《工程制图》课件-第7章

7.1螺纹

7.2螺纹紧固件

7.3键、销连接

7.4滚动轴承

7.5齿轮

第7章标准件与常用件

7.1.1螺纹的基本知识

1．螺纹的形成

螺纹是以平面图形(如三角形、梯形、锯齿形等)在圆柱或圆锥表面上沿着螺旋线运动所形成的连续凸起和沟槽部分。螺纹在机件上起连接或传动作用。在圆柱或圆锥外表面上所形成的螺纹称外螺纹；在圆柱孔或圆锥孔内表面上所形成的螺纹称内螺纹，如图7-1所示。螺纹的加工方法很多，图7-1(a)、(b)表示在车床上车削螺纹的情况。图7-1(c)、(d)表示直径较小的螺纹加工。7.1螺纹图7-1螺纹的加工方法(a)车削外螺纹；(b)车削内螺纹；(c)套扣外螺纹；(d)攻内螺纹

2．螺纹的要素

1)牙型

在螺纹轴线剖面上的螺纹轮廓形状称为牙型。常见的牙型有三角形(普通螺纹)、梯形(梯形螺纹)和锯齿形(锯齿形螺纹)等。不同牙型的螺纹，其用途也不同。

2)直径

螺纹直径有大径(外螺纹用d表示，内螺纹用D表示)、中径和小径之分，如图7-2所示。普通螺纹和梯形螺纹的大径又称公称直径。外螺纹的大径和内螺纹的小径又称螺纹的顶径，外螺纹的小径和内螺纹的大径又称螺纹的底径。图7-2螺纹的直径

3)线数(n)

线数是指形成螺纹的螺旋线条数，螺纹有单线和多线之分，如图7-3所示。图7-3螺纹的线数、螺距、导程(a)单线螺纹；(b)双线螺纹

4)螺距(P)和导程(Ph)

螺纹相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离，称为螺距P。同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的距离，称为导程Ph。单线螺纹Ph

= P，多线螺纹Ph = nP。

5)旋向

螺纹分左旋和右旋两种，如图7-4所示。顺时针方向旋入的螺纹为右旋螺纹(轴线竖立时右高左低)；逆时针方向旋入的螺纹为左旋螺纹(轴线竖立时左高右低)。工程上常用右旋螺纹，特殊场合才使用左旋螺纹。图7-4螺纹的旋向7.1.2螺纹的规定画法

1．外螺纹的画法

如图7-5所示，在平行于螺纹轴线的投影面上的视图中，螺纹牙顶所在的轮廓线(即大径)画成粗实线，螺纹牙底所在的轮廓线(即小径)画成细实线，小径通常画成大径的0.85倍，螺纹端部的倒角或倒圆应如实画出(见图7-5(a))，螺纹终止端(螺纹的终止线)用粗实线画出。在垂直于螺纹轴线的投影面上的视图中(见图7-5(b))，牙顶圆用粗实线圆画出，牙底圆(小径圆)用约3/4圈细实线圆表示，倒角圆省略不画。图7-5外螺纹的画法

2．内螺纹的画法

如图7-6所示，在剖视图中，内螺纹牙顶轮廓(小径)的投影用粗实线表示，牙底轮廓(大径)的投影用细实线表示，螺纹终止线用粗实线绘制，剖面线应画到表示小径的粗实线为止。在垂直于螺纹轴线的投影面的视图上，表示大径的细实线圆只画3/4圈，表示倒角的投影圆不应画出。图7-6内螺纹的剖视图当内螺纹不作剖视时，螺纹不可见部分均按虚线绘制，如图7-7所示。

注意：对于螺纹盲孔(不穿通的螺纹孔)，应将钻孔深度与螺纹部分分别画出，且螺纹不能画到孔底，钻头头部形成的锥顶角画成120°，如图7-7主视图所示。图7-7内螺纹未剖时的画法

3．内、外螺纹的连接画法

在用剖视画法表示内、外螺纹连接时，内外旋合的部分应按外螺纹的画法绘制，其余部分按各自的规定画法表示，如图7-8所示。应注意：表示内、外螺纹大径的细实线和粗实线，以及表示内、外螺纹小径的粗实线和细实线必须分别对齐。图7-8内、外螺纹的连接画法

4．螺纹牙型的表示法

当需要表示牙型时，如非标准螺纹，可按图7-9的局部剖视图或局部放大图的形式绘制。图7-9螺纹牙型表示法(a)局部剖视图；(b)局部放大图7.1.3常用螺纹的种类和标注

1．螺纹的种类

螺纹按用途分为连接螺纹和传动螺纹两类，前者起连接作用，后者用于传递动力和运动。常用螺纹如下：

2．螺纹的标注

由于各种不同螺纹的画法都是相同的，无法表示出螺纹的种类和要素，因此绘制螺纹图样时，必须通过标注予以明确，各种常用螺纹的标注方法如表7-1所示。表7-1常用螺纹的种类和标记示例

1)普通螺纹的标注

普通螺纹的标记内容及格式为

螺纹特征代号公称直径×螺距—公差带代号—旋和长度代号—旋向

普通螺纹的特征代号为“M”，公称直径一般指螺纹的大径。

同一公称直径的普通螺纹，其螺距有粗牙和细牙之分，按规定，粗牙普通螺纹标注时不标注螺距，在标注细牙普通螺纹时，必须注出螺距。当螺纹为左旋时，需注明代号“LH”，右旋不标注。公称直径与螺距系列可查阅表7-2。表7-2普通螺纹(GB/T193—1981)注：①优先选用第一系列，括号内尺寸尽可能不用；②公称直径D、d第三系列未列入。普通螺纹公差带代号包括中径公差带代号和顶径公差带代号，分别由数字和字母组成，数字表示公差等级，字母反映公差带位置。外螺纹用小写字母表示，如5g6g，内螺纹用大写字母表示，如6H7H。若中径和顶径的公差带代号相同，可只注写一个代号，如6g或7H。若螺纹的直径大于或等于1.6 mm，公差带代号为6H、6g时，可省略不标注。

螺纹的旋合长度分短、中、长三组，其代号分别为S、N、L。中等旋合长度“N”可省略不注。具体标注示例见表7-1。

2)梯形螺纹和锯齿形螺纹的标注

梯形螺纹和锯齿形螺纹的标注内容相同，均按下列顺序书写：

螺纹特征代号公称直径×螺距或导程(P螺距)旋向—公差带代号—旋和长度代号

梯形螺纹的牙型代号为“Tr”，锯齿形螺纹的牙型代号为“B”，单线螺纹的尺寸规格用“公称直径 × 螺距”表示；多线螺纹用“公称直径 × 导程(P螺距)”表示。

梯形螺纹和锯齿形螺纹的公差带代号只标注中径公差带代号。具体标注示例见表7-1。

3)管螺纹的标注

(1)用螺纹密封的管螺纹，包括圆锥内螺纹(代号为Re)与圆锥外螺纹(代号为R2)、圆柱内螺纹(代号为Rp)与圆锥外螺纹(代号为R1)两种连接方式，这两种连接方式的螺纹副(内外螺纹装配在一起)本身具有一定的密封能力。其标记的内容和格式为

螺纹特征代号尺寸代号 — 旋向代号

(2)非螺纹密封的管螺纹标记内容及格式为

螺纹的特征代号尺寸代号公差等级代号 — 旋向代号非螺纹密封的管螺纹的特征代号为“G”；尺寸代号用阿拉伯数字表示，单位是英寸；公差等级代号，外螺纹分A、B两级，内螺纹公差等级只有一种，不用标记。

应注意：各种管螺纹的尺寸代号不是指螺纹的大径尺寸，其数值与管子的孔径相近，作图时可根据尺寸代号在表7-3中查取相应的尺寸。表7-3非螺纹密封的管螺纹(GB/T7307—1987)螺纹紧固件的种类很多，常用的紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母、垫圈等，如图7-10所示。7.2螺 纹 紧 固 件图7-10螺纹紧固件7.2.1螺纹紧固件的种类和标记

1．螺栓

螺栓由带有螺纹的圆柱杆和棱柱形的头部组成，头部为六棱柱的称为六角头螺栓。常用六角头螺栓的有关尺寸、画法和标记如表7-4所示。

2．螺母

螺母有六角形、方形、六角开槽等多种形式，圆柱孔内制有螺纹。常用六角螺母的有关尺寸、画法和标记形式如表7-5所示。

3．垫圈

垫圈有平垫圈、弹簧垫圈等，平垫圈可保护被连接零件表面，弹簧垫圈则具有放松作用。常用平垫圈的有关尺寸、画法和标记形式如表7-6所示。表7-6平垫圈双头螺柱是圆柱杆两头均制有螺纹的紧固件。旋入被连接零件螺孔内的一端bm称为旋入端；螺母旋入的一端b称为螺母旋入端。双头螺柱常用于被连接零件之一较厚的情况。

双头螺柱旋入端bm由被旋入零件材料的强度确定，因此有如下相应的国家标准规定：

零件材料是钢或青铜时，

bm = 1d (GB/T897—1988)零件材料是铸铁时，

bm = 1.25d (GB/T898—1988)

零件材料强度在铸铁与铝之间时，

bm = 1.5d (GB/T899—1988)

零件材料是纯铝时，

bm = 2d (GB/T900—1988)

双头螺柱的画法和标记方法如表7-7所示。

5．螺钉

螺钉的种类很多，按螺钉的用途分为连接螺钉和紧定螺钉。按头部形状分，常用的有开槽盘头螺钉、开槽沉头螺钉、十字槽盘头螺钉等。常用螺钉的有关尺寸、画法和标记形式如表7-8、表7-9所示。表7-7双头螺柱表7-8开槽螺钉开槽圆柱头螺钉(GB/T65—2000)、开槽沉头螺钉(GB/T68—2000)、开槽盘头螺钉(GB/T67—2000)表7-9开槽紧定螺钉锥端(GB/T71—1985)、平端(GB/T73—1985)、长圆柱端(GB/T75—1985)7.2.2螺纹紧固件的连接画法

螺纹紧固件的连接形式有螺栓连接、螺柱连接和螺钉连接三种。画螺纹紧固件连接图时，应遵守下述基本规定：

(1)两零件接触表面只画一条线；不接触的相邻表面，不论其间距大小均应画两条线。

(2)两零件邻接时，不同零件的剖面线方向应相反，或者方向一致、间距不等；但同一零件的剖面线在各视图中应同方向、同间距。

(3)对于紧固件和实心件(如螺栓、螺钉、螺柱、螺母、垫圈、键、销、球及轴等)，若剖切平面通过它们的轴线时，则这些零件都按不剖绘制，仍画外形；需要时可采用局部剖视。

1．螺栓连接

螺栓连接用于连接两个厚度不大的零件。被连接零件上的通孔直径略大于螺纹的公称直径，一般约等于1.1d。将螺栓穿入两零件的通孔，在螺杆的一端套上垫圈，再拧紧螺母使之紧固，如图7-11(a)所示。

画螺栓连接图时，应根据紧固件的标记，按其相应标准中的各部分尺寸绘制。但为了方便作图，通常将各部分的尺寸按螺栓大径d的比例关系近似地画出，如图7-11(b)所示。

画图时，需要知道螺栓的形式、大径和被连接两个零件的厚度及螺栓的公称长度l。螺栓的公称长度l从图7-11(a)中可求得

l = d1+d2 + h + m + a图7-11螺栓连接

2．双头螺柱连接

双头螺柱连接常用于一个被连接零件较厚，而另一个被连接零件不太厚的情况。先将双头螺柱的旋入端bm全部旋入被连接零件的螺孔中，然后将另一个零件的通孔套在双头螺柱上，再套上垫圈，旋紧螺母(见图7-12(a))，这样就把被连接的两零件连接起来了。图7-12双头螺柱连接画双头螺柱连接图时，可按图7-12(b)所示的比例关系近似地画出。

双头螺柱的公称长度l按下列公式计算(然后选用近似的标准长度)：

l = d + h + m + a

3．螺钉连接

螺钉连接常用于受力不大且又常拆卸的场合。将螺钉穿过被连接零件的通孔，再旋入到另一被连接零件的螺纹孔内(见图7-13)，这样就把被连接的两零件连接起来了。图7-13螺钉连接螺钉的公称长度也是按与螺栓、双头螺柱相类似的方式计算出，再选用近似的标准系列长度。

画螺钉连接图时，可按图7-13(b)所示的比例关系近似地画出。在俯视图中，螺钉槽画成倾斜45°方向，当槽宽小于等于2mm时可涂黑，在主、左视图中开槽位置画在对称于轴线处。

紧定螺钉也是在机器上常用的一种螺钉。它常用来防止两个相配零件产生相对运动。图7-14示出了用开槽锥端紧定螺钉限定轮和轴的相对位置，使它们不能产生相对运动的图例，图7-14(a)表示零件图上螺孔和锥坑的画法，图7-14(b)为连接图的画法。紧定螺钉的尺寸见表7-9。图7-14紧定螺钉连接(a)锥坑和螺孔的画法；(b)紧定螺钉连接画法7.3.1键连接

键通常用来连接轴和装在轴上的传动零件(如齿轮、带轮等)，起传递扭矩的作用，如图7-15所示。7.3键、销连接图7-15普通平键连接(a)轴；(b)轮毂；(c)普通平键；(d)连接

1．键的种类和标记

键是标准件。最常见的形式是普通平键。普通平键又分为圆头(A型)、平头(B型)和单圆头(C型)三种(见图7-16)，其中A型使用最多。图7-16普通平键普通平键和键槽的断面尺寸可按轴径查阅表7-10。键的长度尺寸根据设计要求由表7-10中选定。

普通平键在标记时，A型平键省略A字，而B型、C型应写出B或C字。

例如b = 18 mm、h = 11 mm、l = 100 mm的圆头普通平键，则标记为

GB/T1096键18 × 11 × 100

又如b = 18 mm、h = 11mm、l = 100 mm的单圆头普通平键，则标记为

GB/T1096键C18 × 11 × 100表7-10键和键槽的断面尺寸(GB/T1095—2003)、  普通平键的形式尺寸(GB/T1096—2003)

2．键槽的画法和尺寸标注

轴上键槽和轮毂上键槽的画法及尺寸注法如图7-17所示。图7-17轴和轮毂上的键槽画法及尺寸注法(a)轴上的键槽画法、尺寸注法；(b)轮毂上的键槽画法、尺寸注法

3．键的连接画法

普通平键的连接画法如图7-18所示。普通平键是以两侧面为工作面，在键连接中，键的两个侧面与轴和轮毂上的键槽两侧面接触，键的底面与轴上键槽的底面接触，故均画一条线；键的顶面为非工作面，与轮毂有间隙，故应画成两条线；当沿着键的纵向剖切时，键按不剖绘制；当沿着键的横向剖切时，则要画上剖面线。图7-18普通平键的连接画法7.3.2销连接

销在机械传动中用来传递动力或连接零件，或在装配时起定位零件作用。常用的销有圆柱销和圆锥销。

圆柱销和圆锥销在零件定位时，为了保证精度，应将两零件的位置调整准确后，同时用钻头先钻孔，再铰孔，如图7-19所示。圆柱销用于不常拆卸的定位情况；而圆锥销多用于经常拆卸的定位情况。销的连接画法如图7-20所示。在零件图中，除了注明销孔的尺寸外，还要注明其加工情况。图7-21示出了零件图上销孔的尺寸标注方法。图7-19销孔加工(a)钻孔；(b)铰孔图7-20销的连接画法(a)圆柱销连接；(b)圆锥销连接图7-21销孔尺寸注法(a)件2的尺寸注法；(b)件1的尺寸注法圆柱销和圆锥销的标记方法相同，其形式、尺寸和标准代号见表7-11和表7-12。表7-11圆柱销(GB/T119.1—2000)表7-12圆锥销(GB/T117—2000)7.4.1滚动轴承的结构、分类和代号

滚动轴承的种类很多，但结构大体相同，一般由外圈、内圈、滚动体和隔离罩(保持架)组成，如图7-22所示。7.4滚动轴承图7-22滚动轴承(a)单列向心球轴承；(b)单向推力球轴承；(c)单列圆锥滚子轴承轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号构成，其排列如图7-23所示。基本代号表示轴承的基本类型、结构尺寸，是轴承代号的基础。前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充代号，在一般情况下，可不必标注。

轴承类型代号用数字或字母来表示，具体可查阅GB/T272—1993。图7-23轴承代号的构成尺寸系列代号由轴承的宽(高)度系列代号和直径系列代号组合而成，用两位数字来表示。它的主要作用是用来区别内径相同而宽度和外径不同的轴承。具体代号可查阅相关标准。

内径代号表示轴承的公称内径(轴承内圈的孔径)，一般也由两位数字组成。在内径代号中，表示内径的两位数字从“04”开始，用这两个数字乘以5，即为轴承的内径尺寸。表示内径的两位数字在“04”以下时，标准规定：00表示d=10；01表示d=12；02表示d=15；03表示d=17。7.4.2滚动轴承的标记

滚动轴承的标记示例如下。

【例7-1】深沟球轴承6206：

6——轴承类型代号，表示深沟球轴承。

2——尺寸系列代号(02)，表示宽度系列代号0省略，直径系列代号为2。

06——内径代号，表示：内径尺寸 = 6 × 5 = 30 mm。

规定标记为：滚动轴承6206

GB/T

276—1994

【例7-2】推力球轴承513110：

5——轴承类型代号，表示推力球轴承。

13——尺寸系列代号，高度系列代号为1，直径系列代号为3。

1——直径系列代号。

10——内径代号，表示：内径尺寸= 10 × 5 = 50mm。

规定标记为：推力球轴承513110

GB/T4663—19947.4.3滚动轴承的画法

为了在图样中清晰、简便地表示滚动轴承，国家标准中规定了滚动轴承的三种画法，即特征画法、规定画法和通用画法(表7-13中各轴承的上部为规定画法，下部为通用画法)。常用滚动轴承的画法见表7-13，其各部尺寸可根据轴承代号由标准中查得(参见表7-14)。表7-13常用滚动轴承类型、画法及特征画法表7-14滚动轴承注：圆括号中的尺寸系列代号在轴承代号中省略。7.5.1齿轮的种类

齿轮是机械设备中常见的传动零件。齿轮不仅可以用来传递运动和动力，并且还能改变转速和旋转方向。

图7-24表示三种常见的齿轮传动形式。圆柱齿轮通常用于平行轴之间的传动，如图7-24(a)所示；圆锥齿轮用于相交两轴之间的传动，如图7-24(b)所示；涡轮涡杆传动用于交叉两轴之间的传动，如图7-24(c)所示。7.5齿轮图7-24常见的齿轮传动(a)圆柱齿轮；(b)圆锥齿轮；(c)涡杆与涡轮7.5.2直齿圆柱齿轮

1．直齿圆柱齿轮各部分的名称及代号(见图7-25)

(1)齿顶圆：通过齿轮顶面的圆，其直径用da表示。

(2)齿根圆：通过齿轮根部的圆，其直径用df表示。

(3)分度圆：在齿顶圆和齿根圆之间的假想圆，标准齿轮在该圆上的齿厚s和槽宽e相等，其直径用d表示。

(4)齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离，以ha表示。

(5)齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离，以hf表示。

(6)齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离，以h表示(h = ha

+ hf)。

(7)齿距：分度圆上相邻两个轮齿上对应点之间的弧长，以p表示。齿距由齿厚s和槽宽e组成。在标准齿轮中，s=e=p/2，p=s+e。

(8)中心距：两啮合齿轮中心之间的距离，以a表示，a= (d1 + d2)/2。图7-25齿轮各部分名称及代号

2．直齿圆柱齿轮的基本参数

(1)齿数：一个齿轮的轮齿总数，以z表示。

(2)模数：由于齿轮的分度圆周长为zp=πd，则d =zp/π，为方便计算，将p/π称为模数，以m表示，单位为mm，则d = mz。模数是设计、制造齿轮的重要参数。模数的数值已标准化，如表7-15所列。

(3)压力角：齿廓受力方向与齿轮瞬时运动方向的夹角，以a 表示(见图7-25(b)点c处)。标准齿轮的压力角为20°。表7-15圆柱齿轮模数注：优先采用第一系列，其次是第二系列，括号内的模数尽量不用。

3．直齿圆柱齿轮各部分的尺寸计算

齿轮的基本参数z、m确定之后，其余各部分的尺寸可按表7-16中的公式计算。表7-16直齿圆柱齿轮各部分尺寸的计算公式

4．直齿圆柱齿轮的规定画法

1)单个齿轮的规定画法(见图7-26)

(1)在表示齿轮端面的视图中，齿顶圆用粗实线，齿根圆用细实线或不画，分度圆用细点画线画出，如图7-26(a)所示。

(2)另一视图一般画成全剖视图，而轮齿按不剖处理。用粗实线表示齿顶线和齿根线，用细点画线表示分度线，如图7-26(b)所示。

(3)若不画成剖视图，则齿根线可省略不画，如图7-26(c)所示。

(4)当齿轮为斜齿、人字齿时，需要表示齿线的特征，可用三条与齿线方向一致的细实线表示，如图7-26(c)、(d)所示。图7-26单个齿轮的规定画法

2)两齿轮啮合的规定画法(见图7-27)

(1)在表示齿轮端面的视图中，啮合区内的齿顶圆均用粗实线绘制，两分度圆用相切的细点画线表示，如图7-27(a)中的左视图所示。但也可画成图7-27(b)的形式(啮合区的粗实线省略)。

(2)若不作剖视，啮合区内的齿顶线不画，分度线用粗实线绘制，如图7-27(c)所示。

(3)在剖视图中，啮合区的投影如图7-28所示，齿顶和齿根之间有0.25 mm的间隙，应画双线，且其中一齿顶线应画成虚线。图7-27齿轮啮合的规定画法图7-28两个齿轮啮合的间隙

3)齿轮、齿条的啮合画法

当齿轮的直径无限大时，它的齿顶圆、齿根圆、分度圆和齿廓都变成了直线，齿轮变成了齿条。齿轮和齿条的啮合画法与齿轮啮合画法基本相同，如图7-29所示。图7-29齿轮齿条的啮合画法(a)立体图；(b)齿轮齿条啮合画法7.5.3圆锥齿轮

1．圆锥齿轮的特点

圆锥齿轮用于垂直相交两轴之间的传动。由于圆锥齿轮的轮齿分布在圆锥面上，因此轮齿的厚度、高度都沿着齿宽的方向逐渐地变化，即模数是变化的。为了计算和制造的方便，规定大端的模数为标准模数，并以它来计算其他各部分的尺寸，如图7-30所示，其计算公式参阅相关书籍。图7-30圆锥齿轮各部分名称(a)立体图；(b)投影图

2．圆锥齿轮的画法

1)单个圆锥齿轮的画法

如图7-31所示，主视图取剖视，轮齿仍按不剖处理。端面视图中，规定用粗实线画出大端和小端的齿顶圆，用细点画线画出大端的分度圆，大、小端的齿根圆和小端的分度圆不画。图7-31单个圆锥齿轮的画法

2)圆锥齿轮啮合的画法

如图7-32所示，圆锥齿轮的啮合画法与圆柱齿轮基本相同，主视图取剖视，在左视图上，一个齿轮大端的分度线与另一齿轮大端的分度圆相切。图7-32圆锥齿轮的啮合画法弹簧是一种用来减振、测力和储存能量的零件，种类多、用途广。本节仅介绍圆柱螺旋压缩弹簧的尺寸计算和规定画法。

圆柱螺旋弹簧根据用途不同可分为压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧，如图7-33所示。7.6弹簧图7-33圆柱螺旋弹簧(a)压缩弹簧；(b)拉伸弹簧；(c)扭转弹簧

1．圆柱螺旋压缩弹簧的各部分名称及尺寸计算(见图7-34)

圆柱螺旋压缩弹簧的各部分名称及尺寸计算如下：

(1)簧丝直径d。

(2)弹簧直径。

弹簧中径D：弹簧的规格直径。

弹簧内经D1：D1 = D－d

弹簧外径D2：D2 =