《现代工程制图》课件第6章

6.1螺纹及螺纹紧固件6.2键连接和销连接

6.3齿轮6.4弹簧6.5滚动轴承

在各种机器和设备上，经常用到螺栓、螺柱、螺钉、螺母、键、销、齿轮、弹簧、滚动轴承等各种不同的零件。这些零件的应用范围广，使用量大，为了提高产品质量和降低成本，国家标准对这类零件的结构、尺寸和技术要求实行全部或部分标准化。实行全部标准化的零件，称为标准件；实行部分标准化的零件，称为常用件。在绘图时，对它们的结构和形状，可根据相应的国家标准所规定的画法、代号和标记进行绘图和标注。图6-1所示为一齿轮油泵的零件分解图，组成该部件的零件中,销、螺栓、螺母、垫圈、键、轴承等属于标准件，齿轮属于常用件。图6-1齿轮油泵6.1.1螺纹的形成

螺纹是在圆柱(或圆锥)表面上沿着螺旋线所形成的、具有相同轴向断面的连续凸起和沟槽。在圆柱(或圆锥)外表面上形成的螺纹称为外螺纹；在圆柱(或圆锥)孔内表面上形成的螺纹称为内螺纹。

螺纹可以在车床上车制，如图6-2(a)、(b)所示，也可以用丝锥、板牙或辗压的方法加工，如图6-2(c)、(d)、(e)所示。6.1螺纹及螺纹紧固件图6-2螺纹的加工方法6.1.2螺纹的要素

螺纹的牙型、直径、线数、螺距、旋向等称为螺纹的结构要素。内外螺纹连接时，这五个要素必须一致。

1．牙型

牙型指通过螺纹轴线断面上的螺纹轮廓形状。常用的牙型有三角形、梯形、锯齿形等。在工程图样中，螺纹牙型用其特征代号表示(详见表6-1)。

2．直径

螺纹的直径有大径(内、外螺纹分别用D、d表示)、中径(内、外螺纹分别用D2、d2表示)和小径(内、外螺纹分别用D1、d1表示)，如图6-3所示。大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径，普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的公称直径是指螺纹的大径；小径是指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径；中径是指通过牙型上的沟槽宽度和凸起宽度相等处的假想圆柱面的直径。图6-3螺纹的直径

3．线数

螺纹有单线和多线之分，沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹，沿两条以上的螺旋线所形成的螺纹为多线螺纹，如图6-4(b)所示。螺纹的线数用n表示。

4．螺距和导程

相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离称为螺距，用P表示；同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离称为导程，用L表示。导程与螺距的关系为：L = nP，如图6-4所示。图6-4螺纹的线数、螺距与导程

5．旋向

螺纹有右旋和左旋两种，工程上常用右旋螺纹。内、外螺纹旋合时，顺时针旋入为右旋，逆时针旋入为左旋，如图6-5所示。图6-5螺纹的旋向6.1.3螺纹的规定画法

1．外螺纹的画法

在投影为非圆的视图上，螺纹的大径画粗实线；小径画细实线(小径近似画成大径的0.85倍)，并应画入端部结构内；倒角和螺纹的终止线画粗实线。在投影为圆的视图上，螺纹的大径画粗实线圆；小径画3/4圈细实线圆；倒角圆省略不画，如图6-6(a)所示。管螺纹的非圆视图常采用局部剖视，外螺纹画法如图6-6(b)所示。图6-6外螺纹的画法

2．内螺纹的画法

内螺纹非圆视图一般作剖视图表达。在投影为非圆的剖视图上，螺纹的小径画粗实线；大径画细实线；倒角和螺纹的终止线画粗实线；剖面线画到牙顶的粗实线处。在投影为圆的视图上，螺纹的小径画粗实线圆；大径画3/4圈细实线圆；倒角圆省略不画，如图6-7(a)所示。图6-7内螺纹画法

3．圆锥螺纹的画法

圆锥螺纹在投影为圆的视图上，只画可见的牙顶圆和牙底圆，如图6-8所示。

4．螺孔相贯线的画法

螺孔与螺孔相贯或螺孔与光孔相贯时，其画法如图6-9所示。图6-8圆锥螺纹的画法图6-9螺孔相贯线的画法

5．内、外螺纹连接的画法

内、外螺纹旋合在一起称为螺纹连接。国标规定：在投影为非圆的视图上，其旋合部分按外螺纹画法绘制，其余部分仍按各自的规定画法绘制，如图6-10所示。

6．螺纹牙型的表示方法

当需要表示螺纹的牙型时，可用局部剖视图和局部放大图表示，如图6-11所示。图6-10内、外螺纹连接画法图6-11螺纹牙型的表示方法6.1.4螺纹的标注

1．常用螺纹的种类

螺纹按用途分为连接螺纹和传动螺纹。普通螺纹和管螺纹属于连接螺纹，梯形螺纹和锯齿形螺纹属于传动螺纹。由于螺纹采用了规定画法，图上反映不出螺纹要素及加工精度等参数，因此需要在图样中螺纹大径的尺寸线或其引出线上标注出相应标准所规定的螺纹标记。常用螺纹的种类及标注见表6-1。表6-1常用螺纹的种类、牙型与标注续表2．普通螺纹的标注

1)普通螺纹的标注格式

普通螺纹的标注格式为2)普通螺纹的标注标注普通螺纹的尺寸时，尺寸界线应从螺纹大径处引出，如图6-12所示。图6-12普通螺纹的标注

3)标注举例

例6-1

说明M20—5g6g—S的含义。

解表示公称直径为20 mm的单线粗牙普通外螺纹，右旋，中径和顶径的公差带代号分别为5g、6g，短旋合长度，其标注如图6-12(a)所示。

3．梯形螺纹(锯齿形螺纹)的标注

1)梯形螺纹的标注格式

(1)单线梯形螺纹：(2)多线梯形螺纹：梯形螺纹的牙型代号为“Tr”，锯齿形螺纹的牙型代号为“B”。右旋不标注，左旋螺纹的旋向代号为“LH”，需标注。梯形螺纹的公差带为中径公差带。梯形螺纹的旋合长度为中(N)和长(L)两组，采用中等旋合长度(N)时，不标注代号；如采用长旋合长度，则应标注“L”。

2)梯形螺纹(锯齿形螺纹)的标注梯形螺纹(锯齿形螺纹)的标注与普通螺纹相同，如图6-13(a)、(b)所示，尺寸界线应从螺纹大径引出。图6-13梯形螺纹与锯齿形螺纹的标注

3)标注举例

例6-2

说明Tr30×6LH—7e—L的含义。

解表示公称直径为30 m，螺距为6 mm的单线左旋梯形外螺纹，中径的公差带代号为7e，长旋合长度，其标注如图6-13(a)所示。

4．管螺纹的标注

管螺纹分为非螺纹密封的管螺纹和用螺纹密封的管螺纹两种。

1)管螺纹的标注格式

非螺纹密封的管螺纹的标注格式：用螺纹密封的管螺纹的标注格式：

(1)螺纹代号。

(2)螺纹尺寸代号。

(3)螺纹公差等级代号。

(4)旋向。

2)管螺纹的标注

管螺纹用指引线由螺纹大径处引出标注，如图6-14所示。图6-14管螺纹的标注

3)标注举例

例6-3

说明G3/4A—LH的含义。

解表示尺寸代号为3/4，左旋的非螺纹密封的外管螺纹，公差等级为A。其标注如图6-14(a)所示。6.1.5螺纹紧固件

1．常用螺纹紧固件的种类

螺纹紧固件起连接和紧固零件的作用。常用的螺纹紧固件有螺栓、螺柱、螺钉、螺母和垫圈等，如图6-15所示。此类零件均为标准件，一般由标准件厂成批生产，不需画其零件图，外购时只要写出规定标记即可。图6-15常用螺纹紧固件

2．螺纹紧固件的标记

螺纹紧固件的标记方法分为完整标记和简化标记。

常用螺纹紧固件的简化画法及标记如表6-2所示。表6-2常用螺纹紧固件的简化画法及标记

3．螺纹紧固件画法

为提高作图效率，工程上常采用比例画法画螺纹连接图，即根据螺纹公称直径(d或D)，按与其近似的比例关系计算出各部分尺寸后作图。常用的螺纹紧固件比例画法见表6-3。也可采用简化画法，即螺栓、螺母、垫圈上的交线、倒角等省略不画；或可根据螺纹紧固件的公称直径查附表或有关标准，得出各部分的尺寸。表6-3各种螺纹紧固件的比例画法

4．螺纹紧固件连接装配图的画法

螺纹紧固件连接形式如图6-16所示，分别为螺栓连接、螺柱连接和螺钉连接。图6-16螺纹紧固件的连接形式

1)规定画法

2)螺纹紧固件公称长度(L)的确定

3)螺栓连接

(1)特点。螺栓用于连接两个较薄的零件。

(2)画法。已知螺栓的公称直径d、公称长度L和两被连接件的厚度，即可根据比例画出螺栓的连接装配图，如图6-17(b)所示。画图时可采用简化画法，如图6-17(c)所示。图6-17螺栓连接装配图

4)双头螺柱连接

(1)特点。

(2)双头螺柱旋入端长度bm。bm与被连接件的材料有关，通常情况下，钢或青铜等硬材料，取bm=d：铸铁取bm= 1.25d；铝等轻金属取bm=2d。

(3)画法。画图时，螺纹孔的深度一般为bm+0.5d，钻孔深度一般bm+d，如图6-18(b)所示。双头螺柱的旋入端应画成全部旋入螺孔内，即螺纹终止线应与两连接件的接触面平齐。画图时可采用简化画法，如图6-18(c)所示。图6-18螺柱连接装配图

5)螺钉连接

螺钉按用途分为连接螺钉和紧定螺钉。

(1)连接螺钉。

①特点。

②画法。螺钉连接的画法分别类似于“螺栓穿孔”和“螺柱旋入”的画法；螺钉的螺纹终止线应画在螺孔外，如图6-19(a)、(b)、(c)所示。画一字槽的螺钉连接时，在投影为非圆的视图中，其槽口面对观察者；在投影为圆的视图中，一字槽应画成与水平线成45°角的粗实线；当槽宽≤2 mm时，可用涂黑表示。图6-19连接螺钉的装配图

(2)紧定螺钉。

紧定螺钉通常用来固定零件间的相对位置，使它们不产生相对运动。如图6-20中的轴与齿轮的轴向定位，采用开槽锥端紧定螺钉旋入轮毂的螺孔内，使螺钉端部的90° 锥面与轴上的90°锥坑压紧，从而达到固定轴和齿轮相对位置的目的。图6-20紧定螺钉的装配图6.2.1键连接

键主要用于连接轴及其轴上的零件(如皮带轮、齿轮)。常在轴和孔的配合处分别开一键槽，将键嵌入槽中，起传递扭矩的作用，如图6-21所示。键作为一种零件被广泛使用，国家标准规定了键的种类、结构和尺寸，因此键是一种标准件。6.2键连接和销连接图6-21键连接

1．键的种类与标记

常用的键有普通平键、半圆键、钩头楔键，如图6-22所示。普通平键有A型(圆头)、B型(方头)、C型(单圆头)三种形式。

常用键的简图和标记如表6-4所示。图6-22键的种类表6-4常用键名称、简图和标记示例

2．键槽与键连接的画法

轴上和轮毂孔中的键槽加工方法如图6-23所示，轮毂孔中的键槽通常为通孔。图6-23键槽的加工普通平键连接的画法：键的两侧面是工作面，它与轴和轮毂孔中的键槽侧面接触，应画一条线；键的底面与轴上键槽的底面接触也应画一条线；键的顶面与轮毂键槽的底面应有间隙，要画两条线，如图6-24所示。

半圆键一般用在载荷不大的传动轴上，它的连接情况与普通平键相似。半圆键连接画法与普通平键连接画法基本相同，如图6-25所示。图6-24普通平键连接的画法及键槽尺寸的标注图6-25半圆键连接的画法6.2.2销连接

1．销的种类与标记

销是标准件。常用的销有圆柱销、圆锥销、开口销等，其形状如图6-26所示。圆柱销、圆锥销通常用于零件间的联接或定位；开口销常用在螺纹连接的锁紧装置中，以防止螺母的松脱。

表6-5为销的标记示例及画法。图6-26常用销表6-5销的标记示例和画法

2．销连接的画法

在销连接中，两零件上的孔是在零件装配时一起配钻的。因此，在零件图上标注销孔的尺寸时，应注明“配作”。

绘图时，销的有关尺寸从标准中查找并选用。在剖视图中，当剖切平面通过销的回转轴线时，按不剖处理，如图6-27所示。图6-27销连接的画法齿轮是广泛应用于机器或部件的传动零件，具有传动平稳、工作可靠、传动比大、效率高等特点。它主要用来传递动力或改变运动的方向和速度。常见的齿轮传动形式有三种：

(1)圆柱齿轮：用于两平行轴间的传动，如图6-28(a)所示。

(2)圆锥齿轮：用于两相交轴间的传动，如图6-28(b)所示。

(3)蜗轮、蜗杆：用于两交叉轴间的传动，如图6-28(c)所示。6.3齿轮图6-28齿轮传动的分类6.3.1圆柱齿轮

1．直齿圆柱齿轮各部分的名称及代号

直齿圆柱齿轮简称直齿轮，图6-29表示了两互相啮合的直齿轮各部分的名称及代号。图6-29直齿轮各部分名称及代号

(1)齿顶圆：轮齿顶部的圆，其直径用da表示。

(2)齿根圆：轮齿根部的圆，其直径用df表示。

(3)分度圆：设计、计算和制造齿轮的基准圆，其直径用d表示。

(4)节圆：两啮合齿轮齿廓与齿轮中心连线O1O2的交点P称为节点，分别以O1、O2为圆心，O1P、O2P为半径所作两相切的圆称为节圆，其直径用d′ 表示。标准齿轮的节圆和分度圆重合，即d=d′。

(5)齿距、齿厚、槽宽：在分度圆上，相邻两齿的同侧齿面间的弧长称为齿距，用表示；每个轮齿齿廓在分度圆上的弧长称为齿厚，用表示；两齿相邻的两侧面间的弧长称为槽宽，用表示。在标准齿轮中，s=e=p/2。

(6)齿高、齿顶高、齿根高：齿顶圆与齿根圆间的径向距离称为齿高，用h表示；齿顶圆与分度圆间的径向距离称为齿顶高，用ha表示；分度圆与齿根圆间的径向距离称为齿根高，用hf表示。显然，h=ha+hf。

(7)啮合角(压力角)：在节点P处，两啮合齿轮的齿廓曲线的公法线与两节圆的公切线所夹的锐角称为啮合角，用a

表示。国标规定，对于标准齿轮，压力角a=20°。

(8)模数m：设计、制造齿轮的重要参数，用m表示。模数越大，齿轮承载能力越大，反之愈小。若以z表示齿轮的齿数，则齿轮分度圆周长为 d=zp，则；若令，则d=mz。互相啮合的齿轮，其齿距相等，模数和啮合角也相等。国家标准对齿轮的模数作了统一规定，标准模数见表6-6。表6-6齿轮模数(GB1357—1987)mm

(9)中心距：两啮合齿轮轴线之间的距离，用a表示。

(10)传动比：主动齿轮转速n1(r/min)与从动齿轮转速n2(r/min)之比，用表示。

2．直齿圆柱齿轮各部分尺寸的计算公式

确定了齿轮的齿数、模数、压力角a 之后，其他各部分尺寸的计算公式见表6-7。表6-7标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸的计算公式

3．圆柱齿轮的规定画法

1)单个圆柱齿轮的规定画法

(1)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；齿根圆和齿根线用细实线绘制，也可省略不画。

(2)在剖视图中，齿根线用粗实线绘制；当剖切平面通过齿轮轴线时，轮齿按不剖绘制；齿轮其余结构按投影画出。

(3)若齿轮为斜齿或人字齿，则其非圆视图可画成半剖视图或局部剖视图，并用三条细实线表示斜齿圆柱齿轮的螺旋角b的方向，如图6-30(b)、(c)所示。

(4)当轮齿有倒角时，在投影为圆的视图中，倒角不画。图6-30单个圆柱齿轮的规定画法

2)两啮合圆柱齿轮的规定画法

(1)在投影为圆的视图中，两分度圆相切；齿顶圆用粗实线绘制，啮合区内的齿顶圆也可省略不画，如图6-31(b)所示；齿根圆用细实线绘制，也可省略不画。

(2)在投影为非圆的剖视图中，一个齿轮按可见绘制，另外一个齿轮按不可见绘制。一个齿轮的齿顶线与另一个齿轮的齿根线之间应有0.25 m的径向间隙，画两条线，如图6-31所示。图6-31圆柱齿轮的啮合画法

(3)在投影为非圆的视图中，啮合区内齿顶线、齿根线不画；分度线重合，用粗实线绘制；非啮合区的画法仍与单个齿轮的画法相同。若啮合区齿轮为斜齿或人字齿，则应在两齿轮外形处画出相反的与各齿向相同的三条细实线，如图6-31(c)所示。

4．齿轮、齿条啮合的规定画法

齿条可看做直径无限大的齿轮，此时齿顶圆、齿根圆、分度圆都是直线。齿轮与齿条啮合的画法和圆柱齿轮的啮合画法相同，如图6-32所示。图6-32齿轮与齿条啮合的规定画法6.3.2锥齿轮

1．锥齿轮各部分的尺寸

锥齿轮用于两相交轴间的传动，一般情况下，两轴相交成90°。由于锥齿轮的轮齿分布在圆锥面上，因此锥齿轮的轮齿一端大、一端小，齿厚是逐渐变化的，大、小端的分度圆直径和模数也不同，通常规定以大端的分度圆直径和模数来决定其他各部分的尺寸。直齿圆锥齿轮的各部分名称如图6-33所示，其计算公式见表6-8，表中的参数是对大端而言的。表6-8锥齿轮各部分尺寸的计算公式

2．锥齿轮的规定画法

(1)单个锥齿轮的规定画法。锥齿轮的非圆视图(主视图)常画成全剖视图，与直齿圆柱齿轮的画法大致相同。在投影为圆的视图中，用粗实线画出齿轮大端和小端的齿顶圆；用细点画线画出大端的分度圆；大、小端齿根圆及小端分度圆均省略不画；其余结构按投影画出，如图6-33所示。图6-33锥齿轮各部分名称及规定画法

(2)两啮合的锥齿轮的规定画法。锥齿轮啮合的画法如图6-34所示，主视图采用全剖视图，轮齿部分和啮合区的画法与直齿圆柱齿轮的画法相同。两齿轮的锥顶交于一点，节锥线用细点画线绘制。在左视图中，一个齿轮的节圆与另一个齿轮的节锥线相切，用细点画线绘制；齿顶圆和顶锥线用粗实线绘制。图6-34锥齿轮啮合的规定画法6.3.3蜗轮与蜗杆

蜗轮、蜗杆用于两垂直交叉轴间的传动。

一对相啮合的蜗轮、蜗杆的模数相同，且蜗轮的螺旋角与蜗杆的螺旋线升角大小相等，方向相同。

1．单个蜗轮、蜗杆的画法

蜗轮、蜗杆轮齿部分的画法与直齿圆柱齿轮的画法基本相同，但在蜗轮投影为圆的视图上，只画出分度圆和直径最大的外圆，不画出齿顶圆和齿根圆。单个蜗轮、蜗杆的画法如图6-35、图6-36所示。图6-35蜗杆的规定画法图6-36蜗轮的规定画法

2．蜗轮、蜗杆啮合的规定画法

蜗轮、蜗杆在啮合区内，蜗杆节线与蜗轮节圆相切。蜗轮、蜗杆啮合一般采用剖视图绘制，即主视图采用全剖视图，左视图采用局部剖视图。在啮合区内，将剖开的蜗杆投影画全，而被蜗杆遮住的蜗轮外圆及齿顶圆不画，如图6-37所示。图6-37蜗轮、蜗杆啮合的规定画法弹簧在机器、仪表和电器等产品中起减振、夹紧、测力和储存能量等作用。弹簧的特点是，在一定载荷下通过弹簧的变形来实现各种功能，去除外力后，能立即恢复原状。

弹簧的种类很多，常见的有圆柱弹簧、蜗卷弹簧和板式弹簧等，如图6-38所示。下面以圆柱螺旋压缩弹簧为例，介绍弹簧的基本知识。6.4弹簧图6-38常用的弹簧6.4.1圆柱螺旋压缩弹簧各部分的名称

圆柱螺旋压缩弹簧的参数及尺寸关系如图6-39所示。图6-39圆柱螺旋压缩弹簧6.4.2圆柱螺旋压缩弹簧的标记

GB/T2089—1994规定了普通圆柱螺旋压缩弹簧的标记由名称、尺寸、精度与旋向、标准编号、材料牌号及表面处理组成，标记格式如下：

名称型式代号—d×D×H0—精度、旋向代号标准编号·材料牌号—表面处理圆柱螺旋压缩弹簧的名称代号为Y，端圈形式分为A型(两端圈并紧、磨平)和B型(两端圈并紧、锻平)；制造精度分为2、3级，3级可省略不注；左旋弹簧需标注“LH”，右旋可省略不注。制造弹簧时，簧丝直径等于或小于10 mm时，采用冷卷工艺，一般使用材料为C级碳素钢的簧丝；簧丝直径大于10 mm时，采用热卷工艺，一般使用材料为60Si2MnA的簧丝。若使用上述材料，则其材料牌号可不标注。此外，表面处理一般不标注，但弹簧材料的表面若为镀锌、镀镉、磷化等电镀或化学处理，则应标注。

例如：YA—12 × 80×140—2LHGB/T2089—1994，表示为一左旋圆柱压缩弹簧，端圈并紧磨平。6.4.3圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法

1．单个弹簧的画法

1)规定

(1)在平行于弹簧轴线的投影面上的视图中，弹簧各圈的轮廓用直线绘制。

(2)不论弹簧的支承圈有多少，均可按支承圈为2.5圈绘制，必要时也可按实际支承圈绘制。有效圈在四圈以上的弹簧，两端可只画1～2圈(不包括支承圈)，中间各圈可省略不画。当中间部分省略后，可适当缩短图形的长度。

(3)弹簧均可画成右旋，但左旋弹簧无论画成左旋或右旋，必须注明“左旋(或LH)”。

2)画法

根据给定的压缩弹簧参数(H0、D、d、t，支承圈为2.5)，画其剖视图的步骤如图6-40所示。

(1)根据H0、D画一矩形，三条垂线为点画线，其余为细实线，如图6-40(a)所示。

(2)画出两支承部分，d为簧丝直径，如图6-40(b)所示。

(3)根据d、t、t/2，画出部分有效圈，如图6-40(c)所示。

(4)按右旋旋向作簧丝断面圆的公切线；校核、加深，画断面区域的剖面线，完成作图，如图6-40(d)所示。

圆柱螺旋压缩弹簧的零件工作图可参照图6-41所示的图样格式绘制。图6-40螺旋压缩弹簧的作图步骤图6-41弹簧零件工作图

2．弹簧在装配图中的画法

(1)在装配图中，被弹簧挡住的零件轮廓一般不画，可见轮廓线应画到弹簧的外轮廓线或簧丝断面的中心线为止，如图6-42(a)所示。

(2)弹簧被剖切时，当簧丝直径在图形上等于或小于2 mm时，其断面可用涂黑表示，但各圈的轮廓不画，如图6-42(b)