《机械制图》课件2第08章

第8章标准件和常用件8.1螺纹8.2螺纹紧固件及其连接8.3键及销连接8.4滚动轴承8.5齿轮8.6弹簧

8.1螺纹

8.1.1螺纹的形成

在圆柱(或圆锥)表面上，沿着螺旋线所形成的具有相同剖面的连续凸起和沟槽，称为螺纹。不少零件的表面上都制作有螺纹。制作在零件外表面上的螺纹称为外螺纹，制作在零件内表面上的螺纹称为内螺纹。

加工螺纹的方法很多。图8-1(a)所示为在车床上加工外螺纹的示意图，工件作等速旋转运动，刀具沿工件轴向作等速直线移动，其合成运动使切入工件的刀尖在工件表面切制出螺纹。在箱体、底座等零件上制作内螺纹(螺孔)时，一般是先用钻头钻孔，称为螺纹底孔，再用丝锥攻出螺纹，如图8-1(b)所示。图中加工的为不穿通螺孔。钻孔时，钻头顶部形成一个118°的锥坑，为了画图方便，可将此锥顶角按120°画出。图8-1螺纹的加工方法8.1.2螺纹的基本要素和分类

1．螺纹的基本要素

螺纹的结构和尺寸是由牙型、大径和小径、螺距和导程、线数、旋向等要素确定的。附录1列举了普通螺纹的各种参数。

1)螺纹牙型

在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状称为螺纹牙型。它由牙顶、牙底和两牙侧构成，并成一定的牙型角。常见的螺纹牙型有三角形、梯形、锯齿形和矩形等多种。常用螺纹的种类和标记示例参见表8-1。表8-1常用螺纹的种类和标记示例续表一

续表二

2)大径、小径和中径

外螺纹的大径、小径和中径分别用符号d、dl和d2表示；内螺纹的大径、小径和中径分别用符号D、D1和D2表示，如图8-2所示。图8-2螺纹大径、小径和中径示意图

(1)大径与小径。与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径，称为大径。与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径，称为小径。

外螺纹的大径d与内螺纹的小径D1又称顶径。外螺纹的小径d1与内螺纹的大径D又称底径。

代表螺纹尺寸的直径称为公称直径，一般指螺纹大径的基本尺寸。

(2)中径。在大径与小径圆柱之间有一假想圆柱，在其母线上牙型的沟槽和凸起宽度相等。此假想圆柱称为中径圆柱，其直径称为中径。它是控制螺纹精度的主要参数之一。

3)线数n

螺纹有单线和多线之分：沿一条螺旋线所形成的螺纹称为单线螺纹；沿两条或两条以上，且在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹称为多线螺纹，如图8-3所示。图8-3中各自保留了处于圆柱后面的一段螺纹线，从这一条连接的螺纹线可以看出：单线螺纹是由一条单独的螺纹线形成的螺纹；双线螺纹是由两条等距的螺纹线形成的螺纹。为了加强认识，图8-3(b)中有意将双线螺纹中的一条螺纹槽底涂黑，两条螺纹线槽底黑白相间，非常分明。读者可以自行想象三条、四条螺纹线的情况。图8-3螺纹线数示意图

4)导程S与螺距P

同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为导程，用S表示。相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为螺距，用P表示。从图8-3中可以看出，单线螺纹的导程等于螺距，即S＝P；多线螺纹的导程等于线数乘以螺距，即S＝nP。

5)旋向

螺纹旋向分右旋和左旋两种，如图8-4所示。按照螺旋线的定义，用右手握住圆柱，假想动点绕四指所指方向运动时，沿拇指所指方向移动，此螺旋线为右旋螺纹，反之则为左旋螺纹。按此判断方法，顺时针方向旋转时沿轴向旋入的螺纹是右旋螺纹，其可见螺旋线表现为左低右高的特征，如图8-4(a)所示；逆时针方向旋转时沿轴向旋入的螺纹称为左旋螺纹，其可见螺旋线具有左高右低的特征，如图8-4(b)所示。工程上以右旋螺纹应用为多。

图8-4螺纹旋向示意螺纹由牙型、公称直径(大径)、螺距、线数和旋向五个要素所确定，通常称为螺纹五要素。只有这五要素都相同的外螺纹和内螺纹才能相互旋合。

2．螺纹的分类

国家标准对上述五项要素中的牙型、公称直径(大径)和螺距作了规定，按此三要素是否符合标准，螺纹可分为下列三类：

(1)标准螺纹：牙型、公称直径、螺距三要素均符合标准的螺纹。

(2)特殊螺纹：牙型符合标准，公称直径或螺距不符合标准的螺纹。

(3)非标准螺纹：牙型不符合标准的螺纹，如方牙螺纹。

按用途不同，螺纹又可分为连接螺纹和传动螺纹两类。表8-1列举了常用标准螺纹的牙型、牙型符号及有关说明。8.1.3螺纹的规定画法和标注

螺纹一般不按真实投影作图，而是按国家标准《机械制图》GB4459.1—1984中规定的螺纹画法绘制。按此画法作图并加以标注，就能清楚地表示螺纹的类型、规格和尺寸。

1．螺纹的规定画法

1)外螺纹的画法

(1)为了说明规定画法和螺纹实际结构的关系，图8-5(a)有意绘制了一个外螺纹的实物示意图。绘制外螺纹时，不论其牙型如何，螺纹的牙顶(大径)都用粗实线表示，牙底(小径)用细实线表示。非圆视图中，螺杆的倒角或倒圆部分也应画出，如图8-5(b)所示。绘制倒角时，表示小径的细实线应绘制到倒角内，倒角的大小与小径的尺寸没有关系，因此细实线绘制到倒角内，可能会连接到45°斜线，也可能连接到顶端的直线。画图时小径尺寸可近似地取d1≈0.85d(对于尺寸较大的螺纹或细牙螺纹，为使作图比较准确，小径的尺寸可再取得大一些，使粗、细线适当靠近)。图8-5外螺纹画法

(2)在投影为圆的视图中，牙顶画粗实线圆(大径圆)，表示牙底的细实线圆(小径圆)只画约3/4圈，1/4的缺口部分可留在任意位置。此时表示倒角的圆省略不画，如图8-5(c)

所示。

(3)完整螺纹的终止界线(简称螺纹终止线)在视图中用粗实线表示；在剖视图中则按图8-5(d)主视图的画法绘制(即终止线只画螺纹牙型高度的一小段)，剖面线必须画到表示牙顶的粗实线为止。

在标准件(如螺栓)中，倒角可以省略不画，如图8-5(e)所示。

2)内螺纹的画法

(1)为了说明规定画法和螺纹实际结构的关系，图8-6(a)有意绘制了一个内螺纹的实物示意图。内螺纹不论其牙型如何，在剖视图中，螺纹的牙顶(小径)用粗实线表示，牙底(大径)用细实线表示。螺纹终止线用粗实线表示。剖面线应画到表示牙顶的粗实线为止。图8-6(b)显示了有倒角的螺孔的绘制方法。倒角的大小与螺纹的大小径没有关系，因此绘制大径细实线时，可能会连接到倒角斜线或孔口直线。绘制不穿通的螺孔时，一般应将钻孔深度与螺纹部分的深度分别画出，即螺纹终止线不应与孔底部的直线重合。

(2)在投影为圆的视图中，牙顶画粗实线圆(小径圆)，表示牙底的细实线圆(大径圆)只画约3/4圈，1/4的缺口部分可留在任意位置，此时表示倒角的圆省略不画，如图8-6(c)

所示。

(3)不绘制倒角的螺孔绘制方法如图8-6(d)所示。

(4)当螺纹为不可见时，其所有图线按虚线绘制。为了保持图形清晰，通常螺孔不可见时，其轮廓不绘制，仅绘制其轴线。图8-6内螺纹画法

3)内、外螺纹连接的画法

绘制装配图时，需要绘制一些内、外螺纹旋合在一起的图形。在剖视图中，螺纹的投影为非圆视图时，内、外螺纹的旋合部分应按外螺纹的画法绘制，其余部分仍按各自的画法表示。画图时必须注意，表示外螺纹牙顶的粗实线和牙底的细实线必须分别与表示内螺纹牙底的细实线、牙顶的粗实线对齐。这与倒角大小无关，它表明内、外螺纹具有相同的大径和相同的小径。按规定，当实心螺杆通过轴线剖切时按不剖处理，如图8-7(a)所示。在剖视图中，螺纹的投影为圆视图时，应按照外螺纹剖视绘制，即绘制一个外螺纹的圆端面视图，并在中间绘制剖面线，如图8-7(b)所示。图8-7内、外螺纹连接画法螺纹旋合时，只有外螺纹部分可以旋合到螺孔中，即外螺纹部分不可能旋入到螺孔底部没有螺纹的部分中，外螺纹后面没有螺纹的部分也不可能旋入到螺孔中(除非这部分的圆柱直径有意做得比螺孔的小径还要小)。因此外螺纹的螺纹终止线必须绘制在螺孔之外，最多可绘制为与螺孔的孔口表面平齐，表示螺柱完全旋入了螺孔。旋入螺柱后，应在螺柱之前留有部分螺孔螺纹，表示螺孔中的螺纹没有完全用完。根据螺纹装配要求，这是必须的，因此螺孔的螺纹终止线应绘制在螺柱之前，注意观察图8-7(c)，螺柱之前留有部分螺孔。在装配图中，也允许将螺孔的螺纹终止线与底孔的终止线平齐。

4)螺纹牙型的表示法

螺纹牙型一般在图形中不表示，当需要表示或绘制非标准螺纹(如方牙螺纹)时，可按图8-8(a)所示的形式绘制，即可在剖视图中表示几个牙型。如果牙型的图形太小，则也可用局部放大图表示，如图8-8(b)所示。图8-8非标准螺纹牙型的表示方法

5)圆锥螺纹的画法

圆锥螺纹的画法如图8-9所示。图8-9(a)显示了圆锥外螺纹的绘制方法，在沿轴线方向投影的视图中，左视图上按螺纹的大端绘制；右视图上按螺纹的小端绘制，内螺纹的绘制方法要反过来，如图8-9(b)所示。图8-9圆锥螺纹的画法

2．螺纹的标注

由于各种螺纹的画法都是相同的，因此国家标准规定标准螺纹用规定的标记标注，并标注在螺纹的公称直径上，以区别不同种类的螺纹。各种螺纹的标注方法和示例如表8-1所示。

1)普通螺纹的标注

普通螺纹的完整标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号三部分组成。具体的标记格式是：

牙型符号公差直径×螺距旋向-中径公差带代号

顶径公差带代号-旋合长度代号

(1)螺纹代号。普通螺纹的牙型符号用“M”表示。粗牙普通螺纹的螺纹代号用牙型符号M和公称直径(大径)表示(不标注螺距)，例如M16；细牙普通螺纹用牙型符号M和“公称直径×螺距”表示，例如M16×1.5；右旋螺纹为常用螺纹，不标注旋向；左旋螺纹需在尺寸规格之后加注“LH”字，例如M16×1LH。

(2)螺纹公差带代号。螺纹公差带代号包括中径公差带代号和顶径公差带代号。它由表示其大小的公差等级数字和表示其位置的基本偏差的字母(内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母)组成，例如6H、6g(见表8-2)。如果中径公差带代号和顶径公差带代号不同，则分别标出代号，中径公差带代号在前，顶径公差带代号在后，如M10-5g6g；如果中径和顶径公差带相同，则只标一个代号，如M10×1-6H。内、外螺纹旋合时，其配合公差带代号用斜线分开，左边表示内螺纹公差带代号，右边表示外螺纹公差带代号，例如M10-6H/6g。

(3)旋合长度代号。国标对普通螺纹的旋合长度规定为短(S)、中(N)、长(L)三组。螺纹的旋合长度不同，公差等级也不同。螺纹的精度分为精密、中等和粗糙三级。国标规定的普通螺纹选用公差带见表8-2。表8-2普通螺纹选用公差带(GB147—1981)摘编在一般情况下不标注螺纹的旋合长度，其螺纹公差带按中等旋合长度(N)确定；必要时，在螺纹公差带代号之后加注旋合长度代号S或L，如M10-5g6g-S；特殊需要时，可注明旋合长度的数值，如M20×2LH-7g6g-40。

2)梯形螺纹的标注

梯形螺纹的完整标记由螺纹代号、公差带代号及旋合长度代号组成。其具体的标记格式分下列两种情况。

单线梯形螺纹：

牙型符号公称直径×螺距旋向代号-中径公差带代号-旋合长度代号

多线梯形螺纹：

牙型符号公称直径×导程(螺距代号P和数值)旋向代号-中径公差带代号-旋合长度代号

(1)梯形螺纹的牙型符号为“Tr”。左旋螺纹的旋向代号为LH，需标注；右旋不标。例如，Tr32×6LH-7e表示公称直径为32的梯形螺纹，螺距为6，单线，左旋，中径公差带

为7e；Tr16×4(P2)-7e表示公称直径为16的梯形螺纹，导程为4，螺距为2，双线(导程＝线数×螺距)，右旋，中径公差带为7e。

(2)梯形螺纹的公差带为中径公差带。

(3)梯形螺纹的旋合长度分为中(N)和长(L)两组，精度规定中等、粗糙两种。当旋合长度为中(N)时，不标注代号“N”。例如，Tr32×12(P6)LH-7e-L为梯形螺纹的完整标记。内、外螺纹旋合时，标记为Tr40×7-7H/7e。

附录2列出了梯形螺纹的各种参数。

3)锯齿形螺纹的标注

锯齿形螺纹标注的具体格式完全与梯形螺纹相同，分下列两种情况。

单线锯齿形螺纹：

牙型符号公称直径×螺距旋向代号-中径公差带代号-旋合长度代号

多线锯齿形螺纹：

牙型符号公称直径×导柱(P螺距)旋向代号-中径公差带代号-旋合长度代号符合GB/T13576.1—1992标准的锯齿(3°、30°)螺纹，其牙型符号用“B”表示。除此项与梯形螺纹不同外，其余各项的含义与标注方法均同梯形螺纹。标记示例如下：

B40×7-7A表示公称直径为40，螺距为7，中径公差带代号为7A，中等旋合长度的右旋锯齿形外螺纹。

B40×7LH-7c表示公称直径为40，螺距为7，中径公差带代号为7c，中等旋合长度的左旋锯齿形外螺纹。

B40×14(P7)-8c-L表示公称直径为40，导程为14，螺距为7，中径公差带代号为8c，长旋合长度的右旋双线锯齿形外螺纹。

内外螺纹旋合时，其标记示例为：B40×7-7A/7c。同时出现的内、外螺纹公差带代号用“/”分开，内螺纹公差带在前，外螺纹公差带在后。

普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹在图上的标注示例见表8-1。

4)管螺纹的标注

管螺纹分为用螺纹密封的管螺纹和非螺纹密封的管螺纹。

管螺纹标注采用引出旁注的方法标注。引出位置应指在螺纹的大径上，见表8-1。

螺纹标记的内容和格式如下所述。

非螺纹密封的管螺纹：

螺纹特征代号尺寸代号公差等级代号-旋向代号

用螺纹密封的管螺纹：

螺纹特征代号尺寸代号-旋向代号

(1)螺纹特征代号分为两类：

①非螺纹密封的管螺纹特征代号：G。

②用螺纹密封的管螺纹特征代号：Rc表示圆锥内螺纹；Rp表示圆柱内螺纹；R2表示与Rc配合使用的圆锥外螺纹；R1表示与Rp配合使用的圆锥外螺纹。

(2)两类螺纹中的尺寸代号标注在螺纹特征代号之后，例如Rp、Rc1、G等。

(3)公差等级代号只对非螺纹密封的外管螺纹分为A、B两个精度等级，标注在尺寸代号后；非螺纹密封的管螺纹内螺纹只有一个等级，省略标注。

管螺纹的尺寸代号是指圆管的内径。可以根据尺寸代号查出螺纹的大径。例如尺寸代号为“1”时，螺纹的大径为33.249mm。附录3列举了管螺纹的各种参数。

除上述两种管螺纹外，国家标准还颁布了GB/T12716—1991《60°圆锥管螺纹》，其代号为NPT。例如，NPT3/8-LH表示60°牙型角的圆锥管螺纹，尺寸代号为3/8，左旋。

5)特殊螺纹和非标准螺纹的标注

对于特殊螺纹，标注时应在牙型符号前加注“特”字，必要时也可注出极限尺寸，例如：特Tr50×5-d2。

对于非标准螺纹，应画出螺纹的牙型，并注出所需要的尺寸及有关要求，如图8-10所示。图8-10特殊螺纹和非标准螺纹的标注方法

8.2螺纹紧固件及其连接

在可拆连接中，螺纹紧固件连接是工程上应用得最广泛的连接方式。因此，要掌握常用螺纹紧固件的标记、画法及其连接画法。图8-11显示了部分常用螺纹紧固件，其中包括六角头螺栓、双头螺柱、开槽沉头螺钉、螺母等。图8-11常用螺纹紧固件8.2.1常用螺纹紧固件及其标记

螺纹紧固件的类型和结构形式很多，可根据需要在有关标准中查出其尺寸，一般无需画出它们的零件图。表8-3列出了常用的几种紧固件的名称、标准号、形式及标记示例。表8-3常用螺纹紧固件的类型和标记示例

续表8.2.2常用螺纹紧固件的连接画法

已经标准化了的螺纹紧固件，虽然一般并不需要单独画出它们的零件图，但由于在零件连接中被广泛应用，因此，必须熟练掌握其画法。

螺纹紧固件的连接形式通常有螺栓连接、螺柱连接和螺钉连接三类。

绘制紧固件的方法按尺寸来源不同，分为比例画法和查表画法两种。

1．比例画法

比例画法是指根据螺纹公称直径，按与其近似的比例关系计算出各部分尺寸后作图。此法作图方便，画连接图时经常采用。

1)螺栓连接

螺栓连接一般适用于两个不太厚并允许钻成通孔的零件连接。连接前，先在两被连接件上钻出通孔，通孔直径一般取1.1d(d为螺栓公称直径)；将螺栓从一端插入孔中，另一端再加上垫圈，拧紧螺母，即完成了螺栓连接。图8-12所示为常用的螺栓、螺母和垫圈连接时的比例画法。实际的螺栓头部和螺母因倒角而产生的截交线由加工过程自动产生，在作图时可省略不画。为适应连接不同厚度的零件，螺栓有各种长度规格。螺栓公称长度L可按下式估算：

L≥T1＋T2＋h＋m＋a

式中，T1、T2为被连接件的厚度；h为垫圈厚度；m为螺母厚度；a为螺栓伸出螺母的长度。h、m、a可以d为参数按比例画出。

根据上式计算出的螺栓长度还需从相应的螺栓公称长度系列中选取与它相近的标准值。绘制螺纹紧固件连接装配图时，应遵守下列基本规定：

(1)凡不接触的相邻表面或两相邻表面基本尺寸不同，不论其间隙大小(如螺杆与通孔之间)，均需画两条轮廓线(间隙过小时可夸大画出)，注意图8-12中螺栓和孔之间的间隙。两零件接触表面处只画一条轮廓线。图8-12中两连接零件的接触表面在孔中也是存在的，只是被螺栓遮挡的部分不可见，因此这条轮廓线在螺栓和孔之间的间隙中也必须绘制，图8-12中专门对此给出了提示。图8-12螺栓连接时的比例画法示意图

(2)在剖视、剖面图中，相邻两零件的剖面线应画成不同方向或同方向而不同间隔来加以区别。同一零件在各个剖视、剖面图中，其剖面线方向和间隔必须相同。

(3)当连接图画成如图8-12所示的剖视图，即剖切平面通过螺杆的轴线时，螺栓、螺母及垫圈等均按未剖切绘制，即只绘制其外形。图8-12中各标识字符的说明如下：

① d为螺栓的公称直径。

② d1为螺纹小径，等于0.85d。

③ T1、T2为两个需要连接的零件厚度，由零件尺寸确定。

④ d4为穿螺栓用的孔，直径为1.1d。

⑤ h为垫圈厚度，等于0.15d。

⑥ d3为垫圈直径，等于2.2d。⑦ k为螺栓头厚度，等于0.7d。

⑧ m为螺母厚度，等于0.8d。

⑨ d2为螺栓头、螺母六方的外接圆直径，等于2d。

⑩ a为安装螺母后螺栓露头的部分，等于0.3d。

⑪ L为螺栓长度，L＝T1＋T2＋h＋m＋a。

⑫ L1为螺栓上螺纹部分的长度，等于2d。

2)螺柱连接

当被连接两零件之一较厚，或不允许钻成通孔而又难以采用螺栓连接，或因拆装频繁又不宜采用螺钉连接时，可采用螺柱连接。螺柱的两端都制有螺纹。连接前，先在较厚的零件上加工出螺孔，在另一较薄的零件上加工出通孔(孔径≈1.1d)；然后将双头螺柱的一端(旋入端)旋紧在螺孔内，再在双头螺柱的另一端(紧固端)套上带通孔的被连接零件，加上垫圈，拧紧螺母，即完成了螺柱连接，如图8-13所示。螺柱连接中几个有关尺寸说明如下：

(1)双头螺柱旋入端长度bm。为保证连接牢靠，双头螺柱旋入端长度bm随被旋入零件(机体)材料的不同而有几种不同的长度：

bm＝1d

(用于钢或青铜)

bm＝1.25d

(用于铸铁)

bm＝1.5d

(用于铜)

bm＝2d

(用于铝合金及轻金属)

(2)螺孔与钻孔深度。机体上螺孔的深度应大于旋入端螺纹长度bm，一般螺纹深度取为bm＋0.5d，钻孔深度取bm＋d。

(3)螺柱的公称长度L。如图8-13所示，通过计算选定：

L≥T2＋s＋m＋a

式中，T2为通孔零件厚度；s为垫圈厚度；m为螺母厚度；a为螺柱伸出螺母的长度，a≈(0.2～0.3)d。

根据上式计算出的螺柱长度还需根据螺柱的标准长度系列选用与它相近的标准值。图8-13双头螺柱连接图形的比例画法画螺柱连接图时，还应注意以下几点：

(1)在连接图中，螺柱旋入端的螺纹终止线应与结合面平齐，表示旋入端全部拧入，且足够拧紧。

(2)弹簧垫圈用来防松，外径为1.5d。弹簧垫圈开槽的方向应是阻止螺母松动的方向，在图中应画成与水平线成60°，上向左、下向右的两条线(或一条加粗线)，两线间距为0.1d。

s和D分别为弹簧垫圈的厚度和外径，比例用0.2d和1.5d。

弹簧垫圈用来防止螺母松动，开槽方向为阻止螺母松动的方向，可按照60°倾斜方向绘制两条明显分开的粗实线，间距为0.1d。

bm为双头螺柱旋入机件的部分，根据标准有4种长度。

旋入端的螺纹终止线与螺孔的孔口平齐，表示旋入端全部旋入螺孔而且紧固。

D2为螺孔中螺纹的长度，为bm＋0.5d。

D3为螺孔的总深度，为bm＋d。

穿过螺栓用的通孔、螺柱头部和螺母的比例绘制方法以及螺柱上螺纹的长度L1都与螺栓连接的比例绘制方法一样，这里不再赘述。

实际装配中，有可能平垫圈和弹簧垫圈都要使用，绘图时只要将这部分绘制出来即可。

3)螺钉连接

螺钉按用途可分为连接螺钉和紧定螺钉两类。连接螺钉一般用于受力不大而又不需经常拆装的零件连接中。两个被连接件中较厚的零件加工出螺孔，较薄的零件加工出通孔(沉孔，其直径稍大于螺钉头和螺钉杆的直径)，不用螺母，直接将螺钉穿过通孔拧入螺孔中，如图8-14所示。这种连接图的画法，其拧入螺孔端与螺柱连接相似，穿过通孔端与螺栓连接相似。图8-14开槽螺钉连接的比例画法螺钉的公称长度L可按下式计算后再在长度系列中选取标准值：

L≥t＋L1

式中，t为沉孔零件厚度；L1为螺纹的旋入深度，可根据被旋入零件(机体)的材料决定(同双头螺柱)。

画内六角螺钉连接图时要注意以下几点：

(1)螺纹终止线应高于两零件的结合面，表示螺钉有拧紧余地，以保证连接紧固。

(2)螺钉头部与沉孔间有间隙，应画两条轮廓线。

(3)螺钉头的一字槽在主视图中放在正中间位置；在俯视图中规定画成与水平线倾斜45°角；如果画左视图，则一字槽按规定也画在中间位置。槽的宽度如果过小，则无法用两条线绘制，但可用加粗的粗实线(两倍粗实线宽度)简化表示。

图8-14显示了两种开槽螺钉连接的比例画法。图中标注了各部分与螺钉公称直径之间的关系，没有标注的部分可参照前面双头螺柱连接的画法。图8-15显示了用紧定螺钉将两个零件连接在一起的绘制方法。紧定螺钉用来固定两个零件之间的相对位置，使它们之间不会有相对运动。图8-15所示为一个轮和一根轴，在轮上制作一个螺孔(见图8-15(b))，在轴上制作一个锥坑(见图8-15(a))，安装时将这两个结构对齐，在螺孔中旋入一个螺钉，螺钉的锥端旋入轴上的锥坑中压紧，使两个零件之间不会有相对移动，从而达到紧定的目的。图8-15紧定螺钉的绘制方法

2．查表画法

根据紧固件标记，在相应的标准中(见附录)查得各有关尺寸后作图。

例如需绘制下列螺栓、螺母、垫圈的视图，则可从附录的有关表格中查得各主要部分尺寸：

(1)螺栓GB5782—1986M10×40：直径D＝10，六角头对边距s＝16，螺纹长度b＝26，螺栓头厚度kmax＝6.58，公称长度l＝40，六角头对角距emin＝17.77。

(2)螺母GB6170—1986M10：厚度mmax＝8.4，其他尺寸与螺栓头部对应部分相同。

(3)垫圈GB97.1—198510-140HV：外径d2＝20，内径d1＝10.5，厚度h＝2。

根据上述尺寸，即可绘制它们的视图。这种方法比较费时间，而标准件的尺寸与绘制图形的准确程度又没有关系。除非为生产标准件绘制图形，一般不赞成用此方法绘制螺纹紧固件的视图。

8.3键 及 销 连 接

键主要用于轴和轴上零件(如齿轮、带轮)间的周向连接，以传递扭矩。键的类型有如图8-16所示的平键、半圆键和钩头楔键等多种类型，其中，以平键的使用最为广泛。

要使用平键连接，需要在被连接的轴上和轮毂孔中制出键槽，如图8-17所示。

先将键嵌入到轴上的键槽内，再对准轮毂孔中的键槽(该键槽是穿通的)，将它们装配在一起，便可达到连接目的，如图8-18所示。图8-16各种类型的键图8-17在轴和孔中分别制作出安装平键的键槽图8-18用平键连接轴和皮带轮8.3.1常用键

键是标准件。常用的键有普通平键、半圆键和钩头楔键等多种。普通平键又有A型(圆头)、B型(平头)和C型(单圆头)三种。它们都是标准件，可在有关标准中查得相应的标准号、型式及标记。8.3.2键连接的画法

普通平键连接和半圆键连接的画法见图8-19。这两种键连接的作用原理相似。半圆键常用于载荷不大的传动轴上。图8-19平键连接和半圆键连接画键连接时应注意以下几点：

(1)连接时，普通平键和半圆键的两侧面是工作面，它与轴、轮毂的键槽两侧面相接触，分别只画一条线。

(2)键的上、下底面为非工作面，上底面与轮毂槽顶面之间留有一定的间隙，画两条线。如果查得的数据间隙太小，则可采用夸大画法显示出间隙。

(3)在反映键长方向的剖视图中，轴采用局部剖视，键按不剖处理。8.3.3销连接

常用的销有圆柱销、圆锥销和开口销等。圆柱销和圆锥销用作零件间的连接或定位；开口销用来防止连接螺母松动或固定其他零件。

销为标准件，其规格、尺寸可从标准中查得。销连接画法如表8-4所示。剖面通过销的基本轴线时，销按照不剖绘制。

圆柱销或圆锥销的装配要求较高，销孔一般要在被连接零件装配后同时加工。这一要求需在相应的零件图上注明。锥销孔的公称直径指小端直径，标注时应采用旁注法。加工锥销孔时按公称直径先钻孔，再选用定值铰刀扩铰成锥孔，如表8-4所示。表8-4销的种类、型号、标记和连接画法

8.4滚动轴承

轴承是用来支承轴的部件，分为滑动轴承和滚动轴承两类。滚动轴承由于具有摩擦力小、结构紧凑等优点，因此在机器中被广泛应用。图8-20显示了几种常用的滚动轴承。图8-20常见的滚动轴承8.4.1滚动轴承的结构和分类

1．滚动轴承的分类

按可承受载荷的方向，滚动轴承分成以下三类：

(1)向心轴承：主要承受径向载荷，如深沟球轴承，见图8-20(a)。

(2)推力轴承：只承受轴向载荷，如圆锥滚子轴承，见图8-20(b)。

(3)向心推力轴承：同时承受径向和轴向载荷，如平底推力球轴承，见图8-20(c)。

2．滚动轴承的结构

各类滚动轴承的结构一般由以下四部分组成：

(1)内圈：套在轴上，随轴一起转动。

(2)外圈：装在机座孔中，一般固定不动或偶作少许转动。

(3)滚动体：装在内、外圈之间的滚道中。滚动体可做成滚珠(球)或滚子(圆柱、圆锥或针状)形状。

(4)保持架：用以均匀隔开滚动体，故又称隔离圈。8.4.2滚动轴承的画法

滚动轴承由专门的工厂生产，需要时可根据轴承的型号选购，因此通常不需要画出其部件图。在装配图中，可根据GB/T4459.7—1998中的规定采用简化画法和示意画法(见表8-5)。其作图原则如下：

(1)以轴承实际的外轮廓尺寸来绘制轴承的剖视图轮廓，而轮廓内可采用通用画法或特征画法。

(2)当装配图中需较详细地表达滚动轴承的主要结构时，可采用规定画法；只需简单地表达滚动轴承的主要结构时，可采用特征画法。

(3)同一图样中应采用同一种画法。表8-5常用滚动轴承的表示法8.4.3滚动轴承的标记方法(GB/T272—1993)

滚动轴承的标记是由名称、代号和标准编号三部分组成的。轴承代号有基本代号和补充代号两种。

1．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。滚动轴承(除滚针轴承外)基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号、内径代号构成。类型代号用阿拉伯数字或大写拉丁字母表示；尺寸系列代号和内径代号用数字表示。例如：

滚动轴承6204GB/T276—1994

其中：6表示类型代号(深沟球轴承)，轴承的类型代号见表8-6；2表示尺寸系列代号；04表示内径代号(d＝4×5＝20mm)。

1)轴承类型代号

类型代号用数字或字母按表8-6表示。表8-6滚动轴承类型代号(摘自GB/T272—1993)

2)尺寸系列代号

为适应不同的工作(受力)情况，在内径相同时，有各种不同的外径尺寸。轴承的外径尺寸系列称为轴承尺寸系列，用数字表示。例如，数字“1”和“7”为特轻系列，“2”为轻窄系列，“3”为中窄系列，“4”为重窄系列等。详细的轴承尺寸系列代号可查阅轴承手册。

3)内径代号

内径代号表示滚动轴承的内圈尺寸，是轴承的公称内径，用两位数字表示。当代号数字为00、01、02、03时分别表示内径d＝10、12、15、17mm；当代号数字为04～99时，用代号数字乘以“5”即为轴承内径。例如前面举例轴承内径为4×5＝20mm。

2．补充代号

当轴承的形状结构、尺寸、公差、技术要求有改变时，可使用补充代号。在基本代号前面添加的补充代号(字母)称为前置代号，在基本代号后面添加的补充代号(字母或字母加数字)称为后置代号。前置代号和后置代号的各项规定可查阅轴承手册。

3．滚动轴承标记举例

例如：

滚动轴承00203GB/T276—1994

其中：0为类型代号，表示双列角接触球轴承，0按照规定可省略不写，因此实际标注可能是0203；02表示尺寸系列代号，02按照规定可省略0不写，因此实际标注可能为203；03表示轴承内径代号，内径为17mm，03中的0不能省略，必须是两位数。滚动轴承30305GB/T297—1994

其中：3为类型代号，表示圆锥滚子轴承；03表示尺寸系列代号，03为中窄系列；05表示轴承内径代号，内径为5×5＝25mm。

滚动轴承51207GB/T301—1995

其中：5为类型代号，表示推力球轴承；12表示尺寸系列代号，指51000型的12系列；07表示轴承内径代号，内径为7×5＝35mm。

8.5齿轮

齿轮是应用非常广泛的传动件，用以传递动力和运动，并具有改变转速和转向的作用。图8-21显示了几种常用的圆柱齿轮。图8-21常用的圆柱齿轮依据两啮合齿轮轴线在空间的相对位置不同，常见的齿轮传动可分为下列三种形式：

(1)圆柱齿轮传动：用于两平行轴之间的传动。

(2)圆锥齿轮传动：用于两相交轴之间的传动。

(3)蜗杆蜗轮传动：用于两交叉轴之间的传动。

常见的齿轮轮齿有直齿和斜齿两类。直齿齿轮的轮齿平行于齿轮轴线；斜齿齿轮的轮齿与轴线倾斜，实际是一条螺旋线。轮齿又有标准齿与非标准齿之分，具有标准齿的齿轮称为标准齿轮。本节介绍具有渐开线齿形的标准齿轮的有关知识与规定画法。8.5.1直齿圆柱齿轮的参数和计算

1．直齿圆柱齿轮各部分的名称及有关参数

图8-22给出了直齿圆柱齿轮各部分的名称及有关参数。

(1)齿顶圆(直径da)。通过圆柱齿轮齿顶的曲面称为齿顶圆柱面。齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆。

(2)齿根圆(直径df)。通过圆柱齿轮齿根的曲面称为齿根圆柱面。齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。

(3)分度圆(直径d)。齿轮设计和加工时计算尺寸的基准圆称为分度圆，它位于齿顶圆和齿根圆之间，是一个约定的假想圆。图8-22轮齿上的各个参数

(4)齿高h。轮齿在齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高。齿高h分为齿顶高ha、齿根高hf两段(h＝ha＋hf)。

①齿顶高ha：齿顶圆与分度圆之间的径向距离。

②齿根高hf：齿根圆与分度圆之间的径向距离。

(5)齿距p。分度圆上相邻两齿廓对应点之间的弧长称为齿距。对于标准齿轮，分度圆上齿厚s与槽宽e相等，故p＝s＋e＝2s＝2e，或s＝e＝p/2。

(6)齿数Z。齿数即轮齿的个数，它是齿轮计算的主要参数之一。

(7)模数m。由于分度圆周长πd＝pZ，因此d＝(p/π)Z，令p/π＝m，则d＝mZ。式中的m称为齿轮的模数，它等于齿距p与圆周率π的比值。模数以毫米为单位。为了便于设计和制造，模数的数值已标准化，如表8-7所示。表8-7渐开线圆柱齿轮模数(摘自GB1357—1987)模数是设计、制造齿轮的重要参数。m与齿距p成正比，而p决定了轮齿的大小，所以m的大小反映了轮齿的大小。模数大，轮齿就大，在其他条件相同的情况下，齿轮的承载能力也大；反之承载能力就小。另外，能配对啮合的两个齿轮，其模数必须相等。加工齿轮也必须选用与齿轮模数相同的刀具，因而模数又是选择刀具的依据。

(8)压力角、齿形角。轮齿在分度圆上啮合点的受力方向(即渐开线齿廓曲线的法线方向)与该点的瞬时速度方向(分度圆的切线方向)所夹的锐角α称为压力角。我国规定的标准压力角α＝20°。

加工齿轮用的基本齿条的法向压力角称为齿形角，故齿形角也为20°，也用α表示。

(9)中心距a。两圆柱齿轮轴线之间的最短距离称为中心距。装配准确的标准齿轮，其中心距为两分度圆的半径之和。2．直齿圆柱齿轮各基本尺寸的计算

齿轮轮齿各部分的尺寸都是根据模数来确定的。标准直齿圆柱齿轮各基本尺寸的计算公式见表8-8。表8-8标准直齿圆柱齿轮各基本尺寸的计算公式8.5.2直齿圆柱齿轮的画法

1．单个齿轮的画法

齿轮的轮齿部分按GB4459.2—1984规定绘制(见图8-23)。

(1)齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制。

(2)分度圆和分度线用细点画线绘制(分度线应超出轮齿两端面2～3mm)。

(3)齿根圆和齿根线用细实线绘制，也可省略不画。在剖视图中，齿根线用粗实线绘制，这时不可省略。

(4)在剖视图中，当剖切平面通过齿轮轴线时，轮齿一律按不剖处理。图8-23单个齿轮的绘制方法齿轮除轮齿部分外，其余轮体结构均应按真实投影绘制。轮体的结构和尺寸由设计要求确定。

图8-23显示了齿轮的一个圆投影和多个非圆投影。这些非圆投影中有不剖视、剖视和半剖视等多种情况。实际绘图中，根据需要选择其中的一个绘制即可。

与一般的零件图相比，齿轮零件图还多一个参数表。图8-24为一个齿轮的零件工作图，齿轮的参数表放在零件图的右上方，其中要求填写齿轮的模数、齿数、齿形角等多项参数。参数项目可根据需要增减。图8-24齿轮的零件工作图

2．两齿轮啮合的画法

两齿轮啮合时，除啮合区外，其余部分均按单个齿轮绘制。啮合区按如下规定绘制：

(1)在垂直于齿轮轴线的投影面的视图(反映为圆的视图)中，两分度(节)圆应相切，齿顶圆均按粗实线绘制；在啮合区的齿顶圆也可绘制或省略不画，如图8-25和图8-26所示，齿根圆可全部不画。

(2)在平行于齿轮轴线的投影面的视图(非圆视图)中，当不采用剖视而用外形视图表示时，啮合区的齿顶线不需画出，分度线用粗实线绘制，非啮合区的分度线仍用点画线绘制，齿根线均不画出(见图8-25)。

当采用剖视且剖切平面通过两齿轮的轴线时(见图8-26)，在啮合区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的部分用虚线绘制，虚线也可省略。图8-25齿轮不剖视的啮合画法图8-26齿轮剖视的啮合画法8.5.3标准直齿圆柱齿轮的测绘

根据齿轮实物，通过测量、计算确定其主要参数和各基本尺寸并测量其余各部分尺寸，然后绘制齿轮零件图的过程，称为齿轮测绘。齿轮测绘除轮齿部分外，其余部分与一般轮盘类零件的测绘方法相同，而轮齿部分主要在于确定齿数Z和模数m这两个基本参数。直齿圆柱齿轮测绘的一般步骤如下：

(1)确定齿数Z。数出被测齿轮的齿数。

(2)测量齿顶圆直径da。当齿轮的齿数是偶数时，可直接量得da，如图8-27(a)所示；当齿数为奇数时，应通过测出轴孔直径D和孔壁至齿顶的径向距离H(见图8-27(b))，然后按下式算出da：

da＝D＋2H

(3)确定模数m。根据da＝m(Z＋2)，即m＝da/(Z＋2)，将da和Z代入上式中可算出模数m，并对照模数表8-7选取与其相近的标准模数值。图8-27齿顶圆da的测量

(4)计算各基本尺寸。根据确定的标准模数，用表8-8中的公式计算出ha、hf、h、d、df等基本尺寸(注意，当取标准模数后，应重新核算da)。

(5)测量齿轮其他各部分尺寸。

(6)校对中心距d。计算所得的尺寸要与实测的中心距核对，必须符合下式：

8.6弹簧

弹簧是使用非常广泛的零件，主要用来减震、夹紧、储能等。根据使用特性不同，弹簧可分为压缩弹簧(Y型，减震器、阀门中使用)、拉伸弹簧(L型，弹簧秤使用)和扭转弹簧(N型，夹子中使用)三种。本节主要介绍普通圆柱螺旋压缩弹簧的有关名称和规定画法。机械设计过程中如有需要可查阅有关弹簧的国家标准。8.6.1圆柱螺旋压缩弹簧各部分的名称及尺寸计算

圆柱螺旋压缩弹簧各部分的参数如图8-28所示。

(1)材料直径d。材料直径指制造弹簧用的金属丝直径。

(2)弹簧外径D。弹簧外径指弹簧的最大直径。

(3)弹簧内径D1。弹簧内径指弹簧的最小直径，D1＝D－2d。

(4)弹簧中径D2。弹簧中径指弹簧的平均直径，D2＝(D＋D1)/2＝Dl＋d＝D－d。图8-28圆柱螺旋压缩弹簧各部分的参数

(5)支承圈数n0、有效圈数n、总圈数n1。为了使压缩弹簧工作平稳，端面受力均匀，制造时