第十二章标准件齿轮与弹簧

第十二章标准件、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。§１螺纹1.1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螺纹要素１．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２．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、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Ｄ1、ｄ1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Ｄ2、ｄ2表示。３．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ｎ表示单线螺纹双线螺纹４．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ｐ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：ｐ=ph多线螺纹：ｐ=ph/n螺距=导程螺距导程５．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3／4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3／4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（ｐ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螺纹的局部结构1.6.1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1.6.2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1.6.3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０.5D（Ｄ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§２螺纹紧固件及其连接的画法2.1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常用螺纹紧固件的图例和标记示例2.1.2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螺纹紧固件连接的画法螺纹紧固件连接的基本形式有：螺栓连接双头螺柱连接螺钉连接规定：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。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l≥σ1＋σ2＋ｈ＋ｍ＋ａａ取0.2～0.4d3)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，d0＝1.1d，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ｌ初算l＝δ1＋l1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§３键及其连接3．1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3．2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§４销及其连接4．1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。4．2销的型式、标记和连接画法圆柱销GB119-86销GB119-86Ad×l圆锥销GB117-86销GB117-86Ad×l圆柱销GB119-86销GB119-86Ad×l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ｚ，则有ｄ＝ｐ/π*ｚ令ｐ/π＝ｍ，则ｄ＝ｍｚ(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α表示。我国标准规定α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ｐ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