《机械制图》教案 第14课 认识其他常用零件的表示方法

课题第14课认识其他常用零件的表示方法

课时2课时(90min)

知识技能目标：

(1)熟悉直齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮各部分名称与参数，并掌握其规定画法

(2)熟悉键与销的种类与标记方法，熟悉键连接与销连接的规定画法,掌握键槽的画法与标注方法

(3)了解常用滚动轴承的结构与分类，熟悉其代号与画法

教学目标

(4)掌握圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称、尺寸关系及规定画法

素质目标：

(1)培养精益求精、科学严谨、追求卓越的工匠精神

(2)领略科技前沿，增强民族自豪感和科技自信心

教学重点：齿轮、键、滚动轴承、弹簧常用零件的表示方法

教学重难点

教学难点：齿轮、键、滚动轴承、弹簧常用零件的绘制与标注

教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材

课前(甥1考勒(2min)一任务引入(5min)一传授新知(48min)一任务实施(15nin)一学以致用

教学设计

(15min)一课堂小结(3min)-＞作业布置(2min)

教学过程主要教学内容及步骤设计意图

【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或

其他学习软件，完成课前任务通过课前任务，让

请大家查阅囱轮、键、滚动轴承、弹簧的相关资料，完成"任务工单一绘学生了解本次课的主

课前任务

制与标注常用零件”中的引导问题。要内容，增加学生的

学习兴趣

【学生】完成课前任务

【教师】使用APP进行签到培养学生的组织纪

考勤

律性，掌握学生的出

(2min)【学生】班干部报请假人员及原因

勤情况

【教师】讲述‘任务引入”中的相关内容，展示“图6-20”图片(详见教材)，

并提出以下问题：通过问题导入的方

任务引入观察图片，思考如何用1:1的比例及规定画法分别在(p25mm处画出深法，引导学生主动思

(5min)沟球轴承6205,在(pl7mm处画出圆锥滚子轴承32203.考，激发学生的学习

兴趣

【学生】观察、思考、回答

【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，讲解常用零件的表示方法运用多媒体课件，

一、齿轮结合问题引导、分组

讨论等方式帮助学生

齿轮传动在机器中应用相当广泛，它能将一根轴上的动力传递给另一根轴，

了解常用机件如齿

传授新知并能根据要求改变另一轴的转速和旋转方向，常见的齿轮有圆柱齿轮、圆锥齿轮、

轮、键、滚动轴承和

(48min)蜗杆和蜗轮。

弹簧的基础知识，通

＞【教师】播放“图6-23动画a"“图6-23动画b"“图6-23动画c”的

过具体例题，让学生

视频(详见教材)，展示常见的齿轮图片(详见教材)，提问：“观察视频，分

掌握常用零件的规定

析这些齿轮轮齿有什么不同？"，安排学生小组讨论并派代表回答问题

画法，提升学生的学

♦【学生】聆听、分组、观察、思考、讨论、回答问题习积极性和主动性

*【教师】总结学生的回答，引出齿轮的分类

按轮齿方向不同，圆柱齿轮可分为直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和人字齿圆

柱齿轮等，圆锥齿轮可分为直齿圆锥齿轮和斜齿圆推齿轮。

1.直齿圆柱齿轮

1)直齿圆柱齿轮各部分名称与参数

直齿圆柱齿轮各部分的名称及重要参数，如图6-25所示(详见教材).

【教师】播放“图63动画"和“图6-25动画”的视频(详见教材)

(1)齿数(z)—齿轮上轮齿的个数.

(2)齿顶圆直径(da)——通过齿轮各齿顶的圆柱面直径。

(3)齿根圆直径(df)—通过齿轮各齿根的圆柱面直径。

(4)分度圆直径(d)------^个假想圆柱面的直径。该假想圆柱面在垂直于

齿向的截面内切割轮齿，使得齿槽宽(e)和齿厚(s)相等，这个假想的圆柱面

称为分度圆.

……(详见教材)

2)单个直齿圆柱齿轮的规定画法

＞【教师】展示“图6・26”图片(详见教材),播放“图6・26a动画"和“图

6-26b动画”的视频(详见教材)，帮助学生更直现的理解圆柱齿轮的规定画法

为简化作图，《机械制图齿轮表示法》(GB/T4459.2—2(X)3)对齿轮的画

法进行了如下规定。

(I)在轮齿部分中，齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制，分度圆和分度线用细点

画线绘制。

(2)在轮齿部分中，齿根圆和齿根线用细实线绘制，也可省略不画。但在剖

视图中，齿根线用粗实线绘制。

(3)表示齿轮一般用两个视图，或用一个视图和一个局部视图。

(4)在剖视图中，当剖切面通过齿轮的轴线时，轮齿一律按不剖处理。

(5)如需要表明齿形，可在图形中用粗实线画出一个或两个齿，也可用适当

比例的局部放大图表示。

＞【知识拓展】

(।)当需要表示齿线的特征时，可用三条与齿线方向一致的细实线表示。直

齿则不需要表示.

(2)当需要注出齿条的长度时，可在画出齿形的图中注出，并在另一视图中

用粗实线画出具范围线。

3)两直齿圆柱齿轮啮合的规定画法

两齿轮啮合时，除啮合区外，其余部分的结构均按单个齿轮的画法绘制，绘

图时应注意以下几点。

(1)画啮合图时，一般采用两个视图表示。在垂直于圆柱齿轮轴线的视图中，

两分度圆相切；啮合区内的齿顶圆用粗实线绘制，或省略不画；齿根线用细实线

绘制或省略不画。

(2)在圆柱齿轮啮合的剖视图中，在啮合区域内，将一个齿轮的轮齿用粗实

线绘制，另一个齿轮的轮齿被遮挡部分用虚线绘制，或被遮挡部分省略不画，且

一个齿轮的齿顶线与另一个齿轮的齿根线之间的间隙为0.25m（模数）。

（3）在平行于圆柱齿轮轴线的外形视图中，两分度线重合，用粗实线绘制；

啮合区的齿顶线K需要画出。

【教师】播放“图6-29动画”的视频（详见教材），帮助学生更直观的

理解两圆柱齿轮啮合时的画法

2.直齿圆锥齿轮

直齿圆锥齿轮的轮齿是在圆锥面上加工而成的，因此轮齿沿圆锥素线方向一

端大、一端小，齿厚、齿槽宽、齿高及模数也随之变化.为了设计和制造方便，

通常规定直齿圆锥齿轮以大端的模数为标准模数，用它来计算和决定齿轮其他各

部分的尺寸。

1）直齿圆锥齿轮各部分名称与代号

*【教师】播放“图6・30二维动画"和"图6・30三维动画”的视频（详见

教材）

直齿圆锥齿轮各部分的名称和代号如图6-30所示（详见教材），其尺寸关系

如表6-7所示（详见教材）。

2）单个直齿圆推齿轮的规定画法

单个直齿圆锥齿轮的画图步骤如图6-31所示（详见教材）,在画图时要注意

以下几点.

（1）圆锥齿轮的主视图一般用剖视图来表示，但轮齿按不剖处理.

（2）画圆锥方轮的左视图时，需要用粗实线画出大端和小端的齿顶圆；用细

点画线画出大端分度圆；不需要画出大、小端的齿根圆和小端分度圆；齿轮轮齿

部分以外的结构均按真实投影绘制。

3）两直齿圆锥齿轮啮合的规定画法

.【教师】展示“图6・32”（详见教材），播放“图6-32动画”的视频（详

见教材），提问：“根据单个直齿图锥齿轮的画法，结合两百齿圆柱齿轮啮合的

画法，尝试绘制两直齿圆锥齿轮啮合的图样”，安排学生分组讨论并派代表展示

结果

小【学生】观察图片、分组、思考、讨论、绘制图样

*【教师】总结学生的绘制情况，详细讲解两直齿圆锥齿轮啮合的画图步骤

圆锥齿轮啮合时的圆法与圆柱齿轮啮合时的画法基本相同，一股采用主、左

视图表示,且主视图画成剖视图。在啮合区域内,应将一个齿轮的齿顶线画成粗

实线，而将另一个齿轮的齿顶线画成虚线或省略不画。此外，两圆锥齿轮啮合时，

其分度线向相切.

3.蜗杆和蜗轮

蜗杆和蜗轮用于垂直交错两轴之间的传动，通常蜗杆是主动的，蜗轮是从动

的。蜗杆、蜗轮的传动比大，结构紧凑，但效率低，蜗杆的齿数（即头数）Z】相

当于螺杆上螺纹的线数。蜗杆常用单头或双头，在传动时，蜗杆旋转一圈，则蜗

轮只转过一个齿或两个齿.因此，可得到大的传动比（i=Z2/Z]*2为蜗轮齿数），

蜗杆和蜗轮的轮齿是螺旋形的，蜗轮的齿顶面和齿根面常制成圆环面.啮合的蜗

杆、蜗轮的模数相同，且蜗轮的螺旋角和蜗杆的螺旋线升角大4版等、方向相同.

蜗杆和蜗轮各部分几何要素的代号和规定画法，如图6-33和图6-34所示（详

见教材），其画法与圆柱齿轮基本相同，但是在蜗轮投影为圆的视图中，只画出

分度圆和齿外圆，不画齿顶圆与齿根圆。在外形视图中，蜗杆的齿根圆和齿根线

用细实线绘制或省略不画.其中，区是蜗杆的轴向齿距；42是蜗轮齿顶的最外圆

直径；口2是蜗轮的齿顶圆环面喉圆的直径.

＞【教师】播放“图6・33动画"和"图6・34动画"（详见教材），详细讲

解简化画法的相关知识

蜗杆和蜗轮的啮合画法，如图6-35所示（详见教材）.在主视图中，蜗轮被

蜗杆遮住的部分不必画出；在左视图中，蜗轮的分度圆和蜗杆的分度线相切。

二、键连接和销连接

键和销都是标准件，键连接和销连接是工程中常用的一种可拆连接。

1.键及键连接

在机器和设备中，通常用键来连接轴和轴上的零件（如齿轮、皮带轮等）。

使它们能一起转动，即在轮孑次口轴上分别加工键槽，用键将轮和轴连接起来进行

转动，这种连接称为键连接。

*【教师】展示“图6・36”（详见教材），播放"图6-36动画“（详见教

材），帮助学生更直观的理解犍连接

1）键的种类及标记

键的种类很多，常见的有普通平键、半圆键和钩头楔键等.其中，普通平键

应用最广,它分为A型、B型和C型三种.

键的标记由国家标准代号、标准件的名称、型号和规格尺寸四部分组成.键

的形式及其标记示例如表6-8所示（详见教材）.

2）键槽的画法及尺寸标注

键是标准件，一般不必画出其零件图，但应画出零件上与键相配合的键槽。

普通平键键槽的画法和尺寸标注如图6-38所示（详见教材）.

*【教师】播放“图6-38动画“（详见教材），帮助学生更直观的理解普

通平键键槽的画法和尺寸标注

3）普通平键连接的画法

普通平键的两侧面为工作面，底面和顶面为非工作面。在绘制装配图时，键

的两侧面和键的底面分别与轴上的键槽接触，故画成一条线，平键的顶面与键槽

的底面之间是有间隙的，必须画成两条线。

当剖切面通过轴的轴线和键的对称面时，轴和键按不剖绘制；为了表示键在

轴上的装配关系，在轴上采用了局部剖视图。

小【教师】播放“图6-39动画“（详见教材），帮助学生更直观的理解普

通平键连接的画法

2.销及销连接

销也是常用的标准件，主要用于零件间的连接、定位或防松。常见的销有圆

柱销、圆推销和开口销三种。开口销经常与开槽螺母配合使用，可起到防松脱的

作用。销的种类、标记及画法如表6-9所示（详见教材）。当剖切面通过销的轴

线时，销按不剖处理。

三、滚动轴承

滚动轴承是用来支承轴的标准件，具有结构紧凑、摩擦力小等优点，因此在

机械生产中被广泛应用。滚动轴承的规格形式多样，且都已经标准化，需要用时

可查阅相关标准。

1.滚动轴承的结构与分类

*【教师】展示“图6・40”图片(详见教材)，提问：“滚动轴承由哪些部

分组成？“并随机抽取学生回答问题

＞＞【学生】玲听、思考、回答问题

＞【教师】公布正确答案，引出滚动轴承的相关知识

滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架四部分组成.内圈与轴相配合，

通常与轴一起转动；外圈一般固定在机体或轴承座内不转动.

滚动轴承的分类方法很多，按其受载荷的方向不同可分为以下三类。

向心轴承：三要承受径向载荷，如深沟球轴承。

推力轴承：只承受轴向载荷，如推力球轴承。

向心推力轴承：同时承受径向和轴向载荷，如圆推滚子轴承。

2.滚动轴承的代号

滚动轴承的代号由前置代号、基本代号和后置代号组成。前置代号和后置代

号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等方面有所改变时，在基本代号左、

右添加的补充代号。若无特殊要求，滚动轴承一般只标记基本代号.

基本代号表示滚动轴承的基本类型、结构和尺寸，是滚动轴承代号的基础。

基本代号由类型代号、尺寸系列代号和内径代号三部分构成，其组成顺序为

类型代号||尺寸系列代号||内径代号|

类型代号：用阿拉伯数字或大写字母表示,如表6-10所示(详见教材).

尺寸系列代号：由轴承宽(高)度系列代号和直径系列代号组成，用两位数

字表示。尺寸系列代号主要用于区分内径相同，而宽度和外径不同的轴承。

内径代号：表示轴承的公称内径，用两位数字表示，具体如下.

-代号为00、01、02、03时，分别表示轴承内径d=10mm、12mm、15

mm、17mm；

——代号为04~96时(22、28、32除外)，代号数字乘以5即为轴承内径；

-轴承公称内径为1~9mm,大于或等于500mm,以及22mm、28mm、

32mm时，内径代号用公称内径数表示，且应与尺寸系列代号之间用"’隔开。

滚动轴承代号标记示例如下。

(1)轴承基本代号6208.

6208

工一内径代号：d=40mm

।--------尺寸系列代号(02)：宽度系列代号0省略，直径系列代号为2

------------类型代号：深沟球轴承

(2)轴承基本代号62/22。

62/22

―内径代号：d=22mm

--------尺寸系列代号(02)：宽度系列代号0省略，直径系列代号为2

।------------类型代号：深沟球轴承

(3)轴承基本代号30312.

30312

—内径代号：d=60mm

--------尺寸系列代号(03)：宽度系列代号0不可省略，直径系列代号:

।-----------类型代号：圆锥滚子轴承

3.滚动轴承的画法

国家标准对滚动轴承的画法进行了统一规定，有规定画法和简化画法两种，

如表6-11所示(详见教材)。其中，简化画法又分为特征画法和通用画法，但在

同一张图样中只允许采用一种画法。

四、弹簧

弹簧是一种用于减振、夹紧、自动复位和储存能量的零件。弹簧的种类很多，

常见的有压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧。

沙【教师】展示”图6.41”图片(详见救材)，播放“图6-41动画a"”图

64动画b"“图6-41动画c”(详见教材)

1,圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称和尺寸关系

如图6-42所示(详见教材)为圆柱螺旋压缩弹簧各部分的尺寸关系。

(1)材料直径(d)：又称线径，是指用于制造弹簧的钢丝直径。

(2)弹簧直径。

弹簧中径D：弹簧的平均直径，。=(劣+4)/2.

弹簧内径5：弹簧的最小直径，O|=D-九

弹簧外径Q:弹簧的最大直径，出=。+乙

(3)节距(t)：除两端的支承圈外，弹簧上相邻两圈截面中心线的轴向距

离,—^=〃3~。/2。

(4)支承圈数：九2)：为了保证弹簧压缩时受力均匀、工作平稳，制造时

需要将弹簧两端并紧且磨平。这部分并紧、磨平的圈数称为支承圈数。支承圈数

有L5圈、2圈和2.5圈三种，2.5圈较为常用，即两端各并紧1.25,其中包括磨

平的0.75圈。

(5)有效圈数(n)：圆柱螺旋压缩弹簧除支承圈外，具有相等节距的圈数。

(6)总圈数(5)：弹簧的支承圈数和有效圈数之和，即％=0

(7)弹簧的自由高度或自由长度(%)：弹簧不受外力作用时的高度,即

Ho=nt+(n2-0.5)(/

当〃2=1.5时HQ=nt+d

当月2=2时Ho=nt+1.5d

当做=2.5时Ho=nt+2d

(8)弹簧展开长度(L):制造弹簧的钢丝长度，即

2

L=勺xj(itD:)+rwiiDn}o

(9)旋向：圆柱螺旋压缩弹簧分左旋和右旋两种。其中，右旋弹簧最为常见。

2.圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法

＞【教师】展示“图6/3”图片(详见教材)，播放“图6-43动画“(详

见教材)，引出圆柱螺旋压缩弹簧的画法

(I)在平行于弹簧轴线投影面的视图或剖视图中，圆柱螺旋压缩弹簧各圈的

轮廓应画成直线。

(2)圆柱螺旋压缩弹簧均可画成右旋，对必须保证的旋向要求应在"技术要

求"中注明。

(3)当要求圆柱螺旋压缩弹簧两端并紧且磨平时，不论支承圈的圈数多少和

末端贴紧情况如何，均按图643所示的形式绘制，必要时可按支承圈的实际结构

绘制。

(4)有效圈数在4圈以上的圆柱螺旋压缩弹簧，中间部分可省略不画，只画

通过弹簧簧丝剖面中心的两条细点画线。当中间部分省略后，并允许适当缩短图

形的长度。

(5)在装配图中，圆柱螺旋压缩弹簧被剖切时，可按图6-44所示(详见教材)

的三种方法绘制。其中，当弹簧簧丝直径在图形上等于或小于2mm时，断面可涂

黑表示，也可以采用示意画法.

(6)零件上,被弹簧挡住的结构f不画出，但其可见部分应从弹簧的夕院

廊或从弹簧簧丝断面的中心、线画起。

如图6-45所示(详见教材)为圆柱螺旋压缩^簧的工作图。当需要表示单簧

负荷与高度之间的变化关系时，必须用图解表示。主视图上方的机械性能曲线画成

直线.其中，片为弹簧的预加负荷，鸟为弹簧的最大负荷，6为弹簧的允许极限

负荷。

3.圆柱螺旋玉缩弹簧的作图步骤

【例6-2】

某圆柱螺旋压缩弹簧簧丝直径，/=5nun,弹簧外径D2=43mm,节距

t=10mm,有效圈数〃=8,支承圈数%=250试画出圆柱螺旋压缩弹簧的剖

视图。

【解】

(1)计算。

总圈数=%+〃=8+2.5=10.5

自由高度"()=〃'+2d=8x10mm+2x5mm=90mm

弹簧中径D=D2-d=43mm-5mm=38mm

展开长度L«=3.14x38mmx10.5»1253mm

(2)画图。

小【救师】展示“图6-46”图片(详见教材)，播放"图6-46动画“(详

见教材)，详细讲解圆柱螺旋压缩弹簧剖视图的画图步骤

①根据弹簧中径D和自由高度〃。作中心、线和端面线。

②画出支承圈部分弹簧簧丝的断面。

③画出有效圈部分弹簧簧丝的断面。先在CE线上根据节距1画出圆2和圆3,

然后分别从圆1与圆2、圆3与圆4圆心辘中点处作垂线与AB线相交，画圆5

和圆6,最后在AB线上根据节距t画出圆7。

④按右旋方向作相应圆的公切线及画剖面线，即完成作图。

【学生】聆听、记录、理解

【教师】安排学生根据课堂知识，完成任务引入中的问题，绘制相应图形通过带领学生在装

任务实施配度中补充绘制滚动

【学生】复习回顾、观察图片、绘制图形

(15min)轴承，让学生充分理

【教师】展示“图6-47”(详见教材)，讲解作图步骤，并评价学生的绘制解所学知识，并与实

情况践相结合

【作图步骤】

(1)查《滚动轴承深沟球轴承外形尺寸》(GB/T276-2013)可知，深

沟球轴承6205的尺寸为d=25mm、0=52mm、

D-d52mm-25mm…

A=-----=---------------=13.5mm，则。

22

(2)查《滚动轴承圆锥滚子轴承外形尺寸》(GB/T297—2015)可知，

圆锥滚子轴承30203的尺寸为d=11mm、£>=40mm、T=13.25mm、

，、AD-d40mm-17mm-「

4=12mm，则A=-----=---------------=11.5mm0

22

(3)根据表6-11(详见教材)画出深沟球轴承6205和圆推滚子轴承30203,

如图6-47所示(详见教材)。

【教师】展示“图6-21“(详见教材)，提出任务，安其浮生分组完成绘制

通过拓展和综合训

如图所示，已知两啮合齿轮的模数，大齿轮齿数加=4mm,两齿轮的中心

练，培养学生的实操

距马=33，试计算两齿轮的分度圆、齿顶圆及齿根圆亘径，并补全直齿圆柱齿

学以致用