第十二章第十二章 标准件、齿轮与弹簧标准件、齿轮与弹簧 本章主要介绍螺纹以及螺纹紧固件、键、销等标准件，齿轮、弹簧等常用零件的基本知识，规定画法，标注方法及连接画法。以及用AutoCAD绘制标准件的有关知识与方法。 螺纹螺纹1.1 1.1 螺纹的基本知识螺纹的基本知识 1.1.1 螺纹的形成 当一个平面图形（如三角形、梯形、矩形等）绕着圆柱面作螺旋运动时，形成的圆柱螺旋体称为螺纹。 在圆柱外表面上形成的螺纹称外螺纹 在圆柱内表面上形成的螺纹称内螺纹 外螺纹内螺纹1.1.2 螺纹的加工方法 卡盘车刀工件外螺纹车削法内螺纹车削法车刀沿轴向进给碾压外螺纹工件加工内外螺纹的工具碾压板1.2 1.2 螺纹要素螺纹要素 牙型 沿螺纹轴线方向剖切，所得到的螺纹牙齿剖面的形状称为螺纹的牙型。常见的牙型有三角形、梯形、锯齿形等 牙顶牙底牙顶牙底大径中径小径螺纹直径 (1)大径：与外螺纹的牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径称为大径。大径即为公称直径。内、外螺纹的大径分别用D、表示。 (2)小径：与外螺纹牙底与内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径称为螺纹小径。内、外螺纹的小径分别用1、1表示。 (3)中径：它是一个假想圆柱的直径，即在大径和小径之间，其母线通过牙型上的沟槽和凸起宽度相等的假想圆柱面的直径称为中径。内、外螺纹的中径分别用2、2表示。 线数 螺纹有单线和多线之分。当圆柱面上只有一条螺旋线所形成的螺纹称为单线螺纹，有两条或两条以上在轴向等距离分布的螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。螺纹的线数用表示 单线螺纹双线螺纹螺距和导程 相邻两牙在中径线上对应点间的轴向距离称为螺距，用表示 同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应点间的距离称为导程，用ph表示 单线螺纹：= ph多线螺纹：=ph/n螺距=导程螺距导程旋向 螺纹的旋向有左旋和右旋之分 若顺着螺杆旋进方向观察，顺时针旋转时旋进的螺纹称右旋螺纹，逆时针旋转时旋进的螺纹称左旋螺纹 右旋左旋内、外螺纹连接的条件是螺纹的五个要素必须完全相同，否则内、外螺纹不能互相旋合。 1.3 1.3 螺纹种类螺纹种类 1.3.1 按螺纹要素是否标准分 (1)标准螺纹：牙型、直径和螺距均符合国家标准的螺纹； (2)特殊螺纹：牙型符合国家标准，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； 1.3.2 按螺纹的用途分 (1)连接螺纹，如普通螺纹、管螺纹； (2)传动螺纹，如梯形螺纹。 螺 纹 分 类牙型及牙型角牙型符号说明连接螺纹普通螺纹粗牙细牙M管 螺 纹非螺纹密封用螺纹密封的管螺纹圆锥外圆锥内圆柱内RCRGRP用于一般零件的连接用于精密零件，薄壁零件或负荷大的零件用于非螺纹密封的低压管路的连接用于螺纹密封的中高压管路的连接螺纹分类牙形符号牙形及牙形角说 明传动螺纹BTr锯齿形螺纹梯形螺纹只能传递单向动力可双向传递运动和动力1.4 1.4 螺纹的规定画法螺纹的规定画法 1.4.1 外螺纹的画法 螺纹的牙顶（大径线）和螺纹终止线用粗实线绘制，螺纹的牙底（小径线）用细实线绘制，在倒角或倒圆部分处的细实线也应画出。 在投影为圆的视图中，大径画粗实线圆，小径画细实线圆，只画34圈，倒角圆省略不画 在剖视图中，螺纹终止线只画出大径和小径之间的部分，剖面线应画到粗实线处 当需要表示螺尾时，用与轴线成30的细实线绘制 1.4.2 内螺纹的画法 内螺纹（螺孔）一般应画剖视图，画剖视图时，牙顶（小径线）和螺纹终止线用粗实线表示。牙底（大径线）用细实线表示 在投影为圆的视图中，小径圆画粗实线圆，大径圆画细实线圆，只画约34圈，倒角圆省略不画 内螺纹未取剖视时，大径线、小径线、螺纹终止线均画虚线 对于不穿通螺孔，应将钻孔深度和螺纹孔深度分别画出。注意钻孔顶端应画成120 1.4.3 内、外螺纹连接的画法 在绘制螺纹连接的剖视图时，其连接部分应按外螺纹的画法绘制，其余部分仍按各自的画法绘制 外螺纹内螺纹旋合部分按外螺纹画大小径分别对齐画图步骤：先画外螺纹再确定内螺纹的端面位置最后画内螺纹及其余部分投影1.5 1.5 螺纹标注螺纹标注 1.5.1 标准螺纹的标注格式 螺纹代号螺纹公差带代号旋合长度代号 (1) 螺纹代号内容及格式如下 螺距（单线时）螺纹牙型符号 公称直径 或 旋向 导程（螺距）（多线时）当为右旋螺纹时，“旋向”省略标注。左旋螺纹用“LH”表示 粗牙普通螺纹，螺距省略标注 (2) 螺纹公差带代号 螺纹公差带代号是由表示其大小的公差等级数字和表示其位置的字母组成（内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母）如6H、5g等。 若螺纹的中径公差带与顶径公差带的代号不同（顶径指外螺纹的大径和内螺纹的小径）则分别标注，如4H5H、5h6h。 梯形螺纹、锯齿形螺纹只标注中径公差带代号。 (3) 旋合长度代号 螺纹旋合长度是指两个相互配合的螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度（螺纹端倒角不包括在内） 普通螺纹旋合长度分短(S)、中(N)、长(L)三组；梯形螺纹分N、L两组。当旋合长度为N时，省略标注。必要时，也可用数值注明旋合长度。 1.5.2 螺纹标注示例 普通螺纹粗牙内螺纹细牙外螺纹内外螺纹旋合标记非螺纹密封性管螺纹内螺纹A级外螺纹B级外螺纹内外螺纹旋合标记梯形螺纹内螺纹内外螺纹旋合标记外螺纹锯齿形螺纹内螺纹外螺纹1.5.3 特殊螺纹的标注 1.5.4 非标准螺纹的标注 特 特殊螺纹的标准，应在牙型符号前加注“特”字，并注出大径和螺距 应注出螺纹的大径、小径、螺距和牙型的尺寸 1.6 1.6 螺纹的局部结构螺纹的局部结构 螺纹端部的倒角 为了便于内、外螺纹装配和防止端部螺纹损伤，在螺纹端部常加工出倒角 退刀槽 在加工螺纹时，为了便于退刀、在螺纹终止处，先加工出退刀槽，再加工螺纹 小径大径不通的螺孔 加工不通的螺孔时，先钻孔再攻丝，钻头端部的圆锥角约为118。为简化作图，钻孔底部的圆锥孔均画成120角 为了便于攻丝，保证螺纹的有效长度，钻孔深度要大于螺纹长度，其多余部分称钻孔余量。为简化作图，钻孔余量常取为.5D（为螺纹大径） 1.6.4 螺纹孔相贯线的画法 两螺纹孔或螺纹孔与光孔相贯时，其相贯线按螺纹的小径画出 螺纹紧固件及其连接的画法螺纹紧固件及其连接的画法2.1 2.1 螺纹紧固件螺纹紧固件 用螺纹起连接和紧固作用的零件称螺纹紧固件 常用的螺纹紧固件 六角头螺栓双头螺柱圆柱头螺钉沉头螺钉内六角螺钉盘头螺钉紧定螺钉六角螺母开槽螺母圆螺母平垫圈弹簧垫圈止退垫圈螺纹紧固件连接的基本形式螺纹紧固件连接的基本形式螺栓连接双头螺柱连接螺钉连接常用螺纹紧固件的图例和标记示例 公称长度公称长度公称长度螺栓GB/T5782-2000 M1060螺柱GB/T897-1988 M1050螺钉GB/T65-2000 M1060螺母GB/T41-2000 M12螺钉GB/T75-1985 M5252.1.2 螺纹紧固件的画法 六角头螺栓d、l由结构确定b=2d(l=2d时b=l)e=2dk=0.7dc=0.15dd1=0.85d六角螺母垫圈e=2dm=0.8dd2=2.2dh=0.15dd1=1.1d2.2 2.2 螺纹紧固件连接的画法螺纹紧固件连接的画法 规定画法： 1)两零件的接触面画一条线，不接触面画二条线。 2)相邻两零件的剖面线应不同，要方向相反或间隔不等。但同一个零件在各个视图中的剖面线的方向和间隔应一致。 3)在剖视图中，若剖切平面通过螺纹紧固件的轴线时，这些紧固件按不剖绘制。 不剖2.2.1 螺栓连接及其连接画法 螺栓连接常用的紧固件有螺栓、螺母、垫圈 螺栓螺母垫圈 它用于被连接件都不太厚，能加工成通孔且要求连接力较大的情况 (1)螺栓连接的查表画法 1)根据紧固件螺栓、螺母、垫圈的标记，在有关标准中，查出它们的全部尺寸。 2)确定螺栓的公称长度l时，可按以下方法计算l12 取0.20.4d 3)螺栓连接的画图步骤 不剖 对六角螺栓头及六角螺母上的交线，可按图绘制，（用圆弧代替双曲线）。 (2)螺栓连接的比例画法 为了提高画图速度，螺栓连接可按2.1中的比例关系画图，主要以螺栓公称直径为依据，但不得把按比例关系计算的尺寸作为螺纹紧固件的尺寸进行标注。 (3)螺栓连接的简化画法 在部件装配图中，螺栓连接允许按简化画法绘制 (4)注意问题 1)被连接件的孔径必须大于螺栓的大径，d01.1d，否则成组装配时，由于孔间距有误差而装不进去。 2)在螺栓连接剖视图中，被连接零件的接触面（投影图上为线）画到螺栓大径处。 3)螺母及螺栓的六角头的三个视图应符合投影关系。 4)螺栓的螺纹终止线必须画到垫圈之下（应在被连接两零件接触面的上方），否则螺母可能拧不紧。 2.2.2 螺钉连接及其画法 螺钉连接多用于受力不大的零件之间的连接 1)根据螺钉的标记，在有关标准中，查出螺钉的全部尺寸。 螺钉连接的画法： 2)确定螺钉的公称长度 初算 l1l1 根据初算出的l值，在螺钉的标准中，选取与其近似的标准值，作为最后确定的l值。 涂黑 3)螺钉的旋入端长度l1与被连接件的材料有关，可参照表12-8的bm值近似选取。 4)按图所示的画图步骤画出螺钉连接图。 螺纹小径螺纹大径螺纹终止线高于螺纹孔端面 螺钉头部的比例画法 紧定螺钉常用于定位、防松而且受力较小的情况 常见螺钉连接图 2.2.3 双头螺柱连接画法 双头螺柱连接常用的紧固件有双头螺柱、螺母、垫圈。 螺柱连接一般用于被连接件之一较厚，不适合加工成通孔，且要求连接力较大的情况，其上部较薄零件加工成通孔 双头螺柱连接画法 上部与螺栓连接相同旋入端螺纹终止线与螺纹孔端面平齐下部与螺钉连接相同 键及其连接键及其连接 3 31 1 键的作用键的作用 键用于连接轴和轴上的传动件（如齿轮、皮带轮等）使轴和传动件不发生相对转动，以传递扭矩或旋转运动 键轴皮带轮3 32 2 键的型式、标记及连接画法键的型式、标记及连接画法 A型普通平键半圆键钩头楔键 常用键的型式有普通平键、半圆键和钩头楔键，普通平键分A型、B型、C型 B型C型常用键的种类、型式、标记和连接画法 普通平键 A型GB1096-79键bXLGB1096-79键bXd1GB1099-79半圆键GB1099-79键bXLGB1565-79钩头楔键GB1565-79轴和轮毂上键槽的画法和尺寸标注 销及其连接销及其连接4 41 1 销的作用销的作用 销的种类较多，通常用于零件间的连接或定位 常用的销有圆柱销、圆锥销和开口销，开口销常与槽型螺母配合使用，起防松作用。 4 42 2 销的型式、标记和连接画法销的型式、标记和连接画法 圆柱销GB119-86销GB119-86Adl圆锥销GB117-86销GB117-86Adl圆柱销GB119-86销GB119-86Adl注意： 画销连接图时，当剖切平面通过销的轴线时，销按不剖绘制，轴取局部剖 由于用销连接的两个零件上的销孔通常需一起加工，因此，在图样中标注销孔尺寸时一般要注写“配作” 圆锥销的公称直径是小端直径，在圆锥销孔上需用引线标注尺寸 5 5 齿轮齿轮 齿轮是机器中的传动零件，它用来将主动轴的转动传送到从动轴上，以完成传递功率，变速及换向等功能。 按两轴的相对位置不同，齿轮可分为三大类 圆柱齿轮(图a)，用于传递两平行轴的运动； 圆锥齿轮（图b），用于传递两相交轴的运动； 蜗轮、蜗杆（图c），用于传递两相错且垂直轴的运动。 圆柱齿轮蜗轮、蜗杆圆锥齿轮按齿轮轮齿方向的不同可分为直齿、斜齿、人字齿等 锥齿轮也有直齿、斜齿等形式齿形轮廓曲线有渐开线、摆线及圆弧等，通常采用渐开线齿廓齿轮的结构轮缘轮齿轴孔键槽辐板轮毂5.1 5.1 圆柱齿轮圆柱齿轮 (1)齿顶圆直径(da)是通过轮齿顶部的圆周直径； (2)齿根圆直径(df)是通过轮齿根部的圆周直径； (3)分度圆直径(d)是齿顶圆和齿根圆之间的一个圆的直径，在该圆的圆周上齿厚(s)和齿槽宽(e)相等(对标准齿轮而言)。 (4)齿距(p)在分度圆上，是两个相邻齿对应点间的弧长，标准齿轮s=e，p=s+e。 (5)齿高(h)是从齿顶到齿根的径向距离，h=ha+hf； 齿顶高(ha)是从齿顶圆到分度圆的径向距离； 齿根高(hf)是从分度圆到齿根圆的径向距离。 (6)模数(m)：设齿轮的齿数为，则有 /* 令/，则 (7)压力角、齿形角 在分度圆齿廓上的点K在齿轮转动时，它的运动方向(分度圆的切线方向)和正压力方向(渐开线的法线方向)所夹的锐角，称为压力角。 而加工齿轮用的基本齿条的法向压力角，称为齿形角。 压力角和齿形角均以表示。 我国标准规定角为20(8)节圆(d)： 当两齿轮啮合时，在中心的连线上，两齿廓的接触点，称为节点(p)。以o1，o2为圆心，分别过节点所作的两个圆，称为节圆，两节圆相切，其直径分别用d1、d2表示。 5.1.2 圆柱齿轮、齿条的规定画法 (1)单个圆柱齿轮画法 表示轴孔有键槽的齿轮可采用两个视图，常用一个视图和一个局部视图(即左视图中只画键槽口)。 齿根线齿顶线分度线 如需要表示轮齿(斜齿、人字齿)的方向时，可用三条与轮齿方向一致的细实线表示 如需要表示齿形轮廓曲线，可在图中用粗实线画出一个或两个齿形，或单独另画出它的局部放大图。 圆柱齿轮的图样格式 轮齿部分的三个直径尺寸，只需注出分度圆直径和齿顶圆直径 (2)齿条的画法 (3)圆柱齿轮啮合画法 在垂直于圆柱齿轮轴线的投影面上的视图中，啮合区内的齿顶圆均用粗实线绘制(图a)，其省略画法如图b所示。 ab 在平行于齿轮轴线的投影面上的外形视图中，啮合区只用粗实线画出节线，齿顶线和齿根线均不画。在两齿轮其它处的节线仍用细点画线绘制(图a)。如需表示轮齿的方向时，画法与单个齿轮相同(图b和c)。 abc两圆柱齿轮内啮合的画法 5.1.3 直齿圆柱齿轮的测绘 1)数出齿数 2)量出齿顶圆的直径da。当齿数为单数而不能直接量得时，可用图12-48所示的方法量出，即daD2e ）计算模数ma/（）4)修正模数，由于齿轮磨损与测量误差，当算出的模数m不是标准模数时，应在标准模数表中选用与m最接近的标准模数m ）根据标准模数m，计算、等 如果算出的模数与标准模数很不接近，或选用标准模数后计算出的齿轮某些尺寸与测量实物所得的尺寸相距较大，则说明所测绘的齿轮不是标准齿轮，应进一步参考有关资料进行测绘。 5.2 5.2 圆锥齿轮圆锥齿轮 圆锥齿轮用于两相交轴之间的传动，以两轴相交成直角的锥齿轮传动应用最广泛 由于锥齿轮的轮齿位于锥面上，所以轮齿的齿厚从大端到小端逐渐变小，模数和分度圆也随之变化。为了设计和制造的方便，规定几何尺寸的计算以大端为准，因此以大端模数为标准模数，来计算大端轮齿的各部分尺寸。 5.2.1 圆锥齿轮各部分名称和尺寸计算 顶锥角根锥角分度圆锥角齿顶角齿根角5.2.2 圆锥齿轮的画法 在画单个圆锥齿轮时，可用一个视图；或者用一个视图和一个局部视图。 圆锥齿轮啮合图的画图步骤 5.3 5.3 蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆 蜗轮蜗杆是用来传递空间交叉两轴间的回转运动，最常见的是两轴交叉成直角 蜗杆为主动件，蜗轮为从动件 蜗杆的齿数1，称为头数，相当于螺杆上螺纹的线数 用蜗杆和蜗轮传动，可得到较大的速比 （iz2z1，z2为蜗轮齿数) 蜗杆蜗轮传动的缺点是摩擦大，发热多，效率低 一对啮合的蜗杆和蜗轮，必须有相同的模数和齿形角 其啮合关系相当于齿条与齿轮的啮合 5.3.1 蜗杆蜗轮各部分名称和尺寸计算 导程角压力角螺杆轴向齿距px螺轮端面调节t蜗杆 蜗轮 6 6 弹弹 簧簧 弹簧是一种能储存能量的零件，可用来减震、夹紧、储能和测量等 弹簧的分类 螺旋弹簧涡卷弹簧板弹簧碟形弹簧根据外形不同根据工作时承受外力的不同圆柱螺旋弹簧圆锥螺旋弹簧压缩弹簧拉伸弹簧扭转弹簧6.1 6.1 圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称 圆柱螺旋压缩弹簧由钢丝绕成，一般将两端并紧后磨平，使其端面与轴线垂直，便于支承 并紧磨平的若干圈不产生弹性变形称为支承圈 通常支承圈圈数有1.5、2.5三种 弹簧中参加弹性变形进行有效工作的圈数，称为有效圈数 弹簧并紧磨平后在不受外力情况下的全部高度，称为自由高度 (1)钢丝直径d(2)弹簧外径D(3)弹簧内径1 D1D2d(4)弹簧中径D2 D1D(5)节距(6)有效圈数(7)总圈数1 1支承圈数(8)自由高度0 支承圈为2.5时，0nt2d 支承圈为时，0nt1.5d 支承圈为1.5时，0ntd(9)旋向(分右旋和左旋，常用右旋)圆柱螺旋压缩弹簧的形状和尺寸参数 6.26.2弹簧的规定画法弹簧的规定画法(GB/T 4459.4-(GB/T 4459.4-1984)1984) 螺旋弹簧在平行于轴线的投影面上所得的图形，可画成视图(图a)，也可画成剖视图(图b)，其各圈的轮廓线应画成直线。 图a图b 螺旋弹簧有效圈数多于四圈时，中间各圈可省略不画。当中间各圈省略后，可适当缩短弹簧的长度，并将两端用细点画线连起来。 螺旋弹簧均可画成右旋，但对左旋的螺旋弹簧，不论画成左旋或右旋，一律要注出旋向“左”字。 弹簧画法实际上只起一个符号的作用，因此不论支承圈的圈数多少和并紧情况如何，均按右图的形式绘制(支承圈为2.5圈)。 在装配图中，被弹簧遮挡的结构一般不画出，可见部分应从弹簧的外轮廓线或从弹簧钢丝剖面的中心线画起 型材直径或厚度在图形上等于或小于2mm的螺旋弹簧、碟形弹簧允许用示意图绘制 螺旋弹簧碟形弹簧 当弹簧被剖切时，剖面直径或厚度在图形上等于或小于2mm，也可用涂黑表示 如果弹簧内部还有零件时，为了便于表达，则可按右图的示意图形式绘制 4m以上的碟形弹簧，中间部分省略后用细实线画出轮廓范围，并可将图形适当缩短 平面涡卷弹簧的装配图画法如右图所示 6.3 6.3 螺旋弹簧的画图步骤螺旋弹簧的画图步骤 圆柱螺旋压缩弹簧的画图步骤 圆柱螺旋压缩弹簧的零件图 7 7 滚动轴承滚动轴承 7.1 7.1 滚动轴承的结构、分类和代号滚动轴承的结构、分类和代号 滚动轴承的结构一般是由外圈、内圈、滚动体和保持架组成外 圈滚 珠内 圈保持架 外圈装在机座的孔内，内圈套在轴上，在大多数情况下是外圈固定不动而内圈随轴转动。 代号：代号的构成：基本代号 按顺序由前置代号、基本代号、后置代号构成。 基本代号是轴承代号的基础。其内含和标注见GB/T 272-1993 基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号和内径代号构成。例推力圆柱滚子轴承81107 规定标记为：轴承 81107 GB/T 4663-1994 表示轴承内径的两位数字，从“04”开始用这组数字乘以5，即为轴承内径的尺寸。在上例中07535，即为轴承内径尺寸。 表示轴承内径的两位数字，在“04”以下时，标准规定：00表示d10；01表示12；02表示d15；03表示d17(单位为mm）。 深沟球轴承简化画法：dDAA/2BB/2A/260 d、D、B 根据轴承代号在画图前查标准确定。 滚动轴承是标准件，在装配图中通常采用简化画法(比例画法）。主要参数 d (内径)D (外径)B (宽度)7.2 7.2 滚动轴承的画法滚动轴承的画法(GB/T 4459.7-(GB/T 4459.7-1998)1998) 名称简化画法示意画法主要尺寸深沟球轴承推力球轴承D,d,bD,d,H圆锥滚子球轴承D,dT,B,C