Инженерная и компьютерная графика. Эскизирование и выполнение чертежей

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Сибирский федеральный университет

И. Г. Борисенко

ИНЖЕНЕРНАЯ  
И КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

ЭСКИЗИРОВАНИЕ  
И ВЫПОЛНЕНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Учебное пособие

4-е издание, переработанное и дополненное

Красноярск 
СФУ 
2020

УДК 004.92(075.8)
ББК 30.11я73
Б825

Р е ц е н з е н т ы: 

В. В. Корниенко, кандидат технических наук, доцент кафедры общеинженерных дисциплин Института инженерных систем и энергетики ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет»;
О. В. Бразговка, кандидат педагогических наук, доцент кафедры 
инженерной графики ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева»

Борисенко, И. Г.
Б825 
 
Инженерная и компьютерная графика. Эскизирование и выполнение чертежей : учеб. пособие / И. Г. Борисенко. – 4-е изд., 
перераб. и доп. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2020. – 218 c.
ISBN 978-5-7638-4391-0

Представляет основной раздел дисциплины «Инженерная и компьютерная 
графика» – «Выполнение эскизов и чертежей», – относящийся к базовой части профессионального цикла дисциплин ФГОС ВО для обучающихся по всем 
направлениям и специальностям в области техники и технологии подготовки 
бакалавров и специалистов. Структура и содержание пособия соответствуют 
сложившимся методикам преподавания раздела, а также примерным учебным 
программам дисциплин федерального компонента ГОС ВО. 
Содержит большой объем теоретических и справочных сведений, а также 
задания в 26 вариантах по выполнению чертежей вала и зубчатого колеса, формирующие навыки расчетов и использования библиотек стандартизованных 
элементов.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», 13.03.02 «Электроэнергетика 
и электротехника», 15.03.06 «Мехатроника и робототехника», 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов», 27.03.01 «Стандартизация и метрология», 27.03.02 «Управление качеством», 29.03.04 «Технология художественной 
обработки материалов».

Электронный вариант издания см.: 
УДК 004.92(075.8)

http://catalog.sfu-kras.ru 
ББК 30.11я73

ISBN 978-5-7638-4391-0 
© Сибирский федеральный
университет, 2020

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение .......................................................................................................6

1. Общие  положения .................................................................................7

2. Последовательность выполнения эскиза ..........................................9
2.1. Подготовительный этап ........................................................................9
2.2. Порядок выполнения эскиза детали с натуры ................................. 11
2.3. Особенности выполнения эскиза и чертежа литой детали ............ 20

3. Выполнение эскиза и чертежа зубчатого колеса ........................... 26
3.1. Общие сведения ................................................................................. 26
3.2. Расчет, эскизирование и выполнение чертежей  
цилиндрических зубчатых колес ...................................................... 27
3.2.1. Расчет цилиндрического зубчатого колеса  
с прямыми зубьями ................................................................. 28
3.2.2. Выполнение эскиза прямозубого  
цилиндрического колеса с натуры ......................................... 35
3.3. Расчет, выполнение чертежей и эскизирование  
конических зубчатых колес ............................................................... 36
3.3.1. Расчет конических зубчатых колес ........................................ 39
3.3.2. Выполнение чертежа (эскиза) прямозубого  
конического колеса с натуры ................................................. 42

4. Выполнение чертежа (эскиза) детали типа «вал» ........................ 46
4.1. Конструктивные и технологические элементы вала ...................... 46
4.2. Выполнение чертежа или эскиза детали типа «вал» с натуры ...... 47

5. Выполнение сборочного чертежа  .................................................... 52
5.1. Основные требования к сборочному чертежу ................................. 52
5.2. Спецификация .................................................................................... 56
5.3. Основные надписи ............................................................................. 59

6. Выполнение чертежа общего вида ................................................... 62
6.1. Основные требования к чертежу общего вида ................................ 62
6.2. Выполнение чертежа общего вида ................................................... 63
6.3. Чтение чертежей общего вида .......................................................... 66
6.4. Деталирование чертежей общего вида ............................................ 68

7. Расчет массы детали по ее чертежу ................................................. 71

Оглавление

8. Стандартизированные элементы ..................................................... 83
8.1. Нормальные линейные и угловые размеры ..................................... 83
8.2. Резьбы ................................................................................................. 85
8.2.1. Классификация резьбы ........................................................... 85
8.2.2. Основные параметры резьбы ................................................. 87
8.2.3. Изображение резьбы на чертеже ........................................... 90
8.2.4. Резьба метрическая по ГОСТ 9150–2002 .............................. 94
8.2.5. Резьба трубная цилиндрическая по ГОСТ 6357–81 ........... 102
8.2.6. Резьба трубная коническая по ГОСТ 6211–81 ................... 107
8.2.7. Резьба трапецеидальная по ГОСТ 9484–81 ........................ 111
8.2.8. Резьба упорная по ГОСТ 10177–82 ..................................... 114
8.2.9. Резьба с круглым профилем по ГОСТ 9484–81 ................. 114
8.2.10. Резьба прямоугольная (нестандартная)............................. 115
8.3. Радиусы закруглений и фаски ......................................................... 116
8.4. Центровые отверстия ....................................................................... 117
8.5. Рифления прямые и сетчатые ......................................................... 128
8.6. Шпоночные соединения .................................................................. 132
8.6.1. Классификация шпонок ........................................................ 132
8.6.2. Соединения с призматическими шпонками ....................... 133
8.6.3. Соединения с сегментными шпонками ............................... 137
8.6.4. Соединения с клиновыми шпонками .................................. 140
8.7. Шлицевые соединения .................................................................... 146
8.7.1. Классификация ...................................................................... 146
8.7.2. Изображение на чертеже ...................................................... 153
8.8. Канавки для выхода шлифовального круга ................................... 155
8.9. Штифтовые соединения .................................................................. 157
8.9.1. Классификация. Изображение на чертеже.......................... 158
8.9.2. Штифты цилиндрические .................................................... 160
8.9.3. Штифты конические ............................................................. 161
8.10. Лыски, квадраты, шестигранники ................................................ 162
8.11. Сальниковые уплотнительные кольца.......................................... 164
8.12. Материалы, применяемые для изготовления деталей ................ 167
8.12.1. Черные металлы .................................................................. 167
8.12.2. Цветные металлы ................................................................ 176
8.12.3. Неметаллические материалы ............................................. 181

9. Обозначение шероховатости поверхностей .................................. 184
9.1. Параметры шероховатости поверхностей ..................................... 184
9.2. Правила обозначения шероховатости поверхностей .................... 190

Оглавление

9.3. Правила нанесения обозначений шероховатости  
на чертеже детали ............................................................................ 192

Вопросы для самопроверки ................................................................ 200

Заключение ............................................................................................. 203

Библиографический список ................................................................ 204

Методические указания к выполнению заданий ............................ 207
Задание 1. Выполнение расчета и чертежа  
цилиндрического зубчатого колеса  ................................................ 207
Задание 2. Выполнение чертежа вала ............................................ 212

ВВЕДЕНИЕ

Изучение дисциплины «Инженерная и компьютерная графика» 
дает студентам умения и навыки изложения технических идей с помощью чертежа, а также понимания конструкции и принципа действия 
изображаемого на чертеже изделия, что необходимо для изучения общеинженерных и специальных дисциплин и последующей инженерной 
деятельности.
Целью настоящего учебного пособия является оказание помощи 
студентам первого курса при выполнении работы по темам «Выполнение эскизов и чертежей деталей машин», «Выполнение сборочного чертежа», «Деталирование по чертежу общего вида».
Содержит требования и правила, которыми необходимо руководствоваться при выполнении эскизов и чертежей деталей с натуры, а также подробно описан порядок выполнения и оформления эскизов и чертежей деталей машин, сборочных чертежей, чертежей общего вида.
Приведены краткие сведения о различных видах и конструкциях 
зубчатых колес, зубчатых передач, подробно рассмотрены цилиндрическая и коническая передачи; представлены теоретический материал, 
справочные данные для выполнения расчетно-графической работы, расчет необходимых параметров, порядок вычерчивания зубчатых колес. 
Предложены образцы выполняемых работ.
Пособие включает рекомендации к выполнению эскизов типовых 
деталей типа «вал», на которых показаны конструктивные и технологические элементы – центровые отверстия, фаски, галтели, проточки, 
шпоночные пазы, нарезы, лыски, буртики, – выполняемые по соответствующим стандартам.
Представлен справочный материал, сопровождаемый иллюстрациями, необходимый для выполнения чертежей и эскизов деталей машин.
Для самоконтроля теоретических знаний предложены контрольные вопросы.

1. ОБЩИЕ  ПОЛОЖЕНИЯ

Виды и комплектность конструкторских документов устанавливает ГОСТ 2.102–2013. В рамках изучения данного раздела дисциплины «Инженерная и компьютерная графика» подробно ознакомимся 
с определениями, правилами выполнения и особенностями оформления 
эскизов, рабочих и сборочных чертежей, чертежей общего вида, а также 
с расчетом массы детали.
Эскизом называется конструкторский документ, выполненный от 
руки (без применения чертежных инструментов) на любой бумаге в глазомерном масштабе, но с соблюдением пропорций в размерах отдельных элементов и всего изделия. Согласно ГОСТ 2.125–2008, эскизными 
конструкторскими документами являются документы, предназначенные 
для разового использования при изготовлении и испытании материальных макетов, разработке и анализе электронных макетов, а также при 
разработке других документов, применяемых при изготовлении разовой 
или единичной продукции.
Эскизы – это временный конструкторский документ, который 
выполняют на стадиях разработки документации по ГОСТ 2.103–2013 
в следующих случаях: на стадии технического предложения – для уточнения представления о компоновочных и основных конструктивных 
исполнениях изделия, взаимодействии его основных составных частей 
и принципов работы; на стадии эскизного проекта – для проверки принципов работы изделия или его составных частей; на стадии технического проекта – для проверки правильности основных технических решений и работоспособности разрабатываемого изделия или его составных 
частей; на стадии серийного или массового производства при проведении работ по совершенствованию изделия – для проверки отдельных 
составных частей изделия. По ним изготавливают изделия при ремонте, 
в опытном производстве. Если эскиз предполагают использовать многократно, то по нему выполняют чертеж.
Эскиз требует такого же тщательного выполнения, как и чертеж. 
Несмотря на то, что эскиз выполняют от руки и в глазомерном масштабе, размеры должны соответствовать действительным размерам детали.

1. Общие  положения

При выполнении эскиза соблюдают все правила и требования, 
установленные стандартами ЕСКД для выполнения чертежей.
Согласно ГОСТ 2.102–2013, чертеж детали – это документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для ее 
изготовления и контроля; сборочный чертеж – документ, содержащий 
изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для 
ее сборки (изготовления) и контроля. К сборочным чертежам также относят чертежи, по которым выполняют гидромонтаж и пневмомонтаж 
изделий; чертеж общего вида – документ, определяющий конструкцию 
изделия, взаимодействие его составных частей и поясняющий принцип 
работы изделия.
Более подробно эти виды конструкторской документации будут 
рассмотрены далее.

2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ  
ВЫПОЛНЕНИЯ ЭСКИЗА

Выполнение эскиза условно можно разделить на два этапа: подготовительный и основной, включающий в себя вычерчивание изображений; нанесение размеров и знаков шероховатости поверхностей деталей; выполнение необходимых надписей и окончательное оформление 
эскиза. 

2.1. Подготовительный этап

На подготовительном этапе нужно внимательно осмотреть деталь, 
уяснить ее конструкцию, назначение, технологию изготовления. При изучении конструкции надо тщательно проанализировать форму детали: 
определить имеющиеся в ней отверстия, канавки, проточки, приливы, 
выступы, фаски и другие элементы, мысленно разделить деталь на простейшие геометрические формы (цилиндр, конус, призма и др.), определить, как эти формы связаны между собой, собраны воедино.
Затем нужно установить материал, из которого деталь изготовлена, и основные технологические операции (резание, штамповка, литье 
и т. д.), которые использовались при ее изготовлении. Если возможно, то 
устанавливают, частью какого изделия она является, каково ее назначение в этом изделии.
Определяют, какие виды, разрезы или другие изображения, дополняющие главное изображение, необходимые для полного понимания 
и определения конструкции детали, целесообразно выполнить (рис. 1). 
Изображения на эскизе, как и на чертеже, могут быть увеличены или 
уменьшены по сравнению с натуральными. Согласно ГОСТ 2.305–2008 
количество изображений должно быть минимальным, но достаточным 
для передачи форм детали.
Затем приступают к выбору главного изображения детали, учитывая требования конструктивного и технологического порядка. Главное 
изображение должно давать наибольшую информацию о форме детали.

2. Последовательность выполнения эскиза 

Форма деталей определяется не только конструкцией, но и технологией их изготовления, а также несет в себе элементы, характерные 
для этой технологии. Например, у литых деталей имеются литейные 
уклоны и скругления, у деталей токарной обработки преобладающими 
являются поверхности вращения. Это отдельные детали машин, например маховики, шкивы, цилиндры, крышки, рычаги, и детали типа опор, 
кронштейнов; корпусные коробчатые детали закрытого или открытого 
типа.
Корпусные детали коробчатого типа располагают относительно 
фронтальной плоскости проекций так, чтобы их основные базовые поверхности занимали горизонтальное положение, а детали типа фланцев 
или шкивов так, чтобы их ось проецировалась параллельно основной 
надписи чертежа, поскольку это расположение соответствует положению детали при ее токарной обработке. 
У деталей, изготавливаемых токарной обработкой, преобладающими являются поверхности вращения. Для них, а также для деталей 
типа валов и втулок с резьбой, достаточно одного изображения. Если 
на таких деталях имеются отверстия, срезы, пазы, то главное изображение дополняют одним или несколькими видами, разрезами, сечениями, 
которые выявляют форму этих элементов, а также выносными элементами.
Для тонких плоских деталей любой формы достаточно одного 
изображения. 

Рис. 1. Изображение эскизируемой детали

2.2. Порядок выполнения эскиза детали с натуры

Главный вид детали выбирают с учетом технологии ее изготовления. Планки, линейки, валики, оси и т. п. рекомендуется располагать 
на формате горизонтально, а корпусы, кронштейны и т. п. – основанием 
вниз.
Если деталь сложной конструкции и в процессе изготовления не 
имеет заведомо преобладающего положения, то за главное изображение 
таких деталей принимают их расположение в готовом изделии – приборе, машине.
Для деталей типа шкивов, колес главным изображением является 
фронтальный разрез. Его выполняют полностью, что облегчает нанесение размеров. 
Детали типа винтов, болтов, валиков изготовляют на токарных 
станках или автоматах. Их ось при обработке горизонтальна. При изображении данных деталей на эскизе учитывают также положение, в котором выполняют наибольший объем работ по изготовлению детали, 
т. е. наибольшее число переходов (переход – обработка одной элементарной поверхности). 
Учитывая сложность детали и ее размеры, выбирают размеры листа бумаги в соответствии с ГОСТ 2.301–68, решают вопрос о выборе 
приблизительного масштаба изображения, чтобы рационально использовать рабочую площадь эскиза. Изображение должно быть таким, чтобы не затруднялись чтение эскиза и простановка размеров.

2.2. Порядок выполнения эскиза детали с натуры

Выбрав размер формата, наносят внутреннюю рамку и намечают 
место под основную надпись (рис. 2).
Выбрав приблизительно масштаб изображений, необходимо наметить размещение видов на чертеже с помощью габаритных прямоугольников так, чтобы изображение было равномерно распределено по 
формату (рис. 3).
Затем нужно построить изображение видов, предварительно нанеся осевые и центровые линии, если это необходимо (рис. 4). И наконец, вычерчиваются выбранные разрезы и сечения (рис. 5).

2. Последовательность выполнения эскиза 

Проверив выполненные изображения, необходимо убрать лишние 
линии, выполнить штриховку в разрезах и сечениях по ГОСТ 2.306–
68, обвести видимый контур изображений сплошной толстой линией 
(рис. 6). 
Далее намечают размерные базы и проводят выносные и размерные линии для габаритных размеров, межосевых и межцентровых 
размеров и их расстояний до баз и для размеров отдельных элементов деталей (рис. 7). Нанесение размеров на чертеже регламентирует 
ГОСТ 2.307–2011.
Затем деталь обмеряют и сопоставляют полученные размеры 
с размерами, рекомендуемыми таблицами размерных рядов. На эскиз 
наносят размеры скорректированные, но близкие к измеренным. При 
этом нужно помнить о сопрягаемых размерах, которые могут быть проверены и уточнены по сопрягаемым с данной поверхностью деталям 
в готовом изделии. Для определения действительных размеров деталей 
пользуются различными измерительными инструментами: металлической линейкой, угломером, штангенциркулем, нутромером и др.

Рис. 2. Основная надпись, форма 1

2.2. Порядок выполнения эскиза детали с натуры

Рис. 3. Разметка формата габаритными прямоугольниками