标准件齿轮与弹簧画法1

1、第十二章 标准件、齿轮与弹簧教学目的要求：掌握螺纹及螺纹紧固件的画法和标注规定，掌握健、销、齿轮的画法，了解弹簧和滚动轴承的画，了解螺纹的加工工艺和参数。教学重点难点：螺纹及螺纹紧固件的画法和标注规定，健和齿轮的画法。学时：10第一节 螺纹1.1螺纹的基本知识1.1.1螺纹的形成一个与轴线共面的平面图形（三角形、梯形等），绕圆柱面作螺旋运动，则得到一圆柱螺旋体 螺纹。制在圆柱体外表面上的螺纹叫外螺纹。制在圆柱体内表面上的螺纹叫内螺纹。1.外螺纹加工方法车削外螺纹的情况：工件绕轴线作等速回转运动，刀具沿轴线作等速移动且切入工件一定深度即能切削出螺纹。2.内螺纹加工方法丝锥攻丝的方法：先用钻头钻孔

2、，再用丝锥攻丝，钻孔深度较深于螺纹长度车削内螺纹的情况：工件绕轴线作等速回转运动，刀具沿轴线作等速移动且切入工件一定深度。螺纹的工艺结构1.螺纹倒角2. 螺纹收尾和退刀槽螺纹收尾退刀纹开始退刀外退刀槽退出车刀内退刀槽1.2 螺纹要素1.2.1 牙型常用的有：锯齿形梯形三角形1.普通螺纹（M）普通螺纹是常用的连接螺纹，牙型为三角形，牙型角为60°，螺纹特征代号为M。普通螺纹又分为粗牙和细牙两种，它们的代号相同。一般连接都用粗牙螺纹。当螺纹的大径相同时，细牙螺纹的螺距和牙型高度比粗牙小，因此细牙螺纹适用于薄壁零件的连接。2.管螺纹 (G、R、RP、RC)管螺纹主要用于连接管子，牙型为三角

3、形，牙型角为55°，管螺纹有两类：（1）非螺纹密封的管螺纹螺纹种类为G，其内、外螺纹均为圆柱螺纹，内外螺纹旋合无密封能力，常用于电线管等不需要密封的管路中的连接。（2）螺纹密封的管螺纹螺纹种类代号有三种：圆锥外螺纹为R；圆锥内螺纹（锥度1：16）为RC；圆柱内螺纹为RP。这种螺纹可以是圆锥内螺纹与圆锥外螺纹相连接；也可是圆柱内螺纹和圆锥外螺纹相连接，其内、外螺纹旋合后有密封能力，常用于水管、煤气管、润滑油管等。3. 梯形螺纹 (Tr)梯形螺纹为常用的传动螺纹，牙型为等腰梯形，牙型角为30°，螺纹种类代号为Tr。4. 锯齿形螺纹 (B)锯齿形螺纹是一种受单向力的传动螺纹，牙型

4、为不等腰梯形，一侧边牙型角为30°，另一边牙型角为3°，螺纹种类代号为B。1.2.2 直径螺纹的直径有大径（d或D）、小径（d1或D1）、中径之分。普通螺纹和梯形螺纹的大径又称公称直径。螺纹的顶径是与外螺纹或内螺纹牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径，即外螺纹的大径或内螺纹的小径；螺纹的底径是与外螺纹或内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径，即外螺纹的小径或内螺纹的大径。1.2.3 旋向螺纹有右旋和左旋之分。顺时针旋转时旋入的螺纹，称右旋螺纹；逆时针旋转时旋入的螺纹，称左旋螺纹。工程上常用右旋螺纹。螺纹线数螺纹有单线和多线之分。沿一根螺旋线形成的螺纹称单线螺纹；沿两根以上螺旋线形成

5、的螺纹称多线螺纹。连接螺纹大多为单线。螺纹螺距和导程螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为螺距。沿同一条螺旋线转一周，轴向移动的距离称为导程。单线螺纹的螺距等于导程，多线螺纹的螺距乘线数等于导程。1.3螺纹的画法和标注1.外螺纹的画法2.内螺纹的画法3.螺纹局部结构的画法与标注4.圆锥纹的画法不可见端面的小径或大径的细实线圆和虚圆均可省略不画。见下图。只画可见端面的螺纹小径（粗实践）及大径（细实线），不可见端面的小径和大径的虚圆和细实线圆的均可以省略不画，见下图。5.牙型对非标准螺纹必须画出牙型，可采用局剖或局部放大图表示。见下图。6.螺杆与螺孔的旋合部分这部分常采用剖视表示。旋合部分

6、应按螺杆的螺纹绘制；其余未旋合部分，仍分别用螺杆或螺孔的螺纹绘制，见下图。.7.螺纹的标注标准螺纹注在外径上。管螺纹用指引线指在外径上。非标准螺纹的标注，必须画出牙型并标注全部尺寸。特殊螺纹应在牙型代号前加注“特”字。·讲解作业错误较普遍的问题·讲授新课第2节 螺纹紧固件利用螺纹的旋紧作用，将两个或两个以上的零件联接在一起的有关零件称螺纹紧固件。螺纹紧固件是标准件，常用的螺纹紧固件有螺栓、螺柱、螺钉、螺母、垫圈等。螺纹紧固件的结构、形状和尺寸都已标准化了，因此，一般不需另画其零件图，必要时可根据其规定标记从相应标准中查出有关尺寸。2.1螺纹紧固件的规定标记(GBl23788

7、)(1)完整标记 紧固件的结构型式、尺寸和技术要求均要用规定标记表示，其完整的规定标记内容为：例如：细牙普通螺纹，大径10mm，螺距lmm，公称长度100mm，机械性能88级，镀锌钝化(用Zn、D表示)，B级六角螺栓的完整标记为： 螺栓GB578286 M10×1×100BZn、D(2)简化标记 标记简化的原则： 1)标准的年代号允许省略。 2)仅有一种型式、精度、性能等级(或材料)、热处理或表面处理时允许省略。 3)有两种以上型式、精度、性能等级(或材料)、热处理或表面处理时，可规定省略其中一种(在产品标准的标记示例中规定)。 例如：螺纹规格M12，公称长度80mm，性能

8、等级88级，表面氧化，A级六角头螺栓，标记可根据简化原则简化为：螺栓GB578286M12X802.2 螺纹紧固件的联接画法 螺纹紧固件的联接形式通常有三种：螺栓联接、螺柱联接、螺钉联接。螺栓、螺柱和螺钉都是在圆柱上切削出螺纹，起联接作用，其长短都是根据被联接零件的有关厚度决定的。螺栓用于被联接零件允许钻成通孔的情况。而双头螺柱用于被联接零件之一较厚或不允许钻成通孔的情况，故两端都有螺纹，一端螺纹用于旋人被联接零件的螺孔内。螺钉则用于不经常拆开和受力较小时联接中。GBT 44591-1995规定了螺纹紧固件的装配画法。在装配图中，当剖切平面通过螺杆的轴线时，螺栓、螺柱、螺钉、螺母及垫圈等均按未

9、剖切绘制。螺纹紧固件的工艺结构，如倒角、退刀槽、缩颈，凸肩等均可省略不画。在装配图中，常用螺栓、螺钉的头部及螺母等也可采用简化画法。装配画法规定：相邻两零件表面接触时画一条粗实线，不接触画两条粗实线。相邻两零件的剖面线方向相反或方向相同间隔不同。(1)螺栓联接 联接时，将螺栓杆身穿过被联接件的通孔，在切制有 螺纹的一端套上垫圈，并用螺母拧紧，即为螺栓联接。螺栓、螺母、垫圈的形式，公称直径及有关尺寸可从标准中查出。螺栓的公称长度L是由各件的尺寸之和确定的。 l1十2mha 式中1、2为被联接件的厚度，h为垫圈厚度，m为螺母厚度(h、m数值可由标准中查出) d为螺栓伸出螺母顶面的高度(按o2do3

10、d取值)。按上式计算出的L值是计算长度，还须在标准中取与L相近的标准长度。为了省去查表时间，螺栓联接件的各结构尺寸可以根据螺纹大径d，按近似的比例关系算出。例：用M10的六角头螺栓(GB578286)联接两个零件，被联零件的厚度分别为110mm，215mm，并选用六角螺母(GB6170一86)和平垫圈(GB97185)，试画出该螺栓联接图。(2)双头螺柱联接 当被联接的零件之一(如机座)较厚，不宜用螺栓联接时，通常将较薄的零件制成通孔，较厚零件制成不通的螺孔。先使螺柱旋入端旋入螺孔，再将通孔零件穿过紧固端，最后套上垫圈拧紧螺母。在装配图中，双头螺柱联接常采用近似画法或简化画法。因为双头螺柱旋人

11、端的螺纹全部旋入螺孔内，所以螺纹终止线与两被联接件接触面在同一条直线上。其他部位的画法与螺栓联接画法相同。画图时，应按螺柱的大径和螺孔件的材料确定旋入端的长度bm按下式计算出螺柱的长度L：螺柱长度(L)光孔件的厚度()垫圈的厚度(h)螺母厚度(m)十螺柱伸出螺母的长度o3d。根据算出的螺柱长度，从相应螺柱标准所规定的长度系列中选取接近的标准长度。（3）螺钉联接 当被联接件之一较厚，而装配后联接件受轴向力又不大时，通常采用螺钉联接，即螺钉穿过一个零件的通孔而旋人另一零件的螺孔，螺钉头部压紧被联接件。螺纹的旋人深度bm，也是由被联接件的材料决定的。螺钉头各部分画图尺寸参看图；螺钉长度(L)需根据螺

12、钉的型式及联接结构(是否采用沉孔)来确定，例如：盘头螺钉： L计 bm十式中 bm 螺钉旋人深度，参照表确定。 光孔零件的厚度。按计算长度L计，查阅螺钉的长度系列，选择与其接近的标准长度(L)。螺钉头部的近似画法 a)开槽沉头螺钉 b)开槽盘头螺钉 c)开槽紧定螺钉第三节健和销连接3.1 健连接健连接是将健同时嵌入轴与轮毂的健槽中，将轴和轴上转动零件（如带轮、齿轮等）连接在一起，起传递扭矩的作用。1.常用键及其标记键是标准件。常用的健有普通平健、半圆健和钩头楔健。普通平健结构简单、装拆方便、应用最广泛。本书只介绍普通平健。普通平健有A型 (圆头)、B型 (平头)和C型 (单圆头)三种选择普通平

13、健时，先根据轴径d从相关标准中查取b×h尺寸，并选取长度L，给出正确的标记。健的标记格式为：名称b×L标准编号A 型普通平健省略“A” ，B 型或C型要在名称后加“B”或“C”。例如 b=10、h=8、L=50的A 型普通平健，则标记为：键 10×50 GB/T 10961979 b=10、h=8、L=50的C型普通平健，则标记为： 键C 10×50 GB/T 109619792.健连接的画法(1)健槽结构的画法和尺寸注法图7-25（a）（b）表示轴和齿轮上的健槽画法和尺寸注法。健槽的尺寸应与健的尺寸一致，图中b、t和t1的尺寸从标准中查表确定。(1)

14、装配图的画法普通平健的两个侧面是与轴和轮毂上健槽侧面的接触面（工作面），只画一条线；健的顶面是非接触面，顶面与轮毂应留有间隙，画两条线。如图7-25(c)所示。第四节销连接销是标准件。销连接通常用于零件间的连接或定位，连接时只能传递不大的扭矩。常用的销有圆柱销、圆锥销和开口销。圆锥销做成1:50的锥度，公称直径指小端直径。圆柱销和圆锥销的装配要求较高，销孔一般在被连接件装配后同时加工，在零件图上要注明加工要求。销连接的画法和销孔的尺寸标注方法见图。第五节 齿轮齿轮是广泛应用于各种机械传动的一种常用件，用来传递动力，改变转速和旋转方向。常用的齿轮按传动的两轴相对位置不同分如下三种：(1)圆柱齿轮

15、 用于平行两轴间的传动。(2)锥齿轮 用于相交两轴间的传动。(3)蜗杆与蜗轮 用于交错两轴间的传动。31 圆柱齿轮 圆柱齿轮的轮齿有直齿、斜齿、人字齿等。 圆柱齿轮的外形是圆柱形，由轮齿、轮体、辐板(或辐条)、轮毂等组成。直齿圆柱齿轮是齿轮中常用的一种。 1直齿圆柱齿轮轮齿的各部分名称及代号(1)齿顶圆 通过轮齿顶端的圆，其直径以dm表示。(2)齿根圆 通过轮齿根部的圆，其直径以df表示。(3)分度圆 齿顶圆与齿根圆之间的定圆，是齿轮尺寸计算的基准，其直径用d表示。在一对标准齿轮互相啮合时，两齿轮的分度圆应相切。(4)齿距 在分度圆周上，相邻两齿同侧齿廓问的弧长，用P表示。(5)齿厚 一个轮齿

16、在分度圆上的弧长，用s表示。(6)槽宽 一个齿槽在分度圆上的弧长，用e表示。在标准齿轮中，齿厚与槽宽各为齿距的一半，即se=p2，ps+e。(7)齿顶高 从分度圆到齿顶圆间的径向距离，以ha表示。(8)齿根高 从分度圆到齿根圆间的径向距离，以hf表示。(9)齿高 从齿顶圆到齿根圆间的径向距离，以h表示，hha+hf。(10)齿宽 沿齿轮轴线方向测量的轮齿宽度，以b表示。(11)齿形角(压力角) 过齿面上分度圆处的径向直线与齿面在该点处的切平面所夹的锐角称齿形角，用a表示。标准齿轮的齿形角采用20º。2直齿圆柱齿轮的基本参数与齿轮各部分的尺寸关系(1)模数 分度圆齿距除以圆周率所得的商

17、称为齿轮的模数，即mp，单位为毫米(mm)。当表示齿轮的齿数为z时，其分度圆周长dzp。令mp，则dmz，即分度圆直径等于模数与齿数之积。一对互相啮合的齿轮，其齿距p应相等，因此它们的模数亦应相等。 模数是设计，制造齿轮的一个重要参数。模数越大，轮齿越厚，齿轮的承受能力也越大。不同模数的齿轮要用不同模数的刀具来加工制造。为了便于设计和加工，国家标准规定了齿轮模数的标准数值。3直齿圆柱齿轮的画法(1)单个圆柱齿轮的画法 (2)圆柱齿轮的啮合画法 在端面视图中，啮合区内的齿顶圆均用粗实线绘制，也可省略不画，相切的两分度圆用点画线画出，两齿根圆省略不画。平行于齿轮轴线的视图，若不作剖视，则啮合区内的

18、齿顶线不必画出，此时分度线用粗实线绘制，在剖视图上，啮合区的投影如图所示，一个齿轮的齿顶线与另一个齿轮的齿根线之间有0.25m的间隙，被遮挡的齿顶线也可省略不画。轮齿啮合区在剖视图上的画法第六节弹簧弹簧也是机器中的一种常用件。弹簧的用途很广，主要作用是减振、夹紧、储能和测力等。弹簧的种类很多，常见的弹簧有螺旋压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧、涡卷弹簧等。本节只介绍用途最广的圆柱螺旋压缩弹簧。.1弹簧的规定画法1.在平行于轴线的投影面的视图中，其各圈轮廓画成直线。2.当弹簧的有效圈大于4圈时，允许每端只画两圈，中间各圈省略不画，且可适当缩短图形的长度，中间用通过簧丝剖面中心的点画线连起来。3.弹簧均

19、可画成右旋，但左旋弹簧，不论画成左旋或右旋必须加写“左字”。4.在装配图中，弹簧中间各圈省略后，被挡住的结构一般不画，可见部分从弹簧的外轮廓线或从弹簧钢丝剖面的中心线画起。簧丝直径小于或等于2mm时，簧丝剖面可涂黑表示。弹簧也可用示意画法画出。.2圆柱螺旋压缩弹簧的画图步骤圆柱螺旋压缩弹簧的形状和尺寸由以下参数决定。材料直径d 弹簧钢丝的直径。弹簧外径 D 弹簧的最大直径。弹簧内径 D1 弹簧的最小直径，D1=D-2d。弹簧中径 D2 弹簧的内径和外径的平均值，D2=(D+D1)/2=D1+d=D-d。节 距 t 除支撑圈外，相邻两圈的轴向距离。有效圈数 n 保持等节距的圈数。支承圈数 n2

20、两端贴紧磨平的圈数。支承圈数有1.5、2、2.5圈三种，2.5圈用得最多。总 圈 数 n1 有效圈与支承圈之和，n1=n+n2 。自由高度H0 弹簧在不受外力作用时的高度，H0=nt+(n2-0.5)d。展开长度 L 型材的长度，Ln1。圆柱螺旋压缩弹簧的画图步骤如图所示。1.以自由高度H0和弹簧中径D2作矩形ABCD，图 (a)。2.画出支承圈部分与簧丝直径相等的圆和半圆,图 (b)。3.根据节距t作簧丝剖面, 图 (c)。4.按右旋方向作簧丝剖面的切线。校核、加深、画剖面线, 图 (d)。对于两端贴紧磨平的压缩弹簧，无论支承圈数多少和末端贴紧的情况如何，都可按图7-36画出。圆柱螺旋压缩弹簧零件图的格式如图7-37所示。弹簧的参数应直接注在图形上，也可在“技术要求”中说明。当需要表明弹簧的机械性能时，必须用图解表示。图中主视图上方直角三角形的斜边表示外力与弹簧变形之间的关系，其中P1、P2为弹簧的工作负荷，Pj为工作极限负荷，F1、F2、Fj分别为相应负荷下弹簧的轴向变形量。第七节滚动轴承滚动轴承是用于支承转动轴的标准组件，具有摩擦阻力小、结构紧凑、维修方便等优点，在机械设备中得到广泛应用。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组