异径圆柱圆锥裤形三通的设计和应用

有一个异径圆柱圆锥裤形三通，见图10-11。已知大圆柱直径D=600mm，小圆柱直径d=400mm，大小圆柱轴线距离600mm。大圆柱顶面至辅助（交接）球心距离400mm，小圆柱底面至辅助（交接）球心距离300mm，两辅助（交接）球心垂直距离800mm。

第一步，计算机辅助绘图法画实样。

在AutoCAD环境中打开一张新图按以下步骤作图。

图10-12操作过程说明如下。

1）画两辅助（交接）球心十字线。

2）分别以此中心，用大圆柱直径D=600mm和小圆柱直径d=400mm画两辅助球投影圆。

3）在两辅助圆左右两边分别画它们的公切线。

4）以上面辅助圆左边象限点为起点向上400mm画线—向右600mm画线—向下400mm画线。再以下面辅助圆左边象限点为起点向下300mm画线—向右400mm画线—向上300mm画线。

图10-11

通过以上作图，画完了异径圆柱圆锥裤形主管和左裤形管，接下来画右裤形管，见图10-13。操作过程说明如下。

图10-13

1）通过延长和修剪有关线段得1、2、3、4交点，并且连接1、2和3、4画两条线，见图10-13a。

2）以大圆柱（主管）轴线为镜像线，镜像小圆柱和圆锥部分，见图10-13b。

3）修剪左右圆锥重叠部分，并且连接5、6画线。

通过以上作图，已经完成了异径圆柱圆锥裤形三通实样图，见图10-13c。接下来，需要对它的形状特点进行分析，把它分成经过斜截的3个基本件。

4）将图10-13c复制3次，分别对它们进行删除、旋转、移动、延伸、修剪和添加辅助线可以得到图10-13d所示的3个基本件，并在各基本件图形中获取展开的基本参数。注意，复制第2个基本件时保留两辅助圆中心十字线，连接它们即为圆锥体的中心轴线，见图10-14中A点放大图。

第二步，获取基本件展开的基本参数。

第1个基本件为双截半圆管，用线性标注和角度标注得到圆管直径D=600mm、圆管直段高H=416.71 mm和斜截角度α1=α2=18.48°，见图10-14a。

图10-14

双截半圆管展开的基本参数见表10-2。

表10-2 双截半圆管展开的基本参数

第2个基本件为两端斜截的圆锥管。小端为斜截，大端为非对称局部斜截（见图10-14c），用线性标注和角度标注并整理后得下列基本参数：

3个斜截圆锥展开的基本参数见表10-3。

表10-33 个斜截圆锥展开的基本参数(www.xing528.com)

第3个基本件为斜截圆管，用线性标注和角度标注可以得到圆管直径d=400mm、圆管直段高H=288.86mm和斜截角度β=18.48°，见图10-14b。

斜截半圆管展开的基本参数见表10-4。

表10-4 斜截半圆管展开的基本系数

第三步，对各基本件的展开。

基于上述的分析和准备，异径圆柱圆锥裤形三通展开的复杂问题，转变为双截半圆管、斜截圆管和斜截圆锥3种简单问题。

这3种简单问题可以采用计算法进行展开，但是仍然比较繁琐。采用钣金展开放样系统就十分简单了。现在以上述第2个基本件为例介绍如下，调用下拉菜单“钣金展开（B）”→“圆锥”→“斜截圆锥”菜单项，马上就会显示基本参数输入对话框，见图10-15。

图10-15

将斜截位置I展开的基本参数H=3000mm、D1=603.02mm、β=18.48°、H2=1011.14mm、等分数N=24和输出文件名“裤叉中段-I”输入对话框，输入无误时，点选确定按钮，钣金展开放样系统即刻计算完成，并且自动将计算结果（包括数据文件和图形文件）写入磁盘，同时在屏幕上输出比例为1∶1的展开图形，见图10-16。用户可以在相应的目录如..\ACAD2006\BJZK\RESULT下找到裤叉中段-I.TXT和裤形中段-I.DWG，它们就是系统计算完毕写入的计算结果文本和图形磁盘文件，可将它们打印出来供现场施工用。

同样，将斜截位置Ⅱ展开的基本参数H=3000mm、D1=603.02mm、β=53.13°、H2=0、等分数N=24、输出文件名“裤叉中段-Ⅱ”；斜截位置Ⅲ展开的基本参数H=3000mm、D1=603.02mm、β=18.48°、H2=16.7mm、等分数N=24、输出文件名“裤叉中段-Ⅲ”输入对话框。点击确定按钮，得到另外的计算结果文本和图形磁盘文件。它们的图形分别见图10-17a、b。

图10-16

第四步，展开曲线的合成，见图10-18。

图10-17

图10-18

1）将图10-17b斜截位置Ⅲ的展开曲线复制到图10-16的对应位置中，见图10-18a。

2）将图10-17a斜截位置Ⅱ的展开曲线复制到图10-16的对应位置中，见图10-18b。

3）将图10-18b曲线Ⅱ旋转半个扇形角度，并且镜像它，见图10-18c。

4）完成最后修剪的第2个基本展开件，见图10-18d。

对于第1和第3基本件可分别调用下拉菜单“钣金展开（B）”→“圆管”→“双截半圆管”和“钣金展开（B）”→“圆管”→“斜截圆管”菜单项。操作过程单一，并且类同上述第2基本件，限于篇幅不再赘述。它们的展开图见图10-19。

由此可见，经过对复杂展开件的分析和准备，展开的复杂问题可以转变为几种简单问题。再使用计算机辅助设计法。

图10-19