标准件和常用件的作用及绘制

项目七　图样中标准件和常用件的识读与绘制

项目要求

螺纹连接件、键、销、轴承等零件是机械部件中常用的零件，这些零件的结构和尺寸已经标准化，称之为标准件。螺纹、齿轮等零件的部分结构尺寸标准化，是零件上常见的结构。螺纹及其连接件、键、销、轴承、齿轮等常用结构和标准件在机械图样中的画法已经标准化，所以学习该部分内容时，要注意理解国家标准的规定画法。

螺纹连接件、键联接、销联接和轴承组件的图样已经属于装配图的范畴，装配图的画法和零件图是有区别的，其画法除遵守零件图的画法规定外，还要遵守装配图的画法规定，所以，学习该部分内容时要深刻理解组件装配图的画法和意义。

学习目标

☆　掌握螺纹及其连接件的规定画法和标记

☆　掌握平键和销联接的规定画法和标注

☆　掌握渐开线齿轮参数、规定画法、齿轮啮合画法

☆　掌握轴承的代号、分类及各种画法

任务7.1　用规定画法表达螺纹和螺纹连接并正确标注

任务引导

一、螺纹参数

1．牙型：在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状称为牙型。相邻两牙侧面间的夹角称为牙型角。常用普通螺纹的牙型为三角形，牙型角为60°。

2．大径、小径和中径：大径是指和外螺纹的牙顶、内螺纹的牙底相重合的假想柱面或锥面的直径，外螺纹的大径用d表示，内螺纹的大径用D表示。小径是指和外螺纹的牙底、内螺纹的牙顶相重合的假想柱面或锥面的直径，外螺纹的小径用d1表示，内螺纹的小径用D1表示。在大径和小径之间，设想有一柱面（或锥面） ，在其轴剖面内，素线上的牙宽和槽宽相等，则该假想柱面的直径称为中径，用d2（或D2）表示，如图7-1所示。

3．公称直径：公称直径是指同一批螺纹大径的基本尺寸。

4．线数：形成螺纹的螺旋线的条数称为线数。有单线和多线螺纹之分，多线螺纹在垂直于轴线的剖面内是均匀分布的。

5．螺距和导程：相邻两牙在中径线上对应两点轴向的距离称为螺距。同一条螺旋线上，相邻两牙在中径线上对应两点轴向的距离称为导程。线数n、螺距P、导程S之间的关系为：S=nP

6．旋向：沿轴线方向看，顺时针方向旋转的螺纹成为右旋螺纹，逆时针旋转的螺纹称为左旋螺纹。

7．螺纹的牙型、大径、螺距、线数和旋向称为螺纹五要素，只有五要素相同的内、外螺纹才能互相旋合。

图7-1　螺纹参数

二、螺纹的规定画法

1．外螺纹的画法规定

如图7-2所示，在不反映圆的视图上，外螺纹的牙顶用粗实线表示，牙底用细实线表示，倒角要画出，牙底的细实线应画入倒角，螺纹终止线用粗实线表示，螺尾部分不必画出，当需要表示时，该部分用与轴线成30°的细实线画出，在比例画法中，螺纹的小径可按大径的0.85倍绘制。在反映圆的视图上，小径用3/4圆的细实线圆弧表示，倒角圆不画。

图7-2　外螺纹画法

2．内螺纹的画法规定

在采用剖视图时，在不反映圆的视图上，内螺纹的牙顶用粗实线表示，牙底用细实线表示。在反映圆的视图上，大径用3/4的细实线圆弧表示，倒角圆不画。若为盲孔，采用比例画法时，终止线到孔的末端的距离可按0.5倍的大径绘制，钻孔时在末端形成的锥面的锥角按120°绘制，如图7-3所示。需要注意的是，剖面线应画粗实线，其余要求同外螺纹。

3．内、外螺纹的旋合画法

如图7-4所示，在剖视图中，内、外螺纹的旋合部分应按外螺纹的规定画法绘制，其余不重合的部分按各自原有的规定画法绘制。必须注意的是，表示内、外螺纹大径的细实线和粗实线，以及表示内、外螺纹小径的粗实线和细实线应分别对齐。在剖切平面通过螺纹轴线的剖视图中，实心螺杆按不剖绘制。

图7-3　内螺纹画法

图7-4　内、外螺纹旋合画法

三、螺纹标注方法

1．普通螺纹

普通螺纹的尺寸由螺纹长度、螺纹工艺结构尺寸和螺纹标记组成，其中螺纹标记一定要注在大径上。完整的螺纹标记如下：

特征代号 公称直径 × 螺距−中径公差代号 顶径公差代号 − 旋合长度代号 − 旋向

普通螺纹的牙型代号为M，有粗牙和细牙之分，粗牙螺纹的螺距可省略不注；中径和顶径的公差带代号相同时，只标注一次；右旋螺纹可不注旋向代号，左旋螺纹旋向代号为LH；旋合长度为中型（N）时不注，长型用L表示，短型用S表示。如图7-5所示。

图7-5　螺纹尺寸的标注

2．管螺纹的尺寸标注

管螺纹分为用螺纹密封管螺纹和非螺纹密封管螺纹。管螺纹的尺寸引线必须指向大径，其标记组成如下：

密封管螺纹代号：特征代号 尺寸代号—旋向代号

非密封管螺纹代号：特征代号 尺寸代号 公差等级代号—旋向代号

需要注意的是，管螺纹的尺寸代号并不是指螺纹的大径，其参数可由相关手册中查出，如表7-1所示。

表7-1　管螺纹的尺寸标注

（续表）

任务要求

补画内外螺纹及螺纹连接画法中的漏线，并标注内外螺纹的尺寸。

任务解析

相关知识

一、图7-6（a）外螺纹

主视图和左视图上漏掉了螺纹小径，主视图上的倒角没有绘制。根据比例画法小径可以按大径的0.85倍绘制，量出螺纹的大径，计算出小径的绘图尺寸，画出主视图和左视图上的漏线，如图7-7（a）所示。

图7-6　内外螺纹及螺纹连接的画法

二、图7-6（b）内螺纹

主视图上漏掉了螺纹大径和倒角，左视图上大径和小径都没有绘制。根据比例画法小径可以按大径的0.85倍绘制，量出螺纹的小经，计算出大径的绘图尺寸，画出主视图和左视图上的漏线，如图7-7（b）所示。

图7-7　内外螺纹及螺纹连接的画法

三、图7-6（c）内外螺纹连接

主视图上外螺纹按不剖绘制，公共部分按外螺纹绘制，左视图上按外螺纹绘制。剖面线要画到粗实线，如图7-7（c）所示。

任务7.2　螺纹紧固件连接的简化画法

任务引导

常用的螺纹紧固件有螺栓、螺柱、螺钉、垫片、螺母等。螺栓连接是在被连接的两个板上加工一个光孔，用螺栓、螺母和垫片将两个板紧固在一起。螺柱连接是将一个板固定在底座上，底座上加工一个螺纹孔，将螺柱旋入螺纹孔中（螺柱的两端有螺纹） ，被连接的板上加工一个光孔，将板套在螺柱上，用螺母和垫片将板紧固。螺钉连接和将一个板固定在底座上，底座上加工一个螺纹孔，板上加工一个光孔，用螺钉将板固定在底座上。

任务要求

1．已知两个板的厚度为t1和t2，用直径为d的螺栓将两个板紧固在一起。计算螺栓的长度L，用比例画法画出螺栓连接的主视图、俯视图和左视图。

2．已知板的厚度为t，用直径为d的螺钉将板固定在底座上，计算螺钉的长度，用比例画法画出螺钉连接的主视图和俯视图。

3．已知板的厚度为t，用直径为d的螺柱将板固定在底座上，计算螺柱的长度，用比例画法画出螺柱连接的主视图。

任务解析

相关知识

一、螺栓连接

螺栓连接的紧固件有螺栓、螺母和垫圈。紧固件的画法提倡采用简化画法绘制，即以螺栓上螺纹的公称直径（大径d）为基准，其余各部分的结构尺寸均按与公称直径成一定比例关系绘制，倒角省略不画，如图7-8所示，其中L=t1+t2+0.15d+0.8d+0.2d，然后查附表2-1取标准值。

图7-8　螺栓连接的简化画法

二、螺钉连接

螺钉的种类较多，按用途可分为连接螺钉和紧定螺钉。圆柱头螺钉和沉头螺钉的比例画法，如图7-9所示，在主视图上螺钉各部分的结构尺寸按公称直径的一定比例绘制。在俯视图上螺钉头部的槽不按投影关系绘制，而是倾斜45°或135°，其余结构和主视图按投影关系绘制。

螺钉的旋入长度bm与被旋入零件的材料有关，当被旋入零件的材料为钢（或青铜）时，可选用bm=d；为铸铁时，可选用bm =1.25d或bm =1.5d；为铝合金时，可选用bm=2d。螺钉长度按L=t+bm计算，然后查附表2-7至2-11取标准值。

三、双头螺柱连接

双头螺柱的两端均加工用螺纹，一端和被联接零件旋合，另一端和螺母旋合。双头螺柱连接的比例画法，被连接板以上和螺栓连接基本相同，板以下和螺钉连接基本相同。双头螺柱旋入端长度bm和螺钉连接相同。螺柱长度按L=t+0.15d+0.8d+0.2d计算，然后查附表2-2取标准值。如图7-10所示。

图7-9　螺钉连接的比例画法

图7-10　螺柱连接

任务7.3　绘制直齿圆柱齿轮啮合图

任务引导

一、渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称和参数（如图7-11所示）

齿顶圆直径da——通过齿顶的圆柱面直径。

齿根圆直径df——通过齿根的圆柱面直径。

分度圆直径 d——在垂直于齿向的截面内，用一个假想圆柱面切割轮齿，使得齿隙弧长e和齿厚弧长s相等，这个假想的圆柱面称为分度圆，其直径称为分度圆直径。

齿高h——齿顶圆和齿根圆之间的径向距离。

齿顶高ha——齿顶圆和分度圆之间的径向距离。

齿根高hf——齿根圆和分度圆之间的径向距离。

齿距p——分度圆上相邻两齿廓对应点之间的弧长称为齿距。

齿厚s——分度圆上轮齿的弧长。

齿数Z——齿轮上轮齿的个数。(www.chuimin.cn)

模数m——由于分度圆周长pz=πd，所以，d=(p/π)z，定义(p/π)为模数，模数的单位是毫米，根据d=mz可知，当齿数一定时，模数越大，分度圆直径越大，承载能力越大。为了便于制造和测量，减少齿轮刀具和量具的规格，模数的值已经标准化。渐开线齿轮的模数，如表7-2所示。

表7-2　标准模数

压力角、齿形角α——齿轮转动时，节点P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。加工齿轮用的基本齿条的法向压力角称为齿形角。压力角和齿形角均用α表示。我国标注规定α为20°。

中心距 a——两齿轮轴线之间的距离。

节圆直径d '——两齿轮啮合时，在连心线上啮合点所在的圆称为节圆。标准齿轮，标准安装时，分度圆和节圆重合。

已知模数m和齿数z，标准齿轮的其他参数可按下述公式计算：

齿顶高　ha=m　　　　　 分度圆直径　d=mz

齿根高　hf=1.25m　　　　齿顶圆直径　da=(z+2)m

齿高　　h=2.25m　　　　 齿根圆直径　df=(z−2.5)m

中心距　a=(mz1+mz2)/2　 z1、z2为一对齿轮啮合时的齿数。

图7-11　直齿圆柱齿轮各部分的名称及代号

二、直齿圆柱齿轮的规定画法

1．单个齿轮的画法

齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制；分度圆和分度线用点画线绘制；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，轮齿一律按不剖绘制。其他部分结构均按真实投影绘制。

2．一对齿轮啮合的画法

在反映圆的视图上，齿顶圆用粗实线绘制，两齿轮的节圆相切，齿根圆不画。在不反映圆的视图上，采用剖视图时，在啮合区域，一个齿轮的轮齿用粗实线绘制，另一个齿轮的轮齿按被遮挡处理，齿顶线用虚线绘出，齿顶线和齿根线之间的缝隙为0.25m（m为模数） 。

任务要求

1．如图7-12所示，已知直齿圆柱齿轮的齿数Z=40，模数m=2.5，完成齿轮的主视图（半剖视图）和左视图（外形图） 。

图7-12　直齿圆柱齿轮的画法

2．如图7-13所示，已知齿轮的模数为3，完成直齿圆柱齿轮啮合的主视图和左视图。

图7-13　直齿圆柱齿轮啮合的画法

任务解析

相关知识

一、图7-12直齿圆柱齿轮画法

根据齿数和模数可以计算出分度圆直径，标准齿轮的齿顶高等于1m（m为模数） ，齿根高等于1.25m，所以可以计算出齿顶圆直径和齿根圆直径。先画出左视图上的分度圆和齿顶圆（齿根圆省略） ，再根据高平齐画出主视图的齿根线（外形部分的齿根线省略不画） 、分度线和齿顶线，最后画出剖面线。如图7-14所示。

图7-14　直齿圆柱齿轮画法

二、图7-13直齿圆柱齿轮啮合的画法

根据已知条件，两个齿轮的分度圆已经绘出。齿顶高等于1m（m为模数） ，齿根高等于1.25m，将分度圆的半径加上1m就可以绘出齿顶圆，将分度圆的半径减去1.25m就可以绘出齿根圆，绘出左视图后根据高平齐绘出主视图，在啮合区域，将其中的一个齿轮齿根线画成虚线。如图7-15所示。

图7-15　直齿圆柱齿轮啮合画法

任务拓展

齿轮零件图

齿轮零件图上除零件的尺寸外,还包括尺寸偏差、粗糙度、几何公差等技术要求，在零件图的右上角还要列出齿轮的有关参数，如图7-16所示。

图7-16　直齿圆柱齿轮零件图

任务7.4　平键联接的画法

任务引导

如图7-17所示，在轴上铣一个键槽，轮毂上铣一个键槽，将键打入轴上的键槽中，再将轴和键一起打入轮上的孔和键槽中，当轴转动时，能带动轮一起转动，达到传递运动和动力的目的。

在键联接中，键是标准件，轴和轮上键槽的尺寸是标准尺寸，要查阅附表3-1中相关的国家标准确定键槽的尺寸。

图7-17　键联接的轴测图

任务要求

查阅附表3-1，标注图7-18（b） 、 （c）中轴和轮毂上键槽的尺寸，并完成图7-18（d）中键连接的主视图和左视图。

图7-18　键联接的画法和尺寸标注

任务解析

相关知识

普通平键的基本尺寸有键宽b、高h和长度L，例如b=8，h=7，L=25，A型平键（两端是半圆） ，则标记为：GB/T 1096 键8×7×25。轴上键槽的深度t1和轮毂上键槽的深度t2可由相关标准中查出。轴、轮毂键槽的表示方法和尺寸标注如图7-19（b）和（c）中，采用局部视图表示键槽的形状，移出断面图表示键槽的深度，在主视图上，键槽和轴的交线用轴的轮廓线代替。图7-19（d）为键联结装配图的画法，在装配图中当剖切平面通过轴和键的轴线或对称面时，轴和键按不剖绘制。为了表示键在轴上的装配关系，在轴上采用了局部剖视图，键的顶面和轮毂上键槽的底面有间隙，所以要画两条线。

图7-19　键联接的画法和尺寸标注

任务7.5　滚动轴承的代号和画法

任务引导

一、滚动轴承表示法（GB/T 4459.7—1998）

国家标准对滚动轴承的画法作了统一规定，有简化画法和规定画法之分，简化画法又分为通用画法和特征画法。滚动轴承的各种画法及尺寸比例，可以从相关标准中查到。

1.简化画法

（1）通用画法。在剖视图中，当不需要确切地表示滚动轴承的外形轮廓、载荷特征、结构特征时，可用通用画法表示。图7-20（a）为各种轴承的通用画法。部分深沟球轴承和推力轴承的内径d、外径D和宽度B可用从附录表附4-1和附表4-2中查到。

（2）特征画法。在剖视图中，如需要较形象地表示滚动轴承的结构特征时，可以采用特征画法。不同种类的轴承，特征画法不同。深沟球轴承的特征画法如图7-20（b）所示。

通用画法和特征画法应绘制在轴的两侧，矩形线框、符号和轮廓线均用粗实线绘制。

2．规定画法

当需要表示滚动轴承的外形轮廓、载荷特征、结构特征时，可用规定画法表示。规定画法一般绘制在轴的一侧，另一侧用通用画法绘制。图7-20（c）为深沟球轴承的规定画法。

图7-20　深沟球轴承的各种画法

二、滚动轴承的基本代号

滚动轴承的代号由基本代号、前置代号和后置代号组成，其排列顺序为：前置代号、基本代号、后置代号。

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。滚动轴承的基本代号由以下三部分组成：

轴承类型代号 尺寸系列代号 内径代号例如：

1．类型代号。类型代号用阿拉伯数字或大写拉丁字母表示，如表7-3所示。

表7-3　滚动轴承的类型代号

2．尺寸系列代号。尺寸系列代号由两位数字组成，左边一位为滚动轴承的宽（高）度系列代号，右边一位为直径系列代号。尺寸系列代号决定了轴承的外径（D）和宽度（B） ，向心轴承和推力轴承尺寸系列代号如表7-4所示。

表7-4　向心轴承和推力轴承尺寸系列代号

3．内径代号。内径代号表示轴承的内径，对于内径在20～480 mm之间的轴承（22mm、28mm、32mm除外） ，其内径代号为内径除以5的商数，商数为个位数时，需在商数左边加0。例如，内径为40mm，则内径代号为08。至于内径大于480mm，或小于20mm的滚动轴承，其内径代号如表7-5所示。

表7-5　滚动轴承内径代号及其示例

任务要求

1．如图7-21所示，画出装配图中的角接触球轴承，一边用规定画法，一边用通用画法。

2．解释轴承代号51207的意义，查表确定该轴承的内径d、外径D和厚度T的值。

任务解析

相关知识

一、图7-21角接触球轴承的画法

角接触球轴承的规定画法和深沟球轴承类似，只是内圈的外滚道画法不同，如图7-22所示。

图7-21　角接触球轴承的画法

图7-22　直齿圆柱齿轮啮合画法

二、轴承代号

07——轴承的内径代号，表示轴承的内径为35mm；

12——轴承的尺寸系列代号；

5——类型代号，表示推力球轴承；

查附表4-2得知，内径d=35mm，外径D=62mm，厚度T=18mm。

任务拓展

轴承特征画法和规定画法的尺寸比例

常用轴承特征画法和规定画法的尺寸比例，如表7-6所示。特征画法表示了轴承承受载荷的方向（短线方向） 。

表7-6　轴承特征画法和规定画法的尺寸比例