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教学单元设计—电气CAD
项 目 | 模块1电气CAD基础 | ||||||
任 务 | 任务1电气制图的一般规则 任务2电气图形符号 | ||||||
授课班级 | 授课教师 | 地 点 | 学时数 | ||||
机春13 | 刘 粲 | 电子教室 | 4 | ||||
教 学 目 的 | 通过该项目的讲解、演示和训练,使学生理掌握电气制图的一般规则,理解电气图形符号及画法。 | ||||||
教 学 目 标 | 能力(技能)目标 | 知识目标 | |||||
1、掌握电气图形符号的画法使用命令,能在实际绘图中应用自如。 | 1、掌握电气工程CAD制图规范。 2、掌握电气图形符号。 | ||||||
重点 难点 及 解决 方法 | 重 点:重点讲述电气工程CAD制图规范、 难 点:电气图形符号及画法使用命令 解决方法:制图规范注意类比机械制图的相同及不同点,对比记忆。 电气图形符号及画法使用命令注意回顾机械CAD所学的基本命令,回忆所学过课程中图形符号的画法。 | ||||||
课型 | 理论实践一体化教学课 | 教学方法 | 项目教学法、四步骤教学法。 | ||||
教具 | 电子课件、电脑、投影仪、CAD软件。 | ||||||
参考 资料 | 1、陈冠玲主编.电气CAD基础教程.清华大学出版社.2011。 2、王素珍主编. 电气工程CAD实用教程.人民邮电出版社.2012。 3、黄玮主编. 电气CAD实用教程.人民邮电出版社.2010。 4、刘继东,谢龙汉主编.AutoCAD 2010电气工程设计. 清华大学出版社.2011。 |
教学内容与过程 | 教学意图 和手段 | ||||
一、课前准备 相关资料准备,准备好电子课件,电气图形符号对照表和准备好电脑及CAD软件,保证教学正常进行。 二、教学过程 步骤一:课程介绍( 10分钟) CAD是“计算机辅助设计”Computer Aided Design的英文缩写,电气CAD是电气专业(广义的电气)采用CAD有关软件,比如AutoCAD,借助计算机,绘制电气专业的设计图(电子版的),比如电路控制图等。若采用打印机也可出纸质图。若是机械专业的采用CAD,就绘制机械图,就是机械CAD。 步骤二:讲解制图规范(35分钟) 一、电气工程CAD制图规范 电气工程设计部门设计、绘制图样,施工单位按图样组织工程施工,所以图样必须有设计和施工等部门共同遵守的一定的格式和一些基本规定,本节扼要介绍国家标准GB/T18135—2000《电气工程CAD制图规则》中常用的有关规定。 1.1图纸的幅面和格式 1.图纸的幅面 绘制图样时,图纸幅面尺寸应优先采用表13-1中规定的的基本幅面。 表13-1 图纸的基本幅面及图框尺寸 代号 B×L a c e mm 幅面 代号 | A0 | A1 | A2 | A3 | A4 |
B×L | 841×11 | 594×841 | 420×594 | 297×420 | 210×297 |
a | 25 | ||||
c | 10 | 5 | |||
e | 20 | 10 |
幅面代号的几何含义,实际上就是对0号幅面的对开次数。如A1中的“1”,表示将全张纸(A0幅面)长边对折裁切一次所得的幅面;A4中的“4”,表示将全张纸长边对折裁切四次所得的幅面,如图13-1所示。
必要时,允许沿基本幅面的短边成整数倍加长幅面,但加长量必须符合国家标准(GB/T146—93)中的规定。
图1基本幅面的尺寸关系
图框线必须用粗实线绘制。图框格式分为留有装订边和不留装订边两种,如图13-2和图13-3所示。两种格式图框的周边尺寸a、c、e见表13-1。但应注意,同一产品的图样只能采用一种格式。
(a)横装 (b)竖装
图13-2 留有装订边图样的图框格式
(a)横装 (b)竖装
图13-3 不留装订边图样的图框格式
国家标准规定,工程图样中的尺寸以毫米为单位时,不需标注单位符号(或名称)。如采用其他单位,则必须注明相应的单位符号。本书的文字叙述和图例中的尺寸单位为毫米,均未标出。
图幅的分区,为了确定图中内容的位置及其他用途,往往需要将一些幅面较大的内容复杂的电气图进行分区,如图13-4所示。
图幅的分区方法是:将图纸相互垂直的两边各自加以等分,竖边方向用大写拉丁字母编号,横边方向用阿拉伯数字编号,编号的顺序应从标题栏相对的左上角开始,分区数应为偶数;每一分区的长度一般应不小于25mm,不大于75 mm,对分区中符号应以粗实线给出,其线宽不宜小于0.5 mm。
图纸分区后,相当于在图样上建立了一个坐标。电气图上的元件和连接线的位置可由此“坐标”而唯一地确定下来。
图13-4图幅的分区
2.标题栏
标题栏是用来确定图样的名称、图号、张次、更改和有关人员签署等内容的栏目,位于图样的下方或右下方。图中的说明、符号均应以标题栏的文字方向为准。
目前我国尚没有统一规定标题栏的格式,各设计部门标题栏格式不一定相同。通常采用的标题栏格式应有以下内容:设计单位名称、工程名称、项目名称、图名、图别、图号等。电气工程图中常用图13-5所示标题栏格式,可供读者借鉴。
图13-5标题栏格式
学生在作业时,采用图13-6所示的标题栏格式。
图13-6作业用标题栏
1.2比例
比例是指图中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。
绘制图样时,应优先选择表13-2中的优先使用比例。必要时也允许从表13-2中允许使用比例中选取。
表13-2 绘图的比例
种类 | 比例 | |
原值比例 | 1:1 | |
放大比例 | 优先使用 | 5:1 2:1 5×10n:×10n:×10n:1 |
允许使用 | 4:1 2.5:1 4×10n:×10n:1 | |
缩小比例 | 优先使用 | 1:2 1:5 1:10 1:2×10n 1:5×10n 1:1×10n |
允许使用 | 1:1.5 1:2.5 1:3 1:4 1:6 1:1.5 ×10n 1:2.5 ×10n 1:3×10n ×10n 1:6×10n |
1.3字体
在图样上除了要用图形来表达机件的结构形状外,还必须用数字及文字来说明它的大小和技术要求等其他内容。
1.基本规定
1.8、2.5、3.5、5、7、10、14、20mm。如需更大的字,其字高应按的比率递增。汉字应写成长仿宋体字,并应采用国家正式公布的简化字。汉字的高度h应不小于3.5,其字宽一般为h/。字母和数字分A型和B型。A型字体的笔画宽度d=h/14,B型字体的笔画宽度d=h/10。在同一张图样上,只允许选用一种型式的字体。字母和数字可写成斜体和直体。斜体字字头向右倾斜,与水平基准线成75°。
1.4图线及其画法
图线是指起点和终点间以任意方式连接的一种几何图形,它是组成图形的基本要素,形状可以是直线或曲线、连续线或不连续线。国家标准中规定了在工程图样中使用的六种图线,其型式、名称、宽度以及应用示例见表13-3。
表13-3 常用图线的型式、宽度和主要用途
图线名称 | 图线型式 | 图线宽度 | 主要用途 |
粗实线 | b | 电气线路、一次线路 | |
细实线 | 约b/3 | 二次线路、一般线路 | |
虚线 | 约b/3 | 屏蔽线、机械连线 | |
细点划线 | 约b/3 | 控制线、信号线、围框线 | |
粗点划线 | b | 有特殊要求线 | |
双点划线 | 约b/3 | 原轮廓线 |
步骤三:介绍电气图用图形符号(35分钟)
2.1电气图用图形符号
1.图形符号的构成
在绘制电气图形时,一般用于图样或其他文件来表示一个设备或概念的图形、标记或字符的符号称为电气图形符号。电气图形符号只要示意图形绘制,不需要精确比例。 电气图用图形符号通常由一般符号、符号要素、限定符号、方框符号和组合符号等组成。
(1)一般符号 它是用来表示一类产品和此类产品特征的一种通常很简单的符号。
(2)符号要素 它是一种具有确定意义的简单图形,不能单独使用。符号要素必须同其他图形组合后才能构成一个设备或概念的完整符号。
(3)限定符号 它是用以提供附加信息的一种加在其他符号上的符号。通常它不能单独使用。有时一般符号也可用作限定符号,如电容器的一般符号加到扬声器符号上即构成电容式扬声器符号。
(4)框形符号 它是用来表示元件、设备等的组合及其功能的一种简单图形符号。既不给出元件、设备的细节,也不考虑所有连接。通常使用在单线表示法中,也可用在全部输入和输出接线的图中。
(5)组合符号 它是指通过以上已规定的符号进行适当组合所派生出来的、表示某些特定装置或概念的符号。
2.图形符号的分类
新的《电气图用图形符号 总则》国家标准代号为GB/4728.1-1985,采用国际电工委员会(IES)标准,在国际上具有通用性,有利于对外技术交流。GB/4728电气图用图形符号共分13部分。
(1)总则 有本标准内容提要、名词术语、符号的绘制、编号使用及其他规定。
(2)符号要素、限定符号和其他常用符号 内容包括轮廓和外壳、电流和电压的种类、可变性、力或运动的方向、流动方向、材料的类型、效应或相关性、辐射、信号波形、机械控制、操作件和操作方法、非电量控制、接地、接机壳和等到电位、理想电路元件等。
(3)导体和连接件 内容包括电线、屏蔽或绞合导线、同轴电缆、端子导线连接、插头和插座、电缆终端头等。
(4)基本无源元件 内容包括电阻器、电容器、电感器、铁氧体磁芯、压电晶体、驻极体等。
(5)半导体管和电子管 如二极管、三极管、电子管等。
(6)电能的发生与转换 内容包括绕组、发电机、变压器等。
(7)开关、控制和保护器件 内容包括触点、开关、开关装置、控制装置、起动器、继电器、接触器和保护器件等。
(8)测量仪表、灯和信号器件 内容包括指示仪表、记录仪表、热电偶、遥没装置、传感器、灯、电铃、峰鸣器、喇叭等。
(9)电信:交换和外围设备 内容包括交换系统、选择器、电话机、电报和数据处理设备、传真机等。
(10)电信:传输 内容包括通信电路、天线、波导管器件、信号发生器、激光器、调制器、解调器、光纤传输
(11)建筑安装平面布置图 内容包括发电站、变电所、网络、音响和电视的分配系统、建筑用设备、露天设备。
(12)二进制逻辑元件 内容包括计数器、存储器等。
(13)模拟元件 内容包括放大器、函数器、电子开关等。
常用电气图图形符号见表13-4。
表13-4电气图形常用图形符号及画法使用命令
序号 | 图形符号 | 说 明 | 画法使用命令 |
1 | 直流电 电压可标注在符号右边,系统类型可标注在左边。 | 直线 | |
2 | 交流电 频率或频率范围可标注在符号的左边 | 样条曲线 | |
3 | 交直流 | 直线、样条曲线 | |
4 | 正极性 | 直线 | |
5 | 负极性 | 直线 | |
6 | 运动方向或力 | 引线 | |
7 | 能量、信号传输方向 | 直线 | |
8 | 接地符号 | 直线 | |
9 | 接机壳 | 直线 | |
10 | 等电位 | 正三角形、直线 | |
11 | 故障 | 引线、直线 | |
12 | 导线的连接 | 直线、圆、 图案填充 | |
13 | 导线跨越而不连接 | 直线 | |
14 | 电阻器的一般符号 | 矩形、直线 | |
15 | 电容器的一般符号 | 直线、圆弧 | |
16 | 电感器、线圈、绕组、扼流圈 | 直线、圆弧 | |
17 | 原电池或蓄电池 | 直线 | |
18 | 动合(常开)触点 | 直线 | |
19 | 动断(常闭)触点 | 直线 | |
20 | 延时闭合的动合(常开)触点 带时限的继电器和接触器触点 | 直线、圆弧 | |
21 | 延时断开的动合(常开)触点 | ||
22 | 延时闭合的动断(常闭)触点 | ||
23 | 延时断开的动断(常闭)触点 | ||
24 | 手动开关的一般符号 | 直线 | |
25 | 按钮开关 | ||
26 | 位置开关,动合触点 开关,动合触点 | ||
27 | 位置开关,动断触点 开关,动断触点 | ||
28 | 多极开关的一般符号,单线表示 | ||
29 | 多极开关的一般符号,多线表示 | 直线 | |
30 | 隔离开关的动合(常开)触点 | ||
31 | 负荷开关的动合(常开)触点 | 直线、圆弧 | |
32 | 断路器(自动开关)的动合(常开)触点 | 直线 | |
33 | 接触器动合(常开)触点 | 直线、圆弧 | |
34 | 接触器动断(常闭)触点 | ||
35 | 继电器、接触器等的线圈一般符号 | 矩形、直线 | |
36 | 缓吸线圈(带时限的电磁电器线圈) | ||
37 | 缓放线圈(带时限的电磁电器线圈) | 直线、矩形 图案填充 | |
38 | 热继电器的驱动器件 | 直线、矩形 | |
39 | 热继电器的触点 | 直线 | |
40 | 熔断器的一般符号 | 直线、矩形 | |
41 | 熔断器式开关 | 直线、矩形 旋转 | |
42 | 熔断器式隔离开关 | ||
43 | 跌开式熔断器 | 直线、矩形 旋转、圆 | |
44 | 避雷器 | 矩形 图案填充 | |
45 | 避雷针 | 圆、图案填充 | |
46 | 电机的一般符号 C-同步变流机 G-发电机 GS-同步发电机 M-电动机 MG-能作为发电机或电动机使用的电机 MS-同步电动机 SM-伺服电机 TG-测速发电机 TM-力矩电动机 IS-感应同步器 | 直线 | |
47 | 交流电动机 | 圆、多行文字 | |
48 | 双绕组变压器,电压互感器 | 直线、圆、复制、修剪 | |
49 | 三绕组变压器 | ||
50 | 电流互感器 | ||
51 | 电抗器,扼流圈 | 直线、圆、 修剪 | |
52 | 自耦变压器 | 直线、圆、 圆弧 | |
53 | 电压表 | 圆、多行文字 | |
54 | 电流表 | ||
55 | 功率因数表 | ||
56 | 电度表 | 矩形、多行文字 | |
57 | 钟 | 圆、直线、修剪 | |
58 | 电铃 | ||
59 | 电喇叭 | 矩形、直线 | |
60 | 蜂鸣器 | 圆、直线、修剪 | |
61 | 调光器 | 圆、直线 | |
62 | 限时装置 | 矩形 多行文字 | |
63 | 导线、导线组、电线、电缆、电路、传输通路等线路母线一般符号 | 直线 | |
中性线 | 圆、直线、图案填充 | ||
65 | 保护线 | 直线 | |
66 | 灯的一般符号 | 直线、圆 | |
67 | 电杆的一般符号 | 圆、多行文字 | |
68 | 端子板 | 矩形、多行文字 | |
69 | 屏、台、箱、柜的一般符号 | 矩形 | |
70 | 动力或动力—照明配电箱 | 矩形、图案填充 | |
71 | 单项插座 | 圆、直线、修剪 | |
72 | 密闭(防水) | ||
73 | 防爆 | 圆、直线、修剪、图案填充 | |
74 | 电信插座的一般符号 可用文字和符号加以区别: TP—电话 TX—电传 TV—电视 *--扬声器 M—传声器 FM—调频 | 直线、修剪 | |
75 | 开关的一般符号 | 圆、直线 | |
76 | 钥匙开关 | 矩形、圆、直线 | |
77 | 定时开关 | ||
78 | 阀的一般符号 | 直线 | |
79 | 电磁制动器 | 矩形、直线 | |
80 | 按钮的一般符号 | 圆 | |
81 | 按钮盒 | 矩形、圆 | |
82 | 电话机的一般符号 | 矩形、圆、修剪 | |
83 | 传声器的一般符号 | 圆、直线 | |
84 | 扬声器的一般符号 | 矩形、直线 | |
85 | 天线的一般符号 | 直线 | |
86 | 放大器的一符号 中断器的一般符号,三角形指传输方向 | 正三角形、直线 | |
87 | 分线盒一般符号 | 圆、修剪、直线 | |
88 | 室内分线盒 | ||
室外分线盒 | |||
90 | 变电所 | 圆 | |
91 | 杆式变电所 | ||
92 | 室外箱式变电所 | 直线、矩形、图案填充 | |
93 | 自耦变压器式启动器 | 矩形、圆、直线 | |
94 | 真空二极管 | 圆、直线 | |
95 | 真空三极管 | ||
96 | 整流器框形符号 | 矩形、直线 |
1.电气设备用图形符号的用途
电气设备用图形符号是完全区别于电气图用图形符号的另一类符号。设备用图形符号主要用于各种类型的电气设备或电气设备部件,使操作人员了解其用途和操作方法。这些符号也可用于安装或移动电气设备的场合,以指出诸如禁止、警告、规定或等应注意的事项。
设备用图符号与电气简图用图符号的形式大部分是不同的。但有一些也是相同的,不过含义大不相同。例如,设备用熔断器图形符号虽然与电气简图符号的形式是一样的,但电气简图用熔断器符号表示的是一类熔断器。而设备用图形符号如果标在设备外壳上,则表示熔断器盒及其位置;如果标在某些电气图上,也仅仅表示这是熔断器的安装位置。
2.常用设备用图形符号
电气设备用图形符号分为6个部分:通用符号,广播、电视及音响设备符号,通信、测量、定位符号,医用设备符号,电话教育设备符号,家用电器及其他符号,如表13-5。
表13-5常用设备用图形符号
序号 | 名称 | 符号 | 应用范围 |
1 | 直流电 | 适用于直流电的设备的铭牌上,以及用来表示直流电的端子 | |
2 | 交流电 | 适用于交流电的设备的铭牌上,以及用来表示交流电的端子 | |
3 | 正极 | 表示使用或产生直流电设备的正端 | |
4 | 负极 | 表示使用或产生直流电设备的负端 | |
5 | 电池检测 | 表示电池测试按钮和表明电池情况的灯或仪表 | |
6 | 电池定位 | 表示电池盒本身及电池的极性和位置 | |
7 | 整流器 | 表示整流设备及其有关接线端和控制装置 | |
8 | 变压器 | 表示电气设备可通过变压器与电力线连接的开关、控制器、连接器或端子,也可用于变压器包封或外壳上 | |
9 | 熔断器 | 表示熔断器盒及其位置 | |
10 | 测试电压 | 表示该设备能承受500V的测试电压 | |
11 | 危险电压 | 表示危险电压引起的危险 | |
12 | 接地 | 表示接地端子 | |
13 | 保护接地 | 表示在发生故障时防止电击的与外保护导线相连接的端子,或与保护接地相连接的端子 | |
14 | 接机壳、接机架 | 表示连接机壳、机架的端子 | |
15 | 输入 | 表示输入端 | |
16 | 输出 | 表示输出端 | |
17 | 过载保护装置 | 表示一个设备装有过载保护装置 | |
18 | 通 | 表示已接通电源,必须标在开关的位置 | |
19 | 断 | 表示已与电源断开,必须标在开关的位置 | |
20 | 可变性(可调性) | 表示量的被控方式,被控量随图形的宽度而增加 | |
21 | 调到最小 | 表示量值调到最小值的控制 | |
22 | 调到最大 | 表示量值调到最大值的控制 | |
23 | 灯、照明设备 | 表示控制照明光源的开关 | |
24 | 亮度、辉度 | 表示亮度调节器、电视接收机等设备的亮度、辉度控制 | |
25 | 对比度 | 表示电视接受机等的对比度控制 | |
26 | 色饱和度 | 表示彩色电视机等设备上的色彩饱和度控制 |
1.电气制图CAD的规范有哪些?
2.电气制图粗实线的宽度为多少,细实细线的宽度为多少?
步骤五:课堂练习(75分钟)
1、常用电气图形符号的记忆及画法练习。
2、电气制图CAD的规范的记忆。
步骤六:现场评分与练习总结(15分钟) |