空间弯管画法

第十三章 空间弯管作图法在锅炉的设计制造过程中，经常要涉及到大量空间弯管。下面介绍一种利用计算机作图法来求出空间弯管二面角、管子的真实直段长度、真实弧长、真实空间弯曲角及展开长度。计算机测量精度可达0.01mm，足可以满足锅炉的精度要求。注：这部分内容应在教师指导下学习。131投影基本原理（1）平行某个平面的管子，在该平面上的投影为真实投影。（即投影平行于轴线时，在另外投影面的投影为真实投影。）（2）垂直于某个平面的管子在其他投影面上的投影为真实投影。（即在投影面上为一点时，在另外投影面的投影为真实投影。（3）一点到同垂直一个平面的两个平面投影点垂直距离相等。（4）两个真实投影直线之间的夹角为真实夹角。（5）三条直线组成的空间管，若中间一条线的投影为一点时，那么另两条直线的夹角为二面角。（6）若一条直线为真实投影，那么这条直线在垂直于此直线的平面上投影为一点132空间弯管作图例题：空间弯管作图法求二面角、管子真实直段长度、真实弧长和真实弯曲角度。133练习题 1.作图求真实弯曲角。2.作图求真实弯曲角。（答案：ABC=68.4）3.作图求二面角、真实弯曲角。 （答案：二面角=112；ABC=110；BCD=97.7）。4.作图求二面角,真实弯曲角。(答案：二面角=32.4;CDE=96;BCD=97.7)5, 作图求二面角、真实弯曲角。（答案：二面角=112；CDE=96；DEF=105）学习方法及注意事项1， 通过做例题掌握作图方法。2， 正确理解并掌握投影基本原理，能正确分析出哪条线是真实投影线和哪个角是真实投影角。3， 作图必须准确，否则会造成过大的误差。1） 保证垂线准确无误。2） 线的交点必须找准。 4，经过反复练习，直到正确作出练习题的结果方可掌握。附：空间弯管练习题15的作图第十四章 空间管计算方法前言 在锅炉设计制造过程中，经常要涉及到大量空间弯管计算。根据空间管路设计的要求，进行空间弯管计算。即计算出二面角、空间弯曲角、各管段的真实长度、展开长度计等，以便准确的放样、下料，顺利地安装、焊接、制造，满足设计、制造的技术要求。因为用空间弯管代替复杂的平面弯管，可以减少占地面积和空间，减少弯头数量，减轻制造工作量。空间弯管类型较多，而在各类书籍和锅炉计算手册中仅介绍比较典型的空间位置弯管计算，对于非典型的空间弯管计算是不行的。广大锅炉设计制造技术人员迫切需要适合任意位置空间弯管的计算方法，本人参考各类书籍和锅炉计算手册推演并编写出适合任意位置空间弯管的计算方法。此计算方法思路清晰，简单易懂，容易掌握，尤其借助计算机计算，即迅速又准确。经过在工程上反复使用，实践表明此种计算方法准确无误。欢迎广大读者参阅使用，如有错误和不当之处敬请批评指正。 注：一般采用两种方法来求：空间弯管二面角、管子的真实直段长度、真实弧长、真实空间弯曲角及展开长度。用两种方法求出的结果完全相同时，表明结果正确。否则，不是作图错误就是计算错误。这样可以保证结果正确无误。141空间管计算（例题1）说明：通过具体例题，掌握计算方法。1，二面角计算说明：此题图形为非标准图，作图求出标准图形（见上图）。 A投影 B投影上图是通过作图求得的标准图（即保证主视图中间线段BC为真实投影），必须是标准图才行。而且不同投影格式二面角计算公式不同。（见下述）名称符号计算公式结果单位投影角1注：角度符号为标准格式(见上图)。0.40806弧度10.76288弧度10.57858弧度20.74107弧度21.09572弧度20.73304弧度二面角分角X1arctg(tg1cos 1/SIN1）0.71462弧度二面角分角X2arctg(tg2cos 2/SIN2）0.64158弧度二面角(查表一）-|X1-X2|3.06855弧度二面角180/（-|X1-X2|）175.815度表一 二面角计算公式（ab,cd在bc的同侧或异侧，可有4种情况）A投影B投影二面角异侧同侧X1+X2同侧异侧180-（X1+X2）同侧同侧|X1-X2|异侧异侧180-|X1-X2|求二面角的计算步骤，通过作图求得的标准图（即保证主视图中间线段BC为真实投影）；，计算二面角分角X1、X2；，查表一，找出计算二面角对应的公式，计算二面角。2，空间弯曲角计算附注：空间角计算公式（将结果中符号代入具体角度便得结果）表1 第一类投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。弧度弧度空间角arc(coscos)弧度表2 第二类投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。弧度弧度弧度中间参数角arctg(tgcos）弧度中间参数角+弧度空间角arc(coscos)弧度表3 第三类投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。弧度弧度弧度中间参数角arctg(tgcos）弧度中间参数角|-|弧度空间角arc(coscos)弧度表4 第四类投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。弧度弧度弧度弧度中间参数角arctg(tgcos）弧度中间参数角arctg(tgcos）弧度中间参数角+弧度空间角arccos(cos coscos-sinsin）弧度表5 第五类投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。度弧度弧度弧度中间参数角arctg(tgcos）弧度中间参数角arctg(tgcos）弧度中间参数角|-|弧度空间角arccos(cos coscos-sinsin）弧度表6 第六类投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。弧度弧度弧度弧度中间参数角arctg(tgcos）弧度中间参数角arctg(tgcos）弧度中间参数角+弧度空间角arccos(cos coscos+sinsin）弧度表7 第七类投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。弧度弧度弧度弧度中间参数角arctg(tgcos）弧度中间参数角arctg(tgcos）弧度中间参数角|-|弧度空间角arccos(cos coscos+sinsin）弧度投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。中心角计算采用的计算公式查附注：表1表7。0.48869弧度0.50615弧度0.57596弧度0.40143弧度中间参数角arctg(tgcos）0.52063弧度中间参数角arctg(tgcos）0.35548弧度中间参数角+0.99484弧度ABC中心角1arccos(cos coscos-sinsin）1.2976弧度ABC180-1180/105.65度 投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。中心角计算采用的计算公式查附注：表1表7。0.50615弧度0.33161弧度0.40143弧度0.34907弧度中间参数角arctg(tgcos）0.35548弧度中间参数角arctg(tgcos）0.33145弧度中间参数角+0.83776弧度BCD中心角1arccos(cos coscos-sinsin）1.07026弧度BCD180-1180/118.68度空间弯曲角的计算步骤，投影角的符号标为标准格式；，查附注：表1表7，找出中心角计算采用的计算公式；，代入相应角度计算。3，空间管AB,BC,CD实长计算投影角 a注：角度符号为标准格式(见图一)，以垂线为轴，顺时针为（+），逆时针为（-）。并且保证必须是此标准格式，否则此计算公式不适用。0.48869弧度b-0.50615弧度c0.33161弧度d-0.57596弧度e0.40143弧度f-0.34907弧度h1给定200.00mmh2给定233.8mmh3给定303.1mmAB段长度LABh1(1+tg2a+tg2d)0.5261.11mmBC段长度LBCh2(1+tg2b+tg2e)0.5285.14mmCD段长度LCDh3(1+tg2c+tg2f)0.5339.02mm142空间管计算演练题说明：演练题要求自己独立完成。通过计算，检验是否掌握空间管计算的计算方法。1，演练题一计算题1符合标准格式一，二面角计算名称符号计算结果单位投影角1 注：角度符号为标准格式(见上图)。0.34907弧度 11.570811.5708弧度 20.34907弧度 21.570820.40143弧度 二面角分角X1arctg(tg1cos1/SIN1）1.5708弧度 二面角分角X2arctg(tg2cos2/SIN2）0.37954弧度 二面角(查表一）X1+X21.95033弧度 二面角180/（X1+X2）111.75度二，空间弯曲角计算空间角ABCABC为真实投影角110度空间角1180-ABC70度投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。中心角计算采用的计算公式查附注：表1表7。1.22173弧度1.16937弧度空间角2arc(coscos)1.43676弧度空间角2arc(coscos)180/82.32度三，空间管AB,BC,CD实长计算投影角a注：角度符号为标准格式(见图一)，以垂线为轴，顺时针为（+），逆时针为（-）。并且保证必须是此标准格式，否则此计算公式不适用。0弧度b-1.22173弧度c0弧度d0弧度e0弧度f1.16937弧度h1给定149.25mmh2给定54.69mmh3给定140.8mmAB段长度LABh1(1+tg2a+tg2d)0.5149.25mmBC段长度LBCh2(1+tg2b+tg2e)0.5159.90mmCD段长度LCDh3(1+tg2c+tg2f)0.5360.35mm计算题2是非标准格式，需变换成标准格式上图是通过作图求得的标准图，必须是标准格式才行。不同投影格式计算公式不同。一，二面角计算名称符号计算结果单位投影角1注：角度符号为标准格式(见上图)。0.40143弧度11.5708弧度10.34907弧度20.40143弧度21.5708弧度20.2618弧度二面角分角X1arctg(tg1cos 1/SIN1）0.32328弧度二面角分角X2arctg(tg2cos 2/SIN2）0.24182弧度二面角(查表一）X1+X20.5651弧度二面角180/（X1+X2）32.38度二，空间弯曲角计算投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。中心角计算采用的计算公式查附注：表1表7。1.22173弧度1.16937弧度空间角1arc(coscos)1.43676弧度空间角1arc(coscos)180/82.32度投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。中心角计算采用的计算公式查附注：表1表7。1.16937弧度1.309弧度空间角2arc(coscos)1.46949弧度空间角2arc(coscos)180/84.20度三，空间管BC,CD,DE实长计算投影角a注：角度符号为标准格式(见图一)，以垂线为轴，顺时针为（+），逆时针为（-）。并且保证必须是此标准格式，否则此计算公式不适用。-1.22173弧度b0弧度c1.309弧度d0弧度e1.16937弧度f0弧度h1给定54.69mmh2给定140.8mmh3给定39.09mmBC段长度LBCh1(1+tg2a+tg2d)0.5159.90mmCD段长度LCDh2(1+tg2b+tg2e)0.5360.35mmDE段长度LDEh3(1+tg2c+tg2f)0.5151.03mm计算题3符合标准格式一，二面角计算名称符号计算结果单位投影角1注：角度符号为标准格式(见上图)。0.2618弧度11.5708弧度10.40143弧度20.2618弧度21.5708弧度21.5708弧度二面角分角X1arctg(tg1cos1/SIN1）0.38911弧度二面角分角X2arctg(tg2cos2/SIN2）1.5708弧度二面角(查表一）X1+X21.9599弧度二面角180/（X1+X2）112.29度二，空间弯曲角计算投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。中心角计算采用的计算公式查附注：表1表7。1.16937弧度1.309弧度空间角1arc(coscos)1.46949弧度空间角1arc(coscos)180/84.20度空间角DEFDEF为真实投影角105度空间角2180-ABC75度三，空间管CD,DE,EF实长计算投影角a注：角度符号为标准格式(见图一)，以垂线为轴，顺时针为（+），逆时针为（-）。并且保证必须是此标准格式，否则此计算公式不适用。0弧度b1.309弧度c0弧度d1.16937弧度e0弧度f0弧度h1给定140.8mmh2给定39.09mmh3给定158.71mmCD段长度LCDh1(1+tg2a+tg2d)0.5360.35mmDE段长度LDEh2(1+tg2b+tg2e)0.5151.03mmEF段长度LEFh3(1+tg2c+tg2f)0.5158.71mm2，演练题二计算空间弯曲角投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。中心角计算采用的计算公式查附注：表1表7。1.0472弧度0.5236弧度空间角arc(coscos)1.12296弧度空间角arc(coscos)180/64.34度计算空间弯曲角投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。中心角计算采用的计算公式查附注：表1表7。0.56252弧度0弧度0.34907弧度中间参数角arctg(tgcos）0.29868弧度中间参数角+0.56252弧度空间角arc(coscos)0.62926弧度空间角arc(coscos)180/36.05度注：此题也可以按第三类公式计算投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。中心角计算采用的计算公式查（注：表1表7）。0.56252弧度0弧度0.34907弧度中间参数角arctg(tgcos）0.29868弧度中间参数角|-|0.56252弧度空间角arc(coscos)0.62926弧度空间角arc(coscos)180/36.05度计算空间弯曲角投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。中心角计算采用的计算公式查附注：表1表7。0.5236弧度1.39626弧度0.95993弧度0.87266弧度中间参数角arctg(tgcos）0.89088弧度中间参数角arctg(tgcos）0.20407弧度中间参数角+1.91986弧度空间角arccos(cos coscos-sinsin）1.94783弧度空间角arccos(cos coscos-sinsin）180/111.60度空间管计算注意事项1，二面角计算必须是标准图形，非标准图形利用作图法（祥见作法）作出标准图形，并且按标准格式代入公式计算。2，空间角计算必须采用标准格式，并且准确选取计算公式。3，空间管实长计算必须采用标准格式。4，利用此计算方法得出计算结果与作图法得出结果相互校对，可使结果准确无误。143 空间管计算考核题上图是通过作图求得的标准图（即保证主视图中间线段BC为真实投影），必须是标准图才行。而且不同投影格式计算公式不同。一，二面角计算名称符号计算结果单位投影角1注：角度符号为标准格式(见上图)。1.03603弧度11.5708弧度11.5708弧度21.03603弧度21.5708弧度21.2247弧度二面角分角X1arctg(tg1cos1/SIN1）1.5708弧度二面角分角X2arctg(tg2cos2/SIN2）0.955弧度二面角(查表一）X1+X22.5258弧度二面角180/（X1+X2）144.72度二，空间弯曲角计算投影角注：角度符号为标准格式(见上图)。中心角计算采用的计算公式查附注：表1表7。0.34907弧度0.34907弧度0弧度0.56252弧度中间参数角arctg(tgcos）0弧度中间参数角arctg(tgcos）0.53484弧度中间参数角|-|0弧度空间角1arccos(cos coscos-sinsin）0.53484弧度空间角1arccos(cos coscos-