化工制图绪论课件与教案高等大学版.docx
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化工制图绪论课件与教案高等大学版
《化工制图》课程绪论
化工制图是专门研究化工图样的绘制和阅读的一门课程。
在石油、化工以及与之相近的医药、食品、轻工等工业的建设中，无论是设计、施工，还是设备的制造、安装，或是生产过程中的试车、检修、技术改造，都要涉及到有关的工艺流程图、设备布置图、管道布置图及设备施工图等化工图样。
化工制图与机械制图有着紧密的联系，但也具有十分明显的专业特征。
化工行业中常用的工程图样有：
化工机器图、化工设备图和化工工艺图。
1．化工机器图
化工机器主要是指压缩机、离心机、鼓风机、泵和搅拌装置等机器。
化工机器图在视图表达、尺寸标注、技术要求等方面与机械制图相同，基本上属于一般通用机械的常规表达范畴。
2．化工设备图
化工设备是指那些用于化工产品生产过程中的合成、分离、干燥、结晶、过滤、吸收、澄清等生产单元的装备和设备。
常用的典型化工设备有反应罐（釜）、塔器、换热器、贮罐（槽）等。
化工设备与化工机器比较，结构形状、制造加工等方面都有很大的不同，为了能完整、正确、清晰地表达化工设备，常用的图样有化工设备总图、装配图、部件图、零件图、管口方位图、表格图及预焊接件图，作为施工设计文件的还有工程图、通用图和标准图等。
化工设备图是化工制图研究的主要内容之一。
3．化工工艺图
化工工艺图是以化工工艺人员为主导，根据所要生产的化工产品及其有关技术数据和资料，设计并绘制的反映工艺流程的图样。
化工工艺图主要有化工工艺流程图、设备布置图、管路布置图。
本课程重点介绍化工设备图和化工工艺图的相关标准和规范及其绘制和阅读的基本知识。
转变。
第一章制图的基本知识和技能
国家标准关于制图的基本规定
为了便于生产、管理和技术交流，必须对图样的画法、尺寸标注等作出统一的规定。
《技术制图》和《机械制图》国家标准是工程界重要的技术基础标准，是绘制和阅读机械图样的准则和依据。
第二节制图国家标准和基本规定
一、幅面及格式（GB/T14689-93）
（一）图纸幅面
表1-1图纸幅面尺寸
幅面代号
A0
A1
A2
A3
A4
B×L
841×1189
594×841
420×594
279×420
210×297
a
25
c
10
5
e
20
10
（二）图框格式和尺寸
（a）需要装订的图纸图框格式
（b）不需要装订的图纸图框格式
图1-1图框格式
（三）标题栏（GB/T1069.1—1989）
图1-2制图作业中推荐使用的标题栏格式
二、比例（GB/T14960-1993）
（一）定义
图样中机件要素的线形尺寸与实际机件相应要素的线形尺寸之比称为比例。
表1-2比例
与实物相同
1:
1
缩小比例
1:
1.51:
21:
2..51:
31:
41:
5
1:
10n1:
1.5×10n1:
2×10n1:
2.5×10n1:
5×10n
放大比例
2:
12.5:
14:
15:
1（10×n）:
1
注：
n为整数
（二）用方法
绘制同一机件的各个视图一般应采取相同的比例。
并在标题栏的比例栏中填写，如1:
1、2:
1等。
当某个视图需用不同比例，如机件的某一细节需局部放大时，则必须在该放大图样旁另行标注。
绘制图样时可采用1:
1的比例，也可以根据需要选用放大或缩小的比例；
三、字体（GB/T14961-1993）
（一）汉字
图样只需要用数字和文字来说明机件的大小和技术要求。
国标规定书写的字体必须字体端正、笔划清楚、排列整齐、间隔均匀。
汉字应写成长仿宋体，并采用国家正式公布推行的简化字。
长仿宋字的书写要领为：
横平竖直注意起落结构均称填满方格。
国标中按字体的高度，把字体分为20、14、10、7.5、3.5、及2.5七种号数（汉字不宜采用2.5号），字体的号数即为字体的高度，字宽约等于字高的2/3，见表1-3所示。
表1-3字体大小
字体的代号
20号
14号
10号
7号
5号
2.5号
字高
20
14
10
7
5
3.5
字宽（︽2/3字高）
14
10
7
5
3.5
2.5
注：
单位为毫米
（二）数字
数字有阿拉伯数字和罗马数字两种，均有正体和斜体之分。
常用的是斜体字，其字头向右倾斜，与水平方向约成75°
（三）字母
有拉丁字母和希腊字母两种，常用的是拉丁字母，我国的汉语拼音字母与它的写法一样，每种均有大写和小写、正体和斜体之分。
写斜体字时，通常字头向右倾斜与水平线约成75°。
以下即为拉丁字母与希腊字母的书写示例。
四、图线（GB/T17450-1998）
（一）图线及其应用
国标推荐的图线宽度系列为：
0.18、0.25、0.35、0.5、0.7、1、1.4、2mm
（二）图线画法
①图样中同类图线的宽度应基本一致，虚线、点划线、双点划线的线段长度和间隔亦应大致相同。
②两条平行线（包括剖面线）之间的最小距离应不小于0.7mm
③画圆的对称中心线时，圆心应为两点划线中心线的交点。
点划线和双点划线的首末两端应是线段而不是点，点划线的线段应超出对称图形的轮廓约2-5mm.
④较小的图形中绘制点划线或双点划线有困难时，可以细实线来代替。
⑤当两种或两种以上的图线重合时，其优先绘制的顺序是：
粗实线→虚线→细实线→细点画线→双点画线。
五、尺寸注法（GB/T4458.4—84与GB\T16675.2—1996）
（一）尺寸标注的基本规则
①机件的真实大小应以图样上所标注的尺寸数值为依据，与图形的大小及绘图的准确程度无关。
②图样中的尺寸，以mm为单位时，不需标注计量单位的名称或代号，如采用其他单位，则必须注明。
③样中所标注的尺寸，为该图样所示机件的最后完工尺寸，否则应另加说明。
④机件的每一尺寸，一般只标注一次，并应标注在反映该结构最清晰的图形上。
（二）尺寸的组成及线性尺寸的注法
一个完整的尺寸标注由尺寸界线、尺寸线、尺寸数字这三个基本要素组成。
第二节绘图工具及其使用方法
一、图版、丁字尺、三角板
（一）图板
图板是用来铺放和固定图纸、并进行绘图的垫板。
版面要求平整、左右两导边必须平直。
（二）丁字尺
丁字尺由尺头和尺身组成，尺身带有刻度，便于画线时直接度量。
使用时，用左手握住尺头，使其工作边紧靠图板左侧工作边，利用尺身工作边由左向右画水平线。
由上往下移动丁字尺，可画出一组水平线。
（三）三角板
一副三角板由一块45°的等腰三角形和一块30°、60°的直角三角形组成。
三角板与丁字尺配合使用，可自上而下画出垂直线以及与水平方向成15°整数倍的倾斜线，如图
所示。
二、绘图铅笔
绘图铅笔的铅心的软硬用字母“H”和“B”表示。
H前的数值越大，表示铅心越硬，所画图线越浅；B前的数值越大，表示铅心越软，所画图线越黑；HB表示铅心软硬适中。
二、圆规与分规
圆规用于画圆或圆弧。
分规是用来截取尺寸、等分线段（圆周）的工具。
四、其他绘图工具
为了提高绘图质量和速度，可用图22所示的擦图片、胶带、像皮等制图工具。
第三节几何作图
一、等分作图
（一）等分线段
线段的等分可根据平行线切割定理作图。
（二）等分正多边形
一、斜度和锥度
（一）斜度
斜度是指一直线（或平面）对另一直线（或平面）的倾斜程度。
其大小以它们夹角的正切来表示，并将此值化为1:
n的形式。
二、圆弧连接
用已知半径的圆弧将向临两条已知线段（直线或圆弧）光华连接的作图方法为圆弧连接。
（一）作图原理
为保证连接光滑，作图时应准确地求出连接弧的圆心及切点（连接点火分界点），圆心轨迹及切点的求法见下表。
综上所述，可归纳出圆弧连接的画图步骤
①根据圆弧连接的作图原理，求出连接弧的圆心
②求出切点。
③用连接弧半径在切点间画弧
二、椭圆的画法
（一）同心圆法
1分别以长、短半轴为半径画出两个同心圆。
2过圆心作若干条等分线分别与两个同心圆相交。
3过大圆上的等分点作长轴的垂线，过小圆上的等分点作短轴的垂线，得出一系列交点。
这些交点即为椭圆上的点。
（二）四心近似画法
第四节平面图形的画法
平面图形是由若干条（直线或曲线）封闭连接而成的，线段的长度、直径及相对位置由给定的尺寸或几何关系确定，绘制平面图形时，首先要对这些线段、尺寸及几何关系进行分析，从而确定其作图方法和顺序.
一、尺寸分析
（一）定形尺寸
定形尺寸确定平面图形上几何元素大小的尺寸称为定形尺寸.
（二）定位尺寸
定位尺寸确定几何元素的位置的尺寸称为定位尺寸.
但是，有些尺寸不截然分为哪一类，它可能既是定形尺寸，也是定位尺寸。
对于定位尺寸而言，应有标注或度量的起点，这种起点称为基准。
一个平面图形应有两个坐标方向的尺寸基准，通常以图形的对称轴线、圆的中心线以及重要轮廓线等作为尺寸基准.
二、平面图形的线段分析
根据定形尺寸与定位尺寸的概念来分析图1-19所示的吊钩，可以把图形中的线段分为三种：
①已知线段定形、定位尺寸齐全，可以直接画出线段称为已知线段。
②中间线段具有定形尺寸，但定位尺寸不全，需根据另外的几何条件才能画出的线段称为中间线段。
③连接线段只定形尺寸，没有定位尺寸，需待与其两端相邻的线段作出后，才能用作图方法确定其位置的线段称为连接线段。
三、图形的画图步骤
画图前，应对其进行尺寸分析、基准分析和线段分析，已确定其画图方法和顺序。
：
§2-1-1投影法的基本知识
一、投影法的基本概念
投影线通过物体向选定的面投影，并在该面上获得物体投影的方法叫做投影法。
二、投影法的分类
1.中心投影法
2.平行投影法
（1）斜投影法。
（2）正投影法。
三、正投影的基本性质
（1）显实性。
（2）积聚性。
（3）类似性。
§2-1-2三视图的形成及其对应关系
一、三视图的形成
1.三投影面体系的建立
三投影面体系由三个相互垂直的投影面所组成，三个投影面分别为：
正立投影面，简称正面，用V表示；
水平投影面，简称水平面，用H表示；
侧立投影面，简称侧面，用W表示。
相互垂直的投影面之间的交线，称为投影轴，它们分别是
OX轴（简称X轴），是V面与H面的交线，代表长度方向；
OY轴（简称Y轴），是H面与W面的交线，代表宽度方向；
OZ轴（简称Z轴），是V面与W面的交线，代表高度方向。
三根投影轴相互垂直，其交点O称为原点。
2.物体在三投影面体系中的投影
3．三投影面的展开
二、三视图之间的对应关系
1．三视图之间的投影规律
主、俯视图——长对正（等长）；
主、左视图——高平齐（等高）；
俯、左视图——宽相等（等宽）。
2．三视图与物体的方位关系
物体有左右、前后、上下六个方位，即物体的长度、宽度和高度。
从三视图中可以看出，每个视图只能反映物体两个方向的位置关系，即：
主视图——反映物体的左、右和上、下；
俯视图——反映物体的左、右和前、后；
左视图——反映物体的上、下和前、后。
§2-2点的投影
一、点的三面投影
点的投影规律：
（1）点的两面投影的连线，必定垂直于相应的投影轴。
（2）点的投影到投影轴的距离，等于空间点到相应的投影面的距离，即“影轴距等于点面距”。
二、点的投影与直角坐标的关系
点的空间位置可用直角坐标来表示。
即把投影面当作坐标面，投影轴当作坐标轴，O即为坐标原点。
则：
S点的X坐标XS=S点到W面的距离Ss″；
S点的Y坐标YS=S点到V面的距离Ss′；
S点的Z坐标ZS=S点到H面的距离Ss。
点S坐标的规定书写形式为：
S（x、y、z）。
三、两点的相对位置
两点在空间的相对位置，由两点的坐标关系来确定。
两点的左、右相对位置由x坐标来确定，坐标大者在左方。
故点A在点B的左方；
两点的前、后相对位置由y坐标来确定，坐标大者在前方。
故点A在点B的后方；
两点的上、下相对位置由z坐标来确定，坐标大者在上方。
故点A在点B的下方。
若反过来说，则点B在点A的右、前、上方。
如图：
在图所示E、F两点的投影中，e′和f′重合，这说明E、F两点的x、z坐标相同，xE=xF、zE=zF，即E、F两点处于对正面的同一条投射线上。
可见，共处于同一条投射线上的两点，必在相应的投影面上具有重合的投影。
这两个点被称为对该投影面的一对重影点。
重影点的可见性需根据这两点不重影的投影的坐标大小来判别，即：
当两点在V面的投影重合时，需判别其H面或W面投影，则点在前（y坐标大）者可见；
当两点在H面的投影重合时，需判别其V面或W面投影，则点在上（z坐标大）者可见；
若两点在W面的投影重合时，需判别其H面或V面投影，则点在左（x坐标大）者可见。
如图中，e′、f′重合，但水平投影不重合，且e在前f在后，即YE﹥YF。
所以对V面来说，E可见，F不可见。
在投影图中，对不可见的点，需加圆括号表示。
例题1：
已知点A的三面投影图，如图a所示，作点B（30、10、0）的三面投影，并判断两点的空间相对位置。
分析点B的z坐标等于0，说明点B属于H面，点B的正面投影b′一定在OX轴上，侧面投影b″一定在OYW轴上。
作图在OX轴上由O向左量取30，得bx（b′重合于该点），由bx向下作垂线并量取bxb=10，得b。
根据b、b′，即可求出第三投影b″，如图2-13b所示。
应注意，b″事实上在W面的OYW轴上，而不在H面的OYH轴上。
判别A、B两点在空间的相对位置：
左、右相对位置：
xB－xA=10,故点A在点B右方10mm。
前、后相对位置：
yA－yB=10，故点A在点B前方10mm；
上、下相对位置：
zA－zB=10,故点A在点B上方10mm；
即点A在点B的右、前、上方各10mm处。
四、点的轴测图作法
§2-2直线的投影
一、直线的三面投影
（1）一般来说，直线的投影仍为直线。
（2）直线的投影可由直线上两点的同面投影（即同一投影面上的投影）来确定。
二、属于直线的点
如果一个点在直线上，则该点的各个投影必在该直线的同面投影上。
反之，如果点的各个投影都在直线的同面投影上，则该点一定在该直线上。
三、各种位置直线的投影
直线的位置共有三种，即一般位置直线、投影面平行线、投影面垂直线。
1．一般位置直线
对三个投影面都倾斜的直线，称为一般位置直线,如图：
一般位置直线的投影特性为：
（1）一般位置直线的各面投影都与投影轴倾斜；
（2）一般位置直线的各面投影的长度均小于实长。
2．特殊位置直线
（1）投影面平行线平行于一个投影面而与其他两个投影面倾斜的直线，称为投影面平行线。
根据投影面平行线所平行的平面不同，投影面平行线又可分为三种：
平行于H面的直线，称为水平线；平行于V面的直线，称为正平线；平行于W面的直线，称为侧平线。
直线和投影面的夹角，叫直线对投影面的倾角，并以α、β、γ分别表示直线对H、V、W面的倾角。
（2）投影面垂直线垂直于一个投影面的直线，称为投影面垂直线。
根据投影面垂直线垂直的投影面不同，投影面垂直线又可分为三种：
垂直于H面的直线，称为铅垂线；垂直于V面的直线，称为正垂线；垂直于W面的直线，称为侧垂线。
四、两直线的相对位置
空间两直线的相对位置有平行、相交和交叉三种情况，它们的投影特性分述如下：
1．平行两直线
空间相互平行的两直线，它们的同面投影也一定相互平行。
2．相交两直线
空间相交的两直线，他们的同面投影也一定相交，交点为两直线的共有点，且应符合点的投影规律。
3．交叉两直线
在空间即不平行也不相交的两直线，叫交叉两直线，又称异面直线。
§2-5平面的投影
一、平面的表示法
不属于同一直线的三点可确定一平面。
因此平面可以用任何一组几何要素的投影来表示。
在投影图中，常用平面图形来表示空间的平面。
平面的投影也是先画出平面图形各顶点的投影，然后将各点的同面投影依次连接，即为平面图形的投影
二、各种位置平面的投影
在投影体系中，平面相对于投影面的位置也有三种，即一般位置平面、投影面平行面、投影面垂直面。
1．一般位置平面
对三个投影面都倾斜的平面，称为一般位置平面。
一般位置平面的投影特性为：
三面投影都是小于原平面图形的类似形。
2．特殊位置平面
（1）投影面平行面平行于一个投影面的平面，称为投影面平行面。
根据投影面平行面所平行的平面不同，投影面平行面又可分为三种：
平行于H面的平面，称为水平面；
平行于V面的平面，称为正平面；
平行于W面的平面，称为侧平面。
投影面平行面特性：
平面在所平行的投影面上的投影反映实形，其余的投影都是平行于投影轴的直线；
（2）投影面垂直面垂直于一个投影面而对其他两个投影面倾斜的平面，称为投影面垂直面。
根据投影面垂直面所垂直的平面不同，投影面垂直面又可分为三种：
垂直于H面的平面，称为铅垂面；
垂直于V面的平面，称为正垂面；
垂直于W面的平面，称为侧垂面。
投影面垂直面特性：
平面在所垂直的投影上的投影积聚成一直线，该直线于投影轴的夹角，就是该平面对另外两个投影面的真实倾角，而另外两个投影面上的投影是该平面的类似形。
三、平面上直线和点的投影
1．平面上的直线
在平面上取直线的条件是：
（1）一直线经过平面上的两点；
（2）一直线经过平面上的一点，且平行于平面上的另一已知直线。
2．平面上的点
在平面上取点的条件是：
若点在直线上，直线在平面上，则点一定在该平面上。
因此，在平面上取点时，应先在平面上取直线，再在该直线上取点。
例题2：
已知△ABC上的直线EF的正面投影e′f′，如图b所示，求水平投影ef。
分析如图a所示，因为直线EF在△ABC平面内,延长EF，可与△ABC的边线交于M、N，则直线EF是△ABC上直线MN的一部分，它的投影必属于直线MN的同面投影。
作图
①延长e′f′与a′b′和b
c
交于m′、n′,由m′n′求得m、n，如图c所示。
②连m、n,在mn上由e′f′求得ef，如图d所示。
例题3：
如图a所示，已知△ABC上点E的正面投影e′和点F的水平投影f，求作它们的另一面投影。
分析因为点E、F在△ABC上，故过E、F在△ABC平面上各作一条辅助直线，则点E、F的两个投影必定在相应的辅助直线的同面投影上。
作图
①如图b所示，过e′做一条辅助直线Ⅰ、Ⅱ的正面投影1′2′，使1′2′//a′b′,求出水平投影1、2；然后过e′作OX轴的垂线与1、2相交，交点e即为点E的水平投影。
②过f作辅助直线的水平投影fa，fa交bc于3，求出正面投影a′3′，过f作OX轴的垂线与a′3′的延长线相交，交点即为点F的正面投影f′。
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