包含內部結構，如孔、槽的軸線，或物體的對稱面；（2）平行于相應的投影面。
繪制注意事項：
物體被剖開后，用粗實線畫出物體的剖面輪廓及剖切平面后的可見輪廓；
采用剖視圖后，應省略不必要的虛線，只有對尚未表達清楚的物體結構才畫出虛線；（3）由于剖切平面是假想的，因此在一個視圖上取剖視，并不影響其他視圖的投影；
（4）剖面需繪制剖面符號，通用剖面符號為與形體主要輪廓線或對稱線成45°角的等間隔平行細實線。
零件圖與裝配圖：零件圖和裝配圖是生產中的重要技術文件，零件圖表示零件的結構形狀、尺寸大小和技術要求，并根據它加工制造零件；裝配圖表示機器或部件的工作原理、基本結構、裝配關系和技術要求。
零件圖與裝配圖的識讀：首先，從標題欄內了解零件的名稱、材料、數量和比例等；其次，分析零件圖的視圖布局，從主視圖出發，聯系其他視圖利用投影關系進行分析；最后，零件的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和其他技術要求等也要系統全面地綜合考慮。
電子電路圖一般是指用圖形符號和線段組成的電子工程用的略圖，包括電路原理圖、接線圖和邏輯圖等。
電子設備或裝置的電路原理圖是用元器件的圖形符號及它們之間的連線來表示的。在設計電路時，必須用規定的符號繪制電路圖。
電路圖的識讀：
在識讀電路圖的過程中，首先要認識電路圖中的元器件符號，知道它所代表的元器件，其次要弄清楚元器件符號相互之間的連接方式，最后確定信號如何流通。
機械加工圖：
通常由視圖及其尺寸、標題欄和技術要求等幾部分組成。機械加工圖的內容與零件圖類似，不同的是零件圖需要標注零件的所有最后完工尺寸與技術要求，而關于某道具體加工工藝的加工圖，側重于說明與該工藝相關的技術要求。尺寸標注表明的是與該工藝相關的加工尺寸，而非零件的最后完工尺寸。
機械加工圖的標題欄也需要提供加工件的基本信息，包括零件名稱、材料、繪圖比例、設計者、設計單位、設計日期等。
機械加工圖通常采用與零件圖類似的表達方法，如局部放大圖、剖視圖等，也會采用規定的符號、文字，說明加工件的表面粗糙度、尺寸加工精度等技術要求。
知識點三：計算機輔助設計
定義、特點、應用
定義：計算機輔助設計，是利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作的手段，簡稱CAD。
特點：能讓設計者在短時間內準確地表達設計意圖，提高工作效率，降低勞動強度，讓設計者把主要精力集中在設計構思上，而且設計軟件互通、設計資料共享，更有利于設計靈感的激發。
應用：建筑設計、產品設計、服裝設計和廣告設計等。從概念草圖、工程圖、模型的快速成型到產品的最終實現，計算機輔助繪圖在各個環節均有不可替代的作用。
應用計算機輔助設計軟件繪制設計圖
繪制三位設計圖的一般步驟分為建立三維數字模型和渲染兩個步驟。
以陳晨所在小組的臺燈設計方案為例，可以使用計算機輔助設計軟件，按照以下步驟制作臺燈的三維設計圖。
1.在參照面上以圓柱體為基本圖元，調整尺寸，繪制臺燈的底座。
2.以圓柱體為基本圖元，調整尺寸，制作臺燈的燈桿，使用移動工具將燈桿與臺燈底座對接。
3.以部分圓錐體為基本圖元，調整尺寸和位置，制作臺燈燈罩，將燈罩與燈桿對接。
4.以圓柱體為基本圖元，調整尺寸和位置，制作臺燈開關按鈕，使用移動工具將按鈕放置在對應的位置。
5.在三維設計圖的基礎上對其進行渲染，用“渲染”命令給三維模型加上光照效果、材質、表面貼圖、背景等，使之更逼真、更像實物。
【題型精講】
例1 1
如圖所示的形體，其正確的俯視圖是（ ）
【答案】A
【講解】因為幾何體是正六棱柱，所以俯視圖是A 。
例12
如圖所示的尺寸標注中錯誤的是 （ ）
A.10的標注 B．20的標注 C．R16的標注 D．R15的標注
【答案】B
【講解】A項中的10的標注，從圖像中可以看出，這個尺寸是從圓弧的端點到直線邊的距離，這是一個合理的線性尺寸標注。
B項中的20的標注，根據圖像顯示，這個尺寸標注似乎是從一個圓弧的中心到另一個圓弧的中心的距離。然而，這種標注方法通常不用于表示兩個圓弧中心之間的距離，因為這不是一個標準的工程圖樣尺寸標注方式，而是應該標注兩個圓弧的半徑和它們之間的水平或垂直距離。
C項中的R16的標注，表示的是大圓弧的半徑，這是正確的半徑標注方式。
D項中的R15的標注，同樣表示的是小圓弧的半徑，這也是正確的半徑標注方式。
因此，錯誤的標注是B項中的20的標注，因為它沒有按照常規的工程圖樣標準來標注兩個圓弧之間的尺寸。
【強化訓練】
1.下列有關網格徒手繪圖的說法，不正確的是（ ）
A．繪圖時，與地面垂直的線垂直畫
B．繪圖時，與地面水平的線水平畫
C．繪圖時，與地面水平的線沿斜線畫
D．繪圖時，物體的比例關系由網格上的小格來確定
2.技術語言是一種在技術活動中進行信息交流的特有的語言形式。下列有關技術語言的說法，正確的是（ ）
A．技術活動的豐富性使得技術語言具有多樣性
B．按照專業類型，技術語言有工程圖樣、計算機英語等
C．依據人的感覺類型，可分為圖形語言符號語言等
D．交通標志不屬于技術語言的應用
3.如圖所示是一個模型的軸測圖，其中正確的左視圖是（ ）
A． B． C． D．
4.疫情防控的需要，小明準備設計能自動出洗手液裝置。已完成主體部分設計（如圖a所示）：有人將手靠近出液口時，控制電路發出指令驅動小型減速電機轉動，通過未完成設計的機械部分帶動按壓桿；按壓桿可繞轉軸1轉動，按壓塊固定在兩按壓桿間。電機的端面尺寸如圖b所示；轉軸2直徑為6mm。請你幫助小明設計該裝置未完成的機械部分，要求如下：
①電機安裝在支架背面，電機單向連續轉動，帶動轉軸 2 轉動；
②可對轉軸2作簡單加工；
③轉軸2轉動一周完成一次出液；
④材料自選。
請完成以下任務：
該裝置不用接觸公共場所的洗手液瓶，可避免交叉感染，體現了技術具有 _______ 的作用（在“A．保護人；B．解放人；C．發展人”中選擇合適的選項，將序號填入“ _______ ”處）；
設計該自動出洗手液裝置時，可以不考慮．的因素是 _______ （在“A．洗手液瓶的高度；B．洗手液瓶內的液面高度；C．紅外探頭的安裝位置”中選擇合適的選項，將序號填入“ _______ ” 處）；
畫出裝置機械部分的設計草圖，必要時可用文字說明（洗手液瓶能自行復位；支架背面尺寸足夠；電機可用方塊表示；如果裝置為對稱結構，只需畫出一側）；
（4）在設計草圖上標注裝置的主要尺寸；_______
（5）小明準備在裝置安裝后對機械部分進行以下技術試驗，其中不合理．的是 _______ （在“A．將手靠近出液口，觀察按壓桿能否連續且順暢地轉動；B．使裝置處于按壓狀態，觀察裝置能否保持穩定；C．使按壓塊有效運動，觀察洗手液瓶能否順暢出液”中選擇合適的選項，將序號填入“ _______ ”處）。
5.小明看電視的時候有人聲稱連續拍打雞肉13多萬次，可將雞肉拍熟。小明也想試驗拍打十三多萬次能否把雞肉拍熟，于是小明想設計一種利用電動機連續拍打雞肉的機械裝置。如圖所示是小明初步設計的結構，請你幫助小明完成設計，設計要求如下：
（1）擺錘能夠上下運動敲擊雞肉
（2）該裝置與桿1的孔（直徑5mm）連接，具有一定的強度
（3）采用減速電機，通過電機單向轉動，實現擺錘上下運動
（4）主要材料采用16mm寬×3mm厚長度不限的鋼條，其他材料自選
請根據描述和設計要求完成以下任務：
（1）小明發現問題的途徑是___（A．收集和分析信息；B．觀察日常生活；C．技術研究與技術試驗）；
（2）設計該裝置時，下列因素中可以不考慮的是___（A．電機軸的尺寸；B．安裝方式；C．雞肉重量）；
（3）畫出設計草圖，必要時可用文字說明_____；
（4）在設計草圖上標注主要尺寸____；
（5）小明在裝置安裝完成后進行試驗，放好雞肉，開啟電機，觀察裝置拍打情況及可靠性。該試驗的方法屬于___（A．模擬試驗；B．移植試驗；C．強化試驗）。
參考答案
1．B
【詳解】
選項A、C、D都是正確的。在網格徒手繪圖時，與地面垂直的線應垂直畫，與地面水平的線應沿斜線畫，而物體的比例關系是由網格上的小格來確定的。因此，選項B是不正確的，因為在繪圖時，與地面水平的線應沿斜線畫，而不是水平畫。
2．A
【詳解】
技術語言的特點在于其精確性和規范性，由于技術領域的復雜性和專業性，技術語言需要確保信息的準確傳遞，避免歧義或誤解。因此，選項A是正確的，因為技術活動的豐富性確實使得技術語言具有多樣性。選項B雖然部分正確，但并未完全涵蓋技術語言的所有類型；選項C和D都是錯誤的，因為技術語言的確可以根據人的感覺類型進行分類，并且交通標志也屬于技術語言的一種應用。
3．B
【詳解】
首先觀察軸測圖中的模型，確定其基本形狀和結構。
然后根據左視圖的定義，即從模型的左側看過去的投影圖，判斷各選項是否符合。
A選項中的圖形與軸測圖中的模型在形狀上存在差異，排除A選項。
B選項中的圖形與軸測圖中的模型在形狀和結構上相符，故選B。
C選項和D選項中的圖形與軸測圖中的模型在形狀和結構上存在明顯差異，排除C、D選項。4．
（1）A．保護人；
（2）B．洗手液瓶內的液面高度；
（3）（設計草圖略，需根據實際設計繪制）；
（4）（尺寸標注略，需根據設計草圖進行標注）；
（5）A．將手靠近出液口，觀察按壓桿能否連續且順暢地轉動。
【詳解】
（1）該裝置通過自動出洗手液的功能，避免了用戶直接接觸洗手液瓶，從而降低了交叉感染的風險，這體現了技術具有保護人的作用。
（2）在設計自動出洗手液裝置時，主要考慮的是如何確保裝置能夠穩定、有效地工作，而洗手液瓶內的液面高度并不影響裝置的工作原理和結構設計，因此可以不考慮。
（3）設計草圖需要根據實際的設計需求和條件來繪制，包括電機的位置、轉軸和按壓桿的布局等，由于這是一個開放性問題，具體的設計草圖需要根據個人的設計思路來完成。
（4）尺寸標注也是基于設計草圖進行的，需要在草圖上明確表示出各個部件的尺寸，以確保裝置能夠正確安裝和運行。
（5）選項A不合理，因為試驗的目的是驗證裝置的機械部分是否能夠正常工作，而不是測試紅外探頭的感應效果。選項B和C都是對裝置穩定性和功能性的合理測試。
5.
（1）B．觀察日常生活；
（2）C．雞肉重量；
（3）（設計草圖略，需根據實際設計繪制）；
（4）（尺寸標注略，需根據設計草圖進行標注）；
（5）A．模擬試驗。
【詳解】
（1）小明是在看電視時發現了這個問題，并通過電視中的信息啟發想要進行實驗，這屬于通過觀察日常生活中的信息來發現問題的途徑。
（2）在設計該裝置時，主要考慮的是裝置的結構和功能實現，雞肉的重量對于裝置的設計和工作原理沒有影響，因此可以不考慮。
（3）設計草圖需要根據實際的設計需求和條件來繪制，包括電機的位置、擺錘的布局等，由于這是一個開放性問題，具體的設計草圖需要根據個人的設計思路來完成。
（4）尺寸標注也是基于設計草圖進行的，需要在草圖上明確表示出各個部件的尺寸，以確保裝置能夠正確安裝和運行。
（5）模擬試驗是通過模擬實際情況來進行的試驗，小明在裝置安裝完成后進行的試驗，是模擬實際使用情況來檢驗裝置是否能夠正常工作，因此屬于模擬試驗。

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