工程制图与计算机绘图第8章.ppt

1、第8章 标 准 件,8.1 螺纹 8.2 螺纹紧固件 8.3 螺纹紧固件的连接及连接画法 8.4 键联结 8.5 销连接 8.6 铆接和焊接,8.1 螺 纹,一、 螺纹的基本知识 1.螺纹的形成 如果有一平面图形(如三角形、梯形等)沿圆柱或圆锥表面作螺旋线运动, 则此平面图形运动所形成的轨迹(螺旋体)就是螺纹。,图8-1 车削螺纹,2. 螺纹的要素 螺纹的型式、尺寸和性能取决于螺纹要素。牙型、公称直径、螺距、线数、旋向是确定螺纹的五个要素，只有这五个要素都相同的一对内外螺纹才能互相旋合。 (1) 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。 螺纹牙型种类用规定的字母表示, 称

2、为螺纹种类代号, 如M代表普通螺纹(牙型为三角形), Tr代表梯形螺纹(牙型为梯形), G代表非螺纹密封的圆柱管螺纹, B代表锯齿形螺纹。此外, Rp、R、Rc、 ST分别代表用螺纹密封的圆柱内管螺纹、用螺纹密封的圆锥外管螺纹、用螺纹密封的圆锥内管螺纹、自攻螺钉用螺纹。,图8-2 常见的螺纹牙型,(2) 公称直径: 在螺纹国家标准中, 公称直径是指代表螺纹的直径,不同种类的螺纹具有不同的定义。普通螺纹的公称直径是指螺纹大径，外螺纹用小写字母d表示, 内螺纹用大写字母D表示， 如图8-3所示。梯形螺纹的公称直径指外螺纹大径d，管螺纹的公称直径是刻有外螺纹的管子通孔直径的近似值。 中径是一个假想圆

3、柱的直径, 该圆柱的母线通过牙型上沟槽与凸起宽度相等的地方, 如图8-4所示。外螺纹中径用d表示, 内螺纹中径用D表示, 如图8-3所示。,图8-3 螺纹的直径,图8-4 外螺纹的中径,(3) 线数:,图8-5 螺纹线数、 螺距与导程,(4) 螺距和导程:, 螺距是相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离, 如图8-4、图8-5所示。螺纹螺距用符号P表示。 对于普通螺纹、梯形螺纹等, 国家标准规定同一公称直径可以有几个不同的螺距。例如公称直径为10 mm的普通螺纹,可采用的螺距P有1.、.25、 1、 0.75及0.5。其中具有最大螺距(P=1.5)的螺纹称为粗牙普通螺纹, 并记为M10(不写出

4、螺距), 而其余螺距小于1.的螺纹都称为细牙普通螺纹, 并分别记为M101.25、 M101、 M100.75及M100.5, 细牙螺纹的螺距均需注出。, 导程是同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离, 如图8-5所示。显然, 对双线螺纹来说, 导程等于2倍螺距, 故螺距与导程之间有如下关系: 螺距=导程/线数,(5) 旋向:,图8-6 螺纹的旋向,图8-7 管螺纹,3. 螺纹的基本尺寸,表8-1 普通螺纹的基本尺寸(摘自GB19381、 GB19681) 单位: mm,表8-1 普通螺纹的基本尺寸(摘自GB19381、 GB19681) 单位: mm,表8-2 梯形螺纹的基本尺

5、寸(摘自GB5796.286、GB5796.386) 单位: mm,表8-3 非螺纹密封的圆柱管螺纹的基本尺寸(摘自GB730787) 单位: mm,4. 螺纹的分类 (1) 根据螺纹牙型可分为普通螺纹、梯形螺纹、管螺纹等。 (2) 根据螺纹的用途可分为连接螺纹与传动螺纹。普通螺纹及圆柱管螺纹、圆锥管螺纹等属于连接螺纹; 梯形螺纹、锯齿形螺纹、 矩形螺纹(方牙螺纹)等属于传动螺纹。 (3) 根据螺纹的基本要素已标准化的程度可分为标准螺纹和非标准螺纹: 凡牙型、公称直径、螺距均符合标准的称为标准螺纹, 如普通螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、圆柱管螺纹等; 若牙型不符合标准, 则称为非标准螺纹, 最常

6、见的有矩形螺纹。牙型符合标准, 螺距不符合标准的, 称为特殊螺纹。,二、螺纹的规定画法,1. 单个螺纹的画法,图8-8 单个螺纹的规定画法,图8-8 单个螺纹的规定画法,图8-9 圆锥形螺纹的画法,图8-10 螺纹与孔相交的画法,2. 旋合螺纹的画法,图8-11 旋合螺纹的画法,三、螺纹的规定代号及其注法,1. 螺纹的规定标记 (1) 普通螺纹的标记: 根据国家标准的规定, 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组成。螺纹代号由螺纹种类代号、公称直径表示, 必要时要注出螺距和旋向。其标记顺序如下: 螺纹种类代号、公称直径(螺距)、旋向螺纹公差带代号旋合长度代号,在螺纹

7、代号中, 普通螺纹的种类代号即牙型符号为M,公称直径即大径, 粗牙普通螺纹的螺距不标, 右旋螺纹的旋向不标。 螺纹公差带代号包括中径公差带代号与顶径(指外螺纹大径和内螺纹小径)公差带代号。 公差带代号由表示公差等级的数字和表示公差带位置的字母组成, 例如6H、8g等。螺纹公差带代号在GB197-81普通螺纹 公差与配合中作了详细的规定, 标注时不论哪一级公差带代号均不能省略。,外螺纹大径d的公差等级数字有4、 6、 8共三级, 外螺纹中径d的公差等级数字有3、 4、 5、 6、 7、 8、 9共七级; 内螺纹小径D和D公差等级数字均为4、 5、 6、 7、 8共五级。 内螺纹公差带位置有G、H

8、两种, 外螺纹公差带位置有c、f、 g、h四种, 但使用最多的公差带代号, 内螺纹是6H, 外螺纹是6g, 它们旋合在一起形成略有间隙的配合。 当顶径和中径公差带相同时, 只标注一个公差带代号。,螺纹旋合长度分为三组, 分别称为短旋合长度、中等旋合长度和长旋合长度, 相应的代号分别为S、N、L。其中使用最多的是中等旋合长度(N组), 对于粗牙螺纹其范围是0.5d1.5d, 小于0.5d的为S组, 大于1.5d的为L组。 在一般情况下, 不标注螺纹旋合长度, 此时旋合长度按中等旋合长度确定(即“N”不标注)。 必要时, 在螺纹公差带代号之后加注旋合长度代号S或L。有特殊要求时, 可注出旋合长度具

9、体数值。,标记举例: M105g6g 表示粗牙普通螺纹(不注螺距), 公称直径10 mm, 右旋(不注“右”字), 5g是该外螺纹中径公差带代号, 6g是该外螺纹大径公差带代号。 M202左7HL 表示细牙普通螺纹(用“公称直径螺距”表示), 公称直径20 mm,螺距2 mm, 左旋, 该内螺纹中径公差带代号与小径公差带代号都是7H, 需按长旋合长度来考虑制造工艺。M166H/6g表示内外螺纹旋合, 其公差带代号用斜线分开, 左边是内螺纹公差带代号, 右边是外螺纹公差带代号。,(2) 其他螺纹的标记: 梯形螺纹的标记。 梯形螺纹的标记顺序如下: 螺纹种类代号、公称直径螺距或导程(P螺距)、旋向

10、中径公差带代号旋合长度代号 螺纹种类代号、公称直径螺距或导程(P螺距)、旋向构成螺纹代号, 种类代号为Tr, 公称直径即外螺纹大径, 单线螺纹只注螺距, 多线螺纹要注导程和螺距, 右旋不标, 左旋标注LH。 梯形螺纹中径公差带代号、旋合长度代号意义与普通螺纹类似。不同的是, 梯形螺纹旋合长度分为中等旋合长度和长旋合长度两种, 分别用N和L表示。当旋合长度为中等旋合长度时, N不标。,标记举例: Tr407 表示单线梯形螺纹(内螺纹或外螺纹),公称直径40mm, 螺距7 mm, 右旋。 Tr4014(P7)LH8eL表示双线梯形外螺纹, 公称直径40 mm, 导程14 mm, 螺距7 mm, 左

11、旋, 中径公差带代号为8e, 旋合长度为长旋合长度。 Tr4076H/5g 表示内外螺纹旋合, 6H、5g分别为内螺纹、 外螺纹中径公差带代号。, 管螺纹的标记。 标记举例: G1 1/2LH 表示非螺纹密封的圆柱内管螺纹(G为非螺纹密封管螺纹的种类代号), 公称直径(即管子通孔直径)1 1/2英寸, 左旋(右旋则不标)。 G1A 表示非螺纹密封的圆柱外管螺纹, 公称直径1 英寸, 公差为A级(外螺纹公差分A级和B级, 标注外管螺纹时必须注出A或B)。 Rp1 1/2 表示用螺纹密封的圆柱内管螺纹(Rp为用螺纹密封圆柱内管螺纹的种类代号), 公称直径1 1/2英寸, 左旋。,Rc1 1/2 表

12、示用螺纹密封的圆锥内管螺纹(Rc为用螺纹密封圆锥内管螺纹的种类代号), 公称直径1 1/2英寸。 R1 1/2 表示用螺纹密封的圆锥外管螺纹(R为用螺纹密封圆锥外管螺纹的种类代号), 公称直径1 1/2英寸。 G1 1/2/G1 1/2表示非螺纹密封的圆柱内外管螺纹旋合。 Rc1 1/2/R1 1/2 表示用螺纹密封的圆锥内外管螺纹旋合。 Rp 1 1/2/R1 1/2表示用螺纹密封的圆柱内管螺纹与圆锥外管螺纹旋合。,2. 规定标记在图样上的注法 (1) 普通螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等公制螺纹的标记必须注在螺纹大径的尺寸线上, 如图8-12所示。,图8-12 螺纹的标注,(2) 圆柱管螺纹、

13、圆锥管螺纹等英制螺纹的标记必须注在从螺纹大径引出的指引线的横线上, 如图8-13所示。,图8-13 管螺纹的标注,(3) 特殊螺纹的标注如图8-14所示。非标准螺纹必须画出牙型, 并注出与结构有关的全部尺寸, 如图8-15所示。,图8-14 特殊螺纹的标注,图8-15 非标准螺纹的标注,8.2 螺 纹 紧 固 件,图8-16 螺纹紧固件,一、 螺纹紧固件的规定标记 GB1237-88中对螺纹紧固件的标记方法作了规定。 完整标记的内容及排列顺序如下: 名称 标准编号型式与尺寸(型式、 规格、 精度、 其他要求)性能等级或材料及热处理表面处理 标记中精度是指螺纹紧固件的制造精度(即公差), 分为A

14、级(精制)、B级(半精制)、 C级(粗制)和F级(特精制)四个等级。,标记中的规格是指螺纹的螺纹代号, 不注螺距的普通螺纹均为粗牙普通螺纹。标记中的性能等级是指产品机械性能的分级。 螺栓、螺柱、螺钉的性能等级分为3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9共十级, “”前后的数字反映了紧固件强度的高低, 数字越大, 强度越高；螺母的性能等级分为4、5、6、 8、 9、 10、12共七级(适合于厚螺母, 即螺母公称高度m0.8D), 另外还有04、05两级(适合于薄螺母, 即m0.8D), 这里数字反映了强度的高低, 04、05表示强度比4、5低。紧定螺钉、

15、平垫圈的性能等级用维氏硬度表示。 在标记中, 有些内容(如标准中只规定一种型式、精度、性能等级或材料、热处理及表面处理)国家标准允许省略，以简化标记。,二、 螺栓、螺母、垫圈、双头螺柱、螺钉的标记及尺寸 1. 螺栓 螺栓由杆部及头部组成。杆部刻有螺纹, 以便与螺母旋合; 头部按使用条件不同制成不同的形状, 最常用的是六棱柱形, 称为六角头螺栓。,图8-17 螺栓,标记示例: 螺纹规格d=M12、公称长度l=80 mm、性能等级为8.8级、表面氧化、A级的六角头螺栓, 其标记为: 螺栓GB578286M1280,表8-4 六角头螺栓(摘自GB578286、GB578386),2. 螺母,图8-1

16、8 螺母,标记示例: 螺纹规格D=M12、性能等级为10级、不经表面处理、A级的型六角螺母，其标记为: 螺母 GB617086M12,表8-5 六角螺母(摘自GB617086、 GB617286),单位: mm,3. 垫圈,图8-19 平垫圈,标记示例: 公称尺寸d=8mm、性能等级为140HV级、不经表面处理的平垫圈，其标记为： 垫圈 GB97.185-8-140HV,表8-6 小垫圈、平垫圈(摘自GB848-85、GB97.1-85、GB97.2-85),单位: mm,图8-20 弹簧垫圈,标记示例: 规格16mm、材料为65Mn、表面氧化的标准型弹簧垫圈，其标记为: 垫圈 GB93871

17、6,表8-7 弹簧垫圈(摘自GB93-87、 GB859-87) 单位: mm,4. 双头螺柱,双头螺柱是两端均刻有螺纹的紧固件。一端旋入被连接件的螺孔内, 称为旋入端(长为bm); 另一端与螺母旋合, 称为紧固端(长为b)。 双头螺柱常用于被连接件之一较厚的情况。 双头螺柱的视图及标记如图8-21所示, 按照规定标记可由表8-8查得它的型式及尺寸。 双头螺柱旋入端的长度有bm=1d(GB897-88)、bm=1.25d(GB898-88)、bm=1.5d(GB899-88)、bm=2d(GB900-88)四种。,图8-21 双头螺柱,标记示例: 两端均为粗牙普通螺纹，d=10mm、l=50m

18、m、性能等级为4.8级、 B型、bm=1d的双头螺柱，其标记为: 螺柱GB897-88-M1050,表8-8 双头螺柱 单位: mm,双头螺柱旋入端的长度bm按旋入零件的强度决定。不同材料的零件需使用不同旋入端长度的双头螺柱, 而这些bm不同的双头螺柱都有相应的国家标准: 零件材料是钢或青铜时 bm=1d(GB897-88) 零件材料是铸铁时 bm=1.25d(GB898-88) 零件材料强度在铸铁与铝之间时 bm=1.5d(GB899-88) 零件材料是纯铝时 bm=2d(GB900-88),5. 螺钉 螺钉用在受力不大且不常拆卸的地方。按螺钉的用途可分为起连接作用的连接螺钉和限制两零件相对

19、运动的紧定螺钉。 在连接螺钉中, 自攻螺钉在印制电路板、电子设备及仪器机芯、 电器及仪器设备外壳等安装中使用较多。自攻螺钉用于两种非金属(如塑料、纤维)零件之间的连接, 它是通过挤压力拧入被连接零件而实现连接的。 ,图8-22 开槽圆柱头、盘头螺钉,标记示例: 螺纹规格d=M5、公称长度l=20 mm、性能等级为4.8级、不经表面处理的开槽圆柱头螺钉, 其标记为: 螺钉GB6585M520,表8-9 开槽圆柱头螺钉(摘自GB65-85) 单位: mm,表8-10 开槽盘头螺钉(摘自GB67-85) 单位: mm,图8-23 开槽沉头螺钉、十字槽盘头自攻螺钉,标记示例: 螺纹规格d=M5、公称长

20、度l=20mm、性能等级为4.8级、不经表面处理的开槽沉头螺钉, 其标记为: 螺钉 GB6885M520 螺纹规格ST3.5、公称长度l=16mm、H型槽、镀锌钝化的C型十字槽盘头自攻螺钉, 其标记为: 自攻螺钉 GB845-85-ST3.516-C-H,表8-11 开槽沉头螺钉(摘自GB68-85) 单位: mm,表8-12 十字槽盘头自攻螺钉(摘自GB845-85) 单位: mm,图8-24 紧定螺钉,标记示例: 螺纹规格d=M5、公称长度l=12mm、性能等级为14H级、表面氧化的开槽锥端紧定螺钉, 其标记为: 螺钉GB71-85-M512 螺纹规格d=M8、公称长度l=20mm、性能等

21、级为14H级、 表面氧化的开槽长圆柱端紧定螺钉, 其标记为: 螺钉GB75-85-M820,表8-13 紧定螺钉(摘自GB71-85、GB73-85、GB75-85) 单位: mm,8.3 螺纹紧固件的连接及连接画法,一、连接件及被连接件的常见结构,(1) 螺栓、螺柱及螺钉的末端型式与尺寸(根据GB2-85规定)如图8-25所示。,图8-25 螺栓、螺柱及螺钉的末端型式与尺寸,(2) 普通螺纹外螺纹末端倒角规定为c45, 如图8-26(a)所示； 也允许制成30或60倒角, 此时倒角深约等于螺纹深度。,图8-26 普通螺纹的倒角,2. 螺纹收尾、退刀槽和肩距,图8-27 螺纹收尾和肩距,图8-

22、28 螺纹退刀槽,表8-14 普通螺纹的螺纹收尾, 肩距, 退刀槽, 倒角(摘自GB3-79),3. 螺纹不通孔的画法和尺寸注法,图8-29 螺纹不通孔的加工,图8-30 螺纹不通孔的画法,例8-1 在材料为铸铁的零件上加工M16的螺纹不通孔, 试确定其深度, 并画出视图, 然后标注尺寸。 解: 零件材料为铸铁时, bm=1.25d=20。 M16的粗牙普通螺纹, 查表8-1可知, 螺距P=2, 则可取lr3P=6。 螺纹有效深度h=bm+lr=26, 再从表8-14中查得肩距a=10, 则钻孔深度H=h+a=26+10=36。 其视图及尺寸标注如图8-30(b)所示, 图中应分别画出螺纹深度

23、h、钻孔深度H以及由钻头加工时形成的约为120的锥角。尺寸应分别注出螺纹公称直径D(M16)、螺纹深度h(26)、钻孔深度H(36)及开口处120锥角,而计算过程中所用到的bm、lr、a及光孔底部锥角的数值在图中均不注出。,4.通孔与沉孔 (1) 锪平: 螺纹紧固件装配时, 一般应使螺栓或螺钉头部、 螺母或平垫圈压在较平整的、与螺纹轴线垂直的平面上。为此， 常需在铸造毛坯不加工面上钻出通孔后, 再局部加工出一个大于平垫圈直径的圆形小平面, 这种加工称为锪平(也称刮平), 如图8-31所示。 锪平加工时以见到平面为止, 对深度不作要求, 故图纸上注尺寸时不注锪平深度h, 只需注出查表所得锪平直径

24、, 见表8-15。 ,图8-31 锪平,(2) 通孔:,图8-32 通孔及沉孔,(3) 沉孔:,表8-15 紧固件通孔及沉孔尺寸(摘自GB152.2152.4-88、GB5277-85),二、 螺纹紧固件的连接(装配)画法,图8-33 螺栓连接装配图的简化画法及确定螺栓计算长度,(1) 在剖视图中, 当剖切平面通过螺纹紧固件轴线时, 螺栓、 螺母、垫圈、双头螺柱、螺钉规定按不剖绘制。 (2) 相邻两零件接触时, 接触面只画一条粗实线; 不接触时应清楚地画出两条粗实线(两条线很近时可夸大绘出)。 (3) 在剖视图中, 为区别两相邻零件, 其剖面线应画成不同方向或不同的间距。 (4) 螺纹紧固件的

25、连接画法可采用简化画法，如螺栓、螺母上的双曲线可省略不画, 螺纹紧固件上的圆角、倒角等可省略不画, 螺纹不通孔可画至有效深度处等。,1. 螺栓连接,绘图时应首先知道螺栓的型式、螺纹规格和被连接件的厚度, 然后从相应的国家标准中查出螺栓、螺母、垫圈的有关尺寸, 再确定出螺栓公称长度l后, 即可绘出螺栓连接的装配图。 确定螺栓公称长度l的方法是：先按公式 l计=1+2+h+m+lr 计算出l计(见图8-33), 再在该螺栓国家标准中l的长度系列值里选取与l计最接近的值。式中lr是螺栓末端超出螺母的余留长度(包括倒角在内),一般情况下lr=3P(P为螺距)。选取的l与l计大多数情况下不等, 但应保证

26、选取的l值使螺栓末端实际余留长度不小于一个螺距。绘制螺栓时应按l值画。,例8-2 用M8的六角头螺栓把=11、2=14的两零件连接起来, 选用型六角螺母和平垫圈。试确定螺栓的长度; 写出螺栓、螺母、垫圈的标记; 画出螺栓连接的装配图并标注尺寸。 解: 首先计算螺栓的长度。由表8-5查得m=6.8, 由表8-6查得h=1.6, 由表 8-1查得P=1.25, 则 l计=11+14+1.6+6.8+31.25=37.15 查表8-4中l的取值范围及l系列, 取与l计接近值l=35, 此时螺栓末端余留长度为35-(11+14+1.6+6.8)=1.61P, 故可用。 ,这样, 我们就可以写出螺栓、螺

27、母及垫圈的标记: 螺栓 GB5782-86-M835 螺母 GB6170-86-M8 垫圈 GB97.1-85-8-140HV,图8-34 螺栓连接装配图的绘制步骤,图8-34 螺栓连接装配图的绘制步骤,2. 双头螺柱连接,图8-35 双头螺柱连接装配图的简化画法及确定螺柱计算长度,双头螺柱公称长度l的确定方法与螺栓类似: 先按公式 l计=+s+m+lr 计算出l计(见图8-35), 再在双头螺柱国家标准中l的长度系列值里选取与l计最接近的值。 在图8-35中, 较厚的被连接零件上的螺纹不通孔可采用简化画法(零件图中不得简化, 必须按图8-30绘制), 即螺纹孔按螺纹有效深度h(h=bm+lr

28、, bm与被连接件材料有关, 按表8-8取值)绘制, 120的锥角从螺纹小径画出。,图8-36 双头螺柱连接装配图的绘制步骤,3. 螺钉连接,图8-37 螺钉连接装配图的简化画法及确定螺钉计算长度,在螺钉连接装配图的简化画法中, 螺钉头部的一字槽规定在垂直螺钉轴线的视图中应画成向右45倾斜, 而不按实际投影绘制; 在平行螺钉轴线的视图中应画成与该投影面垂直的位置。当绘出的槽宽不大于2mm时， 规定涂黑。 螺钉公称长度l的确定方法是: 先按下面公式计算出l计再在螺钉国家标准中l的长度系列值里选取与l计最接近的值。,当螺钉埋头时 l计=bm+-t 当螺钉露头时 l计=bm+,图8-38 螺钉连接装

29、配图的绘制步骤,8.4 键 联 结,图8-39 键及键联结,一、 普通平键,图8-40 普通平键,标记示例: 圆头普通平键(A型), b=18 mm, h=11 mm,L=100mm, 其标记为: 键 18100 GB 1096-79 平头普通平键(B型), b=18 mm, h=11mm,L=100 mm, 其标记为: 键B18100 GB1096-79 单圆头普通平键(C型), b=18 mm, h=11mm,L=100 mm, 其标记为: 键C18100 GB1096-79,表8-16 普通平键尺寸 (摘自GB1096-79) 键槽尺寸 (摘自GB1095-79) 单位: mm,图8-41 平键槽的尺寸