1、第9章 螺纹、常用标准件和齿轮9.1 螺纹9.2 常用螺纹紧固件9.3 键和销9.4 滚动轴承9.5 弹簧9.6 齿轮在图9-1所示“齿轮油泵零件分解图”中，螺栓、螺钉、螺母、垫圈、键、销是标准件，齿轮、泵体、泵盖等均为一般零件。本章将介绍螺纹和常用标准件的结构、规定画法、代号和标记，以及齿轮的结构、参数计算和画法等。图9-1 齿轮油泵零件分解图9.1 螺 纹9.1.1 螺纹的形成和结构1.螺纹的形成螺纹通常是车削而成的，图9-2所示为在车床上车削外螺纹和内螺纹的情况。图9-2 螺纹的加工2螺纹的结构1)螺纹的端部结构为方便装配并防止螺纹端部损坏，常在螺纹的端部加工成规定的形状，如倒角、倒圆等
2、，端部结构的图形表达如图9-3所示。图9-3 螺纹的端部2)螺纹的螺尾和退刀槽在车削螺纹时，刀具接近螺纹末尾处需逐渐离开工作表面时(参见图9-2(a)，会出现一段不完整的螺纹，称为螺纹的收尾，简称螺尾，螺尾是一段不能正常工作的部分。因此，为了避免产生螺尾，可以预先在螺纹的末尾处加工出退刀槽，退刀槽结构的图形表达如图9-4所示。图9-4 螺纹退刀槽9.1.2 螺纹的要素1)螺纹的牙型在通过螺纹轴线的断面上，螺纹的轮廓形状称为螺纹牙型。常用的螺纹牙型有三角形、梯形、锯齿形等，如图9-5所示。(a)(b)(c)(d)(e)图9-5 螺纹的牙型2)螺纹的直径(1)大径。与外螺纹牙顶或与内螺纹牙底重合的
3、假想圆柱面的直径，称为螺纹的大径，如图9-6所示。(2)小径。与外螺纹牙底或与内螺纹牙顶重合的假想圆柱面的直径，称为螺纹的小径，如图9-6所示。(3)中径。假想在大径和小径之间有一圆柱面，圆柱面母线上螺纹牙型的凸起宽度与沟槽宽度相等，此圆柱面的直径称为螺纹中径，如图9-7所示。(a)外螺纹 (b)内螺纹图9-6 螺纹的大径和小径 图9-7 螺纹的中径 3)螺纹的线数n 线数是指同一圆柱表面生成螺纹的条数。只有一条螺纹时称为单线螺纹；两条或两条以上在轴向等距分布的螺纹称为双线或多线螺纹，如图9-8所示。图9-8 螺纹的线数、螺距和导程4)螺距P和导程Ph 螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的距离，
4、称为螺距，用P表示，如图9-6和图9-8所示。同一条螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的距离，称为导程，用Ph表示。单线螺纹的导程等于螺距，螺距、导程和线数之间的关系为Ph=nP，如图9-8所示。5)旋向螺纹分为右旋螺纹和左旋螺纹两种，如图9-9所示。图9-9 螺纹的旋向9.1.3 螺纹的规定画法1.内、外螺纹的画法螺纹的牙顶用粗实线表示，牙底用细实线表示，外螺纹的倒角和倒圆部分均应画出螺纹牙底线。在投影为圆的视图上，用3/4圈细实线圆弧表示牙底，螺纹终止线用粗实线表示。内螺纹和外螺纹的具体画法及说明见表9-1。2.内、外螺纹旋合的画法内、外螺纹旋合后其旋合部分按外螺纹画，其余部分仍按照各自的
5、画法去画。内外螺纹旋合的具体画法及说明见表9-1。3螺纹孔相交的画法图9-10(a)为两螺孔相交的画法，图9-10(b)为螺孔与圆柱孔相交的画法。(a)两螺孔相交 (b)螺孔与圆柱孔相交 图9-10 螺纹孔相交的画法4螺纹牙型的表示法在需要表示螺纹牙型，并注出所需的尺寸及要求时，可按图9-11所示画成局部剖视图或局部放大图。(a)局部剖视图 (b)局部放大图 图9-11 螺纹牙型表示9.1.4 螺纹的种类和标记1螺纹的种类螺纹按其用途分，可分为连接螺纹和传动螺纹两大类。2螺纹的标记不论是何种螺纹，国标所规定的画法是相同的，因此螺纹需要根据规定标记来加以区别。1)普通螺纹普通螺纹主要用来连接和紧
6、固机器设备的零部件，普通螺纹的有关参数可查阅附表1或相关国家标准。普通螺纹标记的格式和内容如下：2)管螺纹在水管、油管、煤气管等连接管道中，常用英寸制管螺纹或英寸制锥管螺纹。常用的管螺纹有非螺纹密封的管螺纹和用螺纹密封的管螺纹。管螺纹的有关参数可查阅附表3或相关国家标准。管螺纹标记的内容和格式如下：3)梯形螺纹梯形螺纹用来传递双向动力，如机床的丝杠。梯形螺纹的直径和螺距系列、基本尺寸，可查阅附表2或相关国家标准。梯形螺纹标记的内容和格式如下：4)锯齿形螺纹锯齿形螺纹用来传递单向动力，如螺旋千斤顶中螺杆上的螺纹。锯齿形螺纹的直径和螺距系列、基本尺寸可查阅相关国家标准。锯齿形螺纹标记的内容和格式如
7、下：5)螺纹副的标注需要时，在装配图中应标注出螺纹副(内、外螺纹装配在一起)的标记，该标记应按照如下规定：普通螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的螺纹副，可将内、外螺纹的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即可，例如M2026H/6g，标注方法如图9-12所示。其它螺纹副的标注参见GB/T 4459.11995。图9-12 螺纹副的标注 9.2 常用螺纹紧固件9.2.1 常用螺纹紧固件及其规定标记1.螺纹紧固件螺纹紧固件也称螺纹连接件，就是运用一对内、外螺纹的连接作用来连接和紧固一些零件。如图9-13所示，图9-13 常见螺纹紧固件2螺纹紧固件的规定标记国家标准对螺
8、纹紧固件有规定标记，其标记格式如下：例如：螺栓 GB 57802000 M12809.2.2 常用螺纹紧固件的画法因为螺纹紧固件是标准件，所以根据它们的规定标记，就可以从附表或有关标准中查到它们的结构形式和全部尺寸。对于在螺纹紧固件连接装配图中所用到的螺栓、双头螺柱、垫圈、螺母、螺钉等常用螺纹紧固件，一般采用按比例作图的方法，即这些螺纹紧固件的尺寸都按照与螺纹大径d或D成一定比例来确定，所以这种画法也称为比例画法。比例画法一般分为近似画法与简化画法两种，在画装配图时可以采用其中一种。9.2.3 常用螺纹紧固件连接的装配图画法画螺纹紧固件装配图应遵循装配图画法的一般规定：(1)两零件接触表面画一
9、条线，不接触表面画两条线。(2)在剖视图中，相邻两个零件的剖面线方向应相反；同一个零件在不同视图中的剖面线方向和间隔必须一致。(3)剖切平面通过紧固件的轴线或通过实心零件的轴线时，这些零件按不剖绘制，即画外形。1螺栓连接装配图的画法1)画法螺栓用来连接不太厚的、并允许钻成通孔的零件。螺栓连接由螺栓、螺母、垫圈组成，图9-14是用螺栓连接两块板的装配示意图。图9-15(b)、(c)是螺栓连接装配图的画法，一般主视图采用全剖视图，俯视图和左视图采用外形图。图9-14 螺栓连接装配示意图图9-15 螺栓连接装配图的画法2)螺栓公称长度l的计算螺栓公称长度l是在设计时需要确定的值，在注写螺栓规定标记时
10、要用到。图9-16 螺栓公称长度l的计算【例9-1】用螺栓(GB/T 57802000 M12l)、垫圈(GB/T 97.12002 12)和螺母(GB/T 61702000 M12)，连接厚度1=20 mm和2=30mm的两个零件，试求出螺栓的公称长度l，并写出螺栓的规定标记。【解】由附表11和附表10查得h=2.5 mm，mmax=10.8 mm，则螺栓的公称长度l应为查附表4，当螺纹规格d=M12时，l的商品规格范围是50120 mm，但并不是说在此区间的每一个尺寸都可以选择，还必须由l系列选出有产品生产的尺寸数值，由l系列可选取螺栓的公称长度l=70 mm。因此，螺栓的规定标记应为螺栓
11、 GBT 57802000 M12702双头螺柱连接装配图的画法1)画法当两个被连接零件中，有一个太厚不能钻成通孔或不宜采用螺栓连接时，可采用双头螺柱连接。双头螺柱连接由双头螺柱、螺母、垫圈组成，图9-17是用双头螺柱连接两个零件的装配示意图。如图9-17所示，双头螺柱拧入被连接零件的一端称为旋入端；与垫圈、螺母连接的一端称为紧固端。图9-17 双头螺柱连接装配示意图由图9-18(b)、(c)可知，在画双头螺柱连接的装配图时，可先计算螺柱的画图长度lh：lh=+0.2d+0.8d+0.3d式中：为已知，d为螺栓的螺纹大径。例如，当=30 mm、d=16 mm时，代入上式，即可得到螺柱的画图长度
12、lh=50.8 mm，取整数后，lh=51 mm。图9-18 双头螺柱连接装配图的画法2)公称长度l的计算双头螺柱的公称长度l是在设计时需要确定的值，在注写双头螺柱规定标记时要用到l。图9-19 双头螺柱公称长度l的计算【例9-2】用螺柱(GB/T 8991988 M24l)、垫圈(GB/T 931987 24)和螺母(GB/T 61702000 M24)，连接厚度=45 mm的零件和一块厚板零件，试求出螺柱的公称长度l，并写出螺柱的规定标记。【解】由附表12和附表10查得h=6 mm，mmax=21.5 mm，则螺柱的公称长度l应为查附表5，当螺纹规格d=M24时，从l(系列)可知当l79.
13、7 mm时，应选l=80 mm。因此，双头螺柱的规定标应记为螺柱 GB/T 8991988 M24803螺钉连接装配图的画法1)连接螺钉连接的装配图画法螺钉连接一般用于受力不大且不经常拆卸的地方。图9-20是常见的两种螺钉连接装配图的简化画法(螺钉用表9-7所示简化画法)。(a)开槽圆柱头螺钉连接 (b)开槽沉头螺钉连接 图9-20 螺钉连接装配图的简化画法2)紧定螺钉连接的装配图画法紧定螺钉主要用来防止两相配合零件之间发生相对运动。常用的紧定螺钉分为锥端、柱端和平端三种。图9-21 紧定螺钉连接装配图近似画法 9.3 键 和 销9.3.1 键键是标准件。键的作用是连接轴和装在轴上的零件，如齿
14、轮、带轮等，使它们一起转动，用以传递力和运动。常用的键有普通平键、半圆键和楔键，常用键的形式和标注方法如表9-8所示。1.常用键连接及画法1)普通平键连接普通平键使用时，键的两侧面是工作面，连接时与键槽的两个侧面接触，键的底面也与轴上键槽的底面接触，因此在绘制键连接的装配图时，这些接触的表面画成一条线；键的顶面为非工作表面，连接时与孔上键槽的顶面不接触，应画出间隙，如图9-22(a)所示。普通平键有A型、B型、C型三种，普通平键及键槽的规格尺寸等可根据轴径大小查附表13或有关国家标准得到。2)半圆键连接半圆键形似半圆，可以在键槽中摆动，以适应轮毂键槽底面形状，常用于锥形轴端且连接负荷不大的场合
15、，如图9-22(b)所示。3)钩头楔键连接钩头楔键的顶面有1:100的斜度，装配时需打入键槽内，它依靠键的顶面和底面与键槽的挤压而工作，所以它的顶面和底面与键槽接触，这些接触的表面在图中画成一条线；键的侧面为非工作表面，连接时与键槽的侧面不接触，应画出间隙，如图9-22(c)所示。图9-22 常用的键连接的装配图画法2普通平键连接的键槽画法及尺寸标注图9-23是普通平键连接的轴上键槽和轮毂上键槽的画法及尺寸标注，具体数值可查附表14或有关国家标准得到。(a)轴上键槽 (b)轮毂上键槽图9-23 普通平键轴上键槽和轮毂上键槽的画法及尺寸标注9.3.2 销销是标准件。销用来连接和固定零件，或在装配
16、时起定位作用。常用的销有圆柱销、圆锥销和开口销(常和带孔螺栓和六角开槽螺母配合使用，防松止脱)。常用销的形式及标注方法见表9-9。圆柱销和圆锥销连接装配图的画法如图9-24所示。当剖切平面通过销的轴线时，销按不剖画。(a)圆柱销连接 (b)圆锥销连接图9-24 圆柱销和圆锥销连接的画法9.4 滚 动 轴 承轴承分为滚动轴承和滑动轴承。轴承是常见的支承件，用来支承轴。滚动轴承是标准件，具有结构紧凑、摩擦阻力小、转动灵活、便于维修等特点，在机械设备中广泛应用。它一般由外圈、内圈、滚动体及保持架组成，见图9-25。图9-25 滚动轴承的结构9.4.1 滚动轴承的类型滚动轴承按其所能承受的力的方向，可
17、分为三种：(1)向心轴承：主要承受径向力，如图9-25(a)所示的深沟球轴承；(2)向心推力轴承：能同时承受径向力和轴向力，如图9-25(b)所示的圆锥滚子轴承；(3)推力轴承：只能承受轴向力，如图9-25(c)所示的推力球轴承。9.4.2 滚动轴承的代号和规定标记滚动轴承的代号和分类可分别查阅GB/T 2721994和GB/T 2711994。1)滚动轴承的基本代号当游隙为基本组、公差等级为C级时，滚动轴承常用基本代号表示。滚动轴承的基本代号包括：轴承类型代号、尺寸系列代号、内径代号。(1)轴承类型代号：用数字或字母表示，见表9-10。(2)尺寸系列代号：由轴承的宽(高)度系列代号(一位数字
18、)和外径系列代号(一位数字)左、右排列组成。(3)内径代号：当10 mm内径d495 mm时，代号数字00、01、02、03分别表示内径d=10 mm，d=12 mm,d=15 mm和d=17 mm；代号数字大于等于04，则代号数字乘以5，即为轴承内径d的尺寸的毫米数值。2)滚动轴承的规定标记滚动轴承的规定标记为滚动轴承 基本代号 标准编号9.4.3 滚动轴承的画法滚动轴承的画法包括简化画法和规定画法，其中简化画法又包括通用画法和特征画法，但在同一图样中一般只采用其中一种画法。无论采用哪种画法，在画图时应先根据轴承代号由相应国家标准查出其外径D、内径d和宽度B、T后，按表9-11的比例关系绘制
19、。9.5 弹 簧在机器或设备中弹簧的使用也很多。弹簧是标准件，可用来减震、夹紧、储能和测力等，其特点是当外力去除后能立即恢复原状。弹簧的种类很多，常用的有螺旋弹簧和蜗卷弹簧等，如图9-26所示。图9-26 常用的弹簧9.5.1 圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法如图9-27和图9-28所示。(a)主视图为全剖视图 (b)主视图为外形图图9-27 圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法(a)不画挡住部分零件轮廓 (b)弹簧示意图画法图9-28 圆柱螺旋压缩弹簧在装配图中的画法9.5.2 圆柱螺旋压缩弹簧的术语、代号及尺寸关系 弹簧的参数及尺寸关系如图9-27(a)所示。(1)材料直径d：制
20、造弹簧的钢丝直径。(2)弹簧直径：弹簧中径D为弹簧的平均直径；弹簧内径D1为弹簧的最小直径，D1=Dd；弹簧外径D2为弹簧的最大直径，D2=D+d。(3)节距t：除支承圈外，两相邻有效圈截面中心线的轴向距离。(4)圈数：有效圈数n为弹簧上能保持相同节距的圈数。支承圈数n2为使弹簧受力均匀，放置平稳，一般将弹簧的两端并紧、磨平。这些圈数工作时起支承作用，称为支承圈。支承圈一般有1.5圈、2圈、2.5圈三种，后两种较常见。总圈数n1是有效圈数与支承圈数之和，称为总圈数，即n1=n+n2。(5)自由高度H0：弹簧在不受外力作用时的高度，H0=nt+(n20.5)d。(6)展开长度L：制造弹簧时坯料的
21、长度，L=n1。22)(tD9.5.3 圆柱螺旋压缩弹簧画图步骤示例若已知弹簧的中径D、簧丝直径d、节距t、有效圈数n和支承圈数n2，先算出自由高度H0，然后按以下步骤作图：(1)以D和H0为边长，画出矩形，如图9-29(a)所示；(2)根据材料直径d，画出两端支承部分的圆和半圆，如图9-29(b)所示；(3)根据节距t，画有效圈部分的圆，当有效圈数在4圈以上，可省略中间的几圈，如图9-29(c)所示；(4)按右旋方向作相应圆的公切线并画剖面线，完成后的圆柱螺旋压缩弹簧如图9-29(d)所示。(a)画矩形 (b)画支承圈 (c)画有效圈 (d)完成的图图9-29 圆柱螺旋压缩弹簧的画图步骤9.
22、5.4 圆柱螺旋压缩弹簧的规定标记弹簧的标记由类型代号、规格、精度代号、旋向代号和标准号组成，规定如图9-30所示。图9-30 圆柱螺旋压缩弹簧的规定标记9.6 齿 轮齿轮的种类很多，图9-31是常见的三种齿轮传动形式：(1)圆柱齿轮传动：用于两平行轴之间的传动，见图9-31(a)；(2)锥齿轮传动：用于两相交轴之间的传动，见图9-31(b)；(3)蜗轮蜗杆传动：用于两交叉轴之间的传动，见图9-31(c)。图9-31 常见的齿轮传动9.6.1 圆柱齿轮圆柱齿轮按其齿线方向可分为直齿、斜齿和人字齿等。1.圆柱齿轮各部分的名称和代号以直齿圆柱齿轮为例，说明标准圆柱齿轮各部分的名称和代号，如图9-3
23、2所示。图中，下标1为主动齿轮，下标2为从动齿轮。图9-32 直齿圆柱齿轮各部分的名称和代号1)齿顶圆2)齿根圆3)分度圆4)齿高、齿顶高和齿根高 5)齿距和齿厚6)齿数7)模数 8)齿形角9)中心距10)传动比传动比i为主动齿轮的转速n1(单位为r/min)与从动齿轮的转速n2(单位为r/min)之比，即n1/n2。用于减速的一对啮合齿轮，其传动比i1，由n1z1=n2z2可得2圆柱齿轮的规定画法国家标准对圆柱齿轮的画法规定如下：1)单个圆柱齿轮的画法单个齿轮一般用全剖或不剖的非圆视图(主视图)和反映圆的端视图(左视图)这两个视图来表示，如图9-33(a)、(b)所示。(a)主视图(外形图和
24、全剖视图)(b)左视图 (c)斜齿 (d)人字齿图9-33 单个圆柱齿轮的画法2)圆柱齿轮啮合的画法两圆柱齿轮正确啮合时，它们的分度圆相切，分度圆此时也称做节圆。齿轮啮合的画法：一般用剖切(也可不剖)的非圆视图(主视图)和反映圆的端视图(左视图)这两个视图来表示，如图9-34所示。(a)主视图(外形图和全剖视图)(b)左视图表达方法一 (c)左视图表达方法二图9-34 圆柱齿轮啮合的画法图9-35 齿轮啮合区的画法3)齿轮齿条啮合的画法齿条可以看做是一个直径无穷大的齿轮，此时其分度圆、齿顶圆、齿根圆和齿廓曲线都是直线。齿轮齿条传动可以将直线运动(或旋转运动)转换为旋转运动(或直线运动)。(a)
25、齿条的画法 (b)齿轮齿条的啮合画法图9-36 齿轮齿条啮合画法9.6.2 锥齿轮1.锥齿轮各部分的名称和符号锥齿轮各部分的名称和符号如图9-37所示。图9-37 锥齿轮各部分的名称和符号2锥齿轮的规定画法1)单个锥齿轮的画法单个锥齿轮一般用全剖的非圆视图(主视图)和反映圆的视图(左视图)两个视图来表示，如图9-38(a)、(b)所示。(a)主视图 (b)左视图 (c)斜齿图9-38 单个锥齿轮的画法2)锥齿轮啮合的画法锥齿轮啮合的画法一般用剖视的非圆视图(主视图)和反映圆的端视图(左视图)来表示，如图9-39所示，画图步骤如表9-14所示。图9-39 锥齿轮啮合的画法9.6.3 蜗轮蜗杆 蜗轮蜗杆用来传递空间两个交叉轴间的回转运动，传动比可达4050。蜗轮实际上是斜齿圆柱齿轮，其分度圆为分度圆环面，同样的其齿顶和齿根也是圆环面。蜗杆实际上是螺旋角较大、分度圆较小、轴向长度较长的斜齿圆柱齿轮。蜗轮、蜗杆各部分的名称及画法见图9-40，蜗轮蜗杆啮合画法见图9-41。图9-40 单个蜗轮和蜗杆的画法图9-41 蜗轮蜗杆啮合画法
