机械制图基础与AutoCAD 2024入门教程

本书以机械制图的基础知识为引导，以AutoCAD的最新版本AutoCAD 2024为蓝本，全面、系统地介绍了机械制图的基础知识及AutoCAD的使用方法和进行机械设计绘图的应用技巧。为了使初学者快速入门，本书配有大量实例，对软件的概念、命令和功能进行了详细讲解。为了使读者能较快进入机械设计的实战状态，所有实例均来自工程实际，特别是机械工程中具有代表性的范例，实用性很强。本书紧密结合AutoCAD 2024软件的实际操作界面，内容通俗易懂，深入浅出，图文并茂。
本书是学习利用AutoCAD 2024进行绘图的入门教材，可供从事机械设计绘图工作的工程技术人员学习参考，也适合在AutoCAD培训班上使用，亦可作为高等院校相关专业的教材。

本书立足AutoCAD软件的机械设计功能，面向广大初学者，打造适学易懂的入门教程，有以下几方面特色： （1）易学实用的入门教程，展现数字化设计全流程。设计≠绘图！ （2）典型工程案例精析，直击难点、痛点。分享设计思路与技巧，举一反三不再难。 （3）全书大小案例均配视频讲解。 基础——视频学习，快速、直观。侧重功能模块的使用方法、原则和技巧，操作方法通过一个简单、典型的案例进行展示，配套视频以二维码的形式放在书中，供读者边看边学，快速理解和掌握操作方法。 应用——典型案例分享，侧重思路分析、设计理念、设计方法的介绍和常见问题解答，配套操作视频及源文件。

一般从事机械工程相关工作的工程技术人员必须掌握机械制图的基础知识，而利用AutoCAD软件来绘制机械工程图是其应该掌握的基本技能。AutoCAD软件系统是美国Autodesk公司于1982年12月推出的一种通用的微机辅助绘图和设计软件包。四十多年来，其版本不断更新和完善，现已推出了AutoCAD 2024版本。目前AutoCAD已成为工程界众所周知、有口皆碑的优秀软件，是我国乃至世界上应用最为广泛的微机CAD软件系统，广泛应用于机械工程、土木建筑、装饰装潢、电子工业和服装加工等诸多领域。
AutoCAD软件具有如下特点：
① 具有完善的图形绘制功能。
② 有强大的图形编辑功能。
③ 可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。
④ 可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力。
⑤ 支持多种硬件设备。
⑥ 支持多种操作平台。
⑦ 具有通用性、易用性，适用于各类用户。
随着AutoCAD软件版本的不断升级，该系统又增添了许多强大的功能，如AutoCAD设计中心（ADC）、多文档设计环境（MDE）、Internet 驱动、新的对象捕捉功能、增强的标注功能以及局部打开和局部加载的功能。该软件已经从简易二维绘图软件发展成集三维设计、真实感显示及通用数据库功能于一体的系统。
本书具有以下特点：
① 内容全面、实例丰富。本书不但介绍了机械制图基础知识，还涵盖了AutoCAD 2024的绝大部分知识点，同时突出机械设计的应用方法和技巧。实例与知识点相结合，既生动详细又易于理解。
② 讲解详细，思路清晰。本书内容布局合理，语言通俗易懂，帮助读者快速入门，提高读者的学习效率。
通过本书的学习，读者除了可以熟悉和掌握一般的机械制图基础知识外，还可以掌握以下技能：
1. 全面了解AutoCAD 2024的基本操作，可以很方便地利用AutoCAD 2024的下拉菜单、快捷菜单、工具条、命令行和快捷键等来实现绘图。
2. 可以利用捕捉、显示栅格、正交、坐标系等来实现精确定位并绘图。
3. 可以通过设置绘图比例、单位、颜色、线型、层等来实现多种绘图。
4. 可以实现图形缩放、平移、视点及利用虚拟画面等功能来观察绘图。
5. 可以进行图形的尺寸标注及文字注释。
6. 可以将标准件做成图块和属性块。
7. 可以精确绘制轴测图。
8. 可以精确绘制三维线框和网格。
9. 可以绘制、编辑和修改三维实体。
10. 可以实现三维实体的动态观察。
本书作者长期从事AutoCAD的应用、研究和开发工作，并多次在CAD培训班上讲授AutoCAD的相关课程。在本书的写作中，作者力求全面、详尽地介绍AutoCAD 2024的基本绘图功能。
本书涉及的尺寸单位，在未特殊说明的情况下，默认为毫米（mm）。
本书由西北工业大学周惠群、王精通、刘悬编著。
由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，欢迎广大读者批评指正。

编著者

第一部分 机械制图基础
第1章机械制图基本知识 2
1.1国家标准关于制图的规定 2
1.1.1图纸幅面及格式 2
1.1.2比例 4
1.1.3字体 4
1.1.4图线 6
1.1.5尺寸标法 7
1.2平面图形的画法及尺寸标注 12
1.2.1平面图形的尺寸分析 12
1.2.2平面图形的线段分析 12
1.2.3平面图形的画图步骤 13
1.2.4平面图形的尺寸标注 14

第2章机械零件的常用表达方式 15
2.1视图 15
2.1.1基本视图 15
2.1.2向视图 16
2.1.3斜视图 17
2.1.4局部视图 17
2.2剖视图 18
2.2.1剖视图的概念 18
2.2.2剖视图的分类和剖切方法 19
2.2.3常见的剖视图 19
2.3断面图 26
2.3.1断面图的基本概念 26
2.3.2断面图的分类和画法 26
2.4图样局部放大图和简化画法 28
2.4.1局部放大图 28
2.4.2简化画法 29
2.5第三视角画法简介 33
2.6尺寸标注 35
2.6.1组合体尺寸标注的基本要求 35
2.6.2基本形体和常见底板、法兰的尺寸标注 35
2.6.3截切体和相贯体的尺寸标注 35
2.6.4组合体的尺寸基准及尺寸分类 37
2.6.5关于清晰标注应注意的问题 38
2.6.6组合体尺寸的标注方法和步骤 39

第3章标准件和常用件 40
3.1螺纹 40
3.1.1螺纹的概念 40
3.1.2螺纹的五个基本要素 40
3.1.3螺纹的分类 42
3.1.4螺纹的画法 44
3.1.5螺纹的标记 45
3.1.6螺纹的加工方法和工艺结构 46
3.2螺纹紧固件及其连接 48
3.2.1螺纹紧固件 48
3.2.2螺栓连接 49
3.2.3螺柱连接 50
3.2.4螺钉连接 52
3.3键和销 54
3.3.1键连接 54
3.3.2销连接 55
3.4齿轮 56
3.4.1圆柱齿轮 57
3.4.2圆锥齿轮 59
3.4.3蜗轮、蜗杆 62
3.5滚动轴承 62
3.5.1滚动轴承的构造和工作原理 62
3.5.2滚动轴承的分类和代号 63
3.5.3滚动轴承的画法 63
3.6弹簧 65
3.6.1圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及尺寸关系 65
3.6.2圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法 66

第4章零件图 68
4.1零件图的内容 68
4.1.1一组图形 69
4.1.2完整的尺寸 69
4.1.3技术要求 69
4.1.4标题栏 69
4.2零件结构分析及工艺结构简介 69
4.2.1零件上的铸造结构 69
4.2.2零件上的机械加工结构 71
4.3零件图的视图表达 72
4.3.1零件图视图的选择 72
4.3.2典型零件的视图选择 73
4.4零件图的尺寸标注 77
4.4.1零件图尺寸标注的要求 77
4.4.2主要尺寸和非主要尺寸 77
4.4.3尺寸基准 77
4.4.4合理标注尺寸时应注意的问题 78
4.4.5零件典型结构的尺寸标注 79
4.5零件图的技术要求 80
4.5.1表面粗糙度 80
4.5.2极限与配合 85
4.5.3几何公差 90
4.6读零件图的方法 93
4.6.1读零件图的方法和步骤 93
4.6.2读图举例 94

第5章装配图 98
5.1装配图的内容 98
5.2装配图的表达方法 98
5.2.1规定画法 99
5.2.2特殊表达方法 99
5.3装配图的尺寸标注和技术要求 103
5.3.1装配图的尺寸标注 103
5.3.2装配图的技术要求 103
5.4装配图的零（部）件序号、明细栏、标题栏 104
5.4.1零（部）件序号 104
5.4.2明细栏 106
5.4.3标题栏 106
5.5装配结构合理性 106
5.5.1零件间接触的装配结构 106
5.5.2便于装拆的合理结构 107
5.6装配图的画法 108
5.6.1分析、了解部件工作原理及结构 108
5.6.2画装配图的方法和步骤 111


第二部分 AutoCAD 2024入门教程
第6章AutoCAD 2024的入门知识 115
6.1AutoCAD简介 115
6.2AutoCAD 2024的新特性 115
6.3AutoCAD 2024的系统需求 118
6.4AutoCAD 2024的用户界面 119
6.5AutoCAD 2024的启动与退出 126
6.5.1AutoCAD 2024的启动 126
6.5.2AutoCAD 2024的退出 126
6.6AutoCAD 2024图形文件管理 126
6.6.1新建文件 126
6.6.2打开文件 127
6.6.3保存文件 127
6.6.4另存为文件 127
6.7图形窗口和文本窗口 128
6.8实体的选取方式 129
6.9有关的功能键 131
6.10简单实例 131
6.11小结与练习 135

第7章AutoCAD 2024的二维绘图功能 136
7.1绘制直线 136
7.2绘制射线 136
7.3绘制构造线 137
7.4绘制多线 138
7.5绘制多段线 138
7.6绘制多边形 140
7.7绘制矩形 141
7.8绘制圆弧 142
7.9绘制圆 144
7.10绘制圆环 146
7.11绘制样条线 147
7.12绘制椭圆和椭圆弧 149
7.13画点 151
7.14建立边界 152
7.15修订云线 153
7.16徒手画图命令 154
7.17小结与练习 155

第8章AutoCAD 2024的二维编辑功能 156
8.1删除对象 156
8.2复制对象 157
8.3镜像对象 157
8.4偏移对象 159
8.5阵列对象 160
8.6移动对象 162
8.7旋转对象 163
8.8缩放对象 163
8.9拉伸命令 165
8.10拉长对象 165
8.11修剪对象 166
8.12延伸对象 167
8.13打断对象 169
8.14合并对象 170
8.15倒角对象 170
8.16圆角对象 171
8.17光顺曲线 173
8.18分解对象 174
8.19小结与练习 174

第9章图形显示和特性编辑 176
9.1绘图单位设置 176
9.2绘图极限设置 178
9.3图层设置 179
9.4颜色设置 183
9.5线型及线型比例设置 184
9.6线宽设置 185
9.7厚度设置 185
9.8重命名设置 186
9.9刷新命令 187
9.10重生成命令 187
9.11缩放命令 188
9.12画面平移命令 190
9.13查询命令 192
9.14控制特性命令 197
9.15修改特性命令 198
9.16变更命令 198
9.17特性匹配命令 200
9.18小结与练习 201

第10章绘图工具和辅助功能 202
10.1AutoCAD中坐标系的应用 202
10.1.1笛卡儿坐标系和极坐标系 202
10.1.2使用直接距离输入 204
10.2坐标系图标的显示 205
10.3UNDO功能和REDO功能 206
10.4正交模式 207
10.5栅格及定量位移 208
10.6捕捉功能 210
10.7过滤功能 214
10.8计算器功能 215
10.9选择集功能 218
10.10夹点编辑功能 221
10.10.1GRIP命令的选项设置 221
10.10.2夹点编辑 222
10.11AutoCAD 2024的环境配置 227
10.11.1选项对话框 227
10.11.2菜单项的调入 242
10.12AutoCAD的约束功能 243
10.12.1几何约束 243
10.12.2标注约束 246
10.12.3约束显示设置 250
10.12.4参数管理器 250
10.13小结与练习 254

第11章尺寸标注、文字和图案填充 256
11.1尺寸标注的概念和类型 256
11.2线性尺寸标注命令 257
11.3对齐尺寸标注命令 257
11.4弧长标注命令 258
11.5坐标标注命令 258
11.6半径式尺寸标注命令 259
11.7折弯标注命令 259
11.8直径式尺寸标注命令 260
11.9角度标注命令 260
11.10基线标注命令 261
11.11连续标注命令 261
11.12标注间距命令 262
11.13标注打断命令 263
11.14引线标注命令 263
11.15重新关联标注命令 264
11.16形位公差标注命令 265
11.17圆心标记命令 267
11.18尺寸编辑命令 268
11.19尺寸标注样式设置 268
11.19.1样式设置方法 269
11.19.2新建尺寸标注样式 270
11.20文字标注 282
11.20.1定义文字字型 282
11.20.2单行文字和多行文字 284
11.21图案填充 287
11.22创建表格 288
11.23小结与练习 291

第12章图块、外部参照和设计中心 292
12.1图块的创建和插入 292
12.1.1创建块 292
12.1.2写块 294
12.1.3图块的插入 295
12.2属性的定义及属性块的插入 299
12.2.1定义属性 300
12.2.2属性块的插入 301
12.3属性的显示 302
12.4属性的编辑 303
12.4.1属性的单个编辑 303
12.4.2属性的全局编辑 304
12.4.3属性块管理器 305
12.5清除命令 306
12.6外部参照文件 307
12.6.1外部参照的概念 307
12.6.2外部参照命令的使用 308
12.6.3外部剪裁引用命令 308
12.6.4外部参照绑定命令 309
12.7AutoCAD 2024的设计中心 311
12.7.1设计中心的启动 312
12.7.2在设计中心中打开文件及插入图形实体 313
12.8小结与练习 314

第13章AutoCAD 2024的三维实体建模 315
13.1三维绘图基础 315
13.1.1AutoCAD的坐标系 315
13.1.2标准AutoCAD视图和投影 317
13.1.3用户坐标系的定义 318
13.1.4在AutoCAD中使用多个视窗 322
13.1.5AutoCAD图形的显示选项 323
13.2三维线框和网格的绘制 323
13.2.1概述 323
13.2.2线框 324
13.2.3网格 324
13.3三维实体的绘制 332
13.3.1概述 332
13.3.2长方体 333
13.3.3圆锥体 333
13.3.4圆柱体 334
13.3.5球体 334
13.3.6圆环体 335
13.3.7楔体 335
13.3.8拉伸实体 336
13.3.9旋转实体 338
13.3.10复合实体 338
13.4三维实体的编辑 340
13.4.1实体的旋转 340
13.4.2实体的阵列 341
13.4.3实体的镜像 342
13.4.4实体的修剪和延伸 343
13.5三维实体的修改 344
13.5.1实体的倒角 345
13.5.2实体的圆角 345
13.5.3实体的切割 346
13.5.4实体的剖切 346
13.5.5编辑实体的面 347
13.5.6编辑实体的边 353
13.5.7压印实体 354
13.5.8分割实体 355
13.5.9抽壳实体 355
13.5.10清除实体 355
13.5.11检查实体 356
13.6三维实体的观察 356
13.6.1动态观察器 357
13.6.2空间的观察 358
13.7实体的着色和渲染 360
13.8小结与练习 361


参考文献 363