机械制图教材7

第七章零件图目的要求：1）了解零件图的作用与内容，能绘制和阅读中等复杂的零件图2）掌握零件测绘的基本方法，进一步培养徒手画图的能力3）零件图的尺寸标注要完整、清晰、正确、合理，符合国标4）了解常见工艺结构的作用和尺寸注法5)了解常用的零件（齿轮、弹簧）的结构和画法6)了解表面粗糙度、公差与配合的基本概念，能识别它们的标注代号及其含义重点难点：1）培养工程意识，达到能绘制和阅读中等复杂程度的零件图2）培养具有一定的工艺意识，深刻领会零件图的尺寸标注合理性3)掌握零件测绘的技巧以及零件相关技术要求的确定4)理解配合的含义和尺寸公差及表面粗糙度的标注5)掌握螺纹的结构要素及其规定画法和标记6)掌握齿轮、弹簧的结构及其规定画法和标记授课学时：8学时本章主要作图练习：1）标记各种螺纹，并能查阅相应的国家标准。2）已知螺纹标记，按规定画法绘制螺纹及螺纹连接图。3）绘制单个直齿圆柱齿轮以及两圆柱齿轮的啮合连接图。4）标注零件图的尺寸。5）表面粗糙度注写练习。6）配合尺寸各符号的意义以及配合尺寸、零件图基本尺寸和公差尺寸查阅和注写。7）看典型零件图。8）抄绘零件图。授课内容：任何机器（或部件）都是由若干零件所构成。表达零件的图样称为零件图。本章主要讨论零件图的作用和内容、零件上的常见结构及常用零件的画法、零件的视图选择、零件图中尺寸的合理标注、零件的技术要求、读零件图的方法及步骤、零件测绘及零件草图、计算机绘制零件图等。要学好本章的内容，应具备一定的设计和制造工艺知识，并具有一定的计算机绘图能力。§7-1零件图的作用和内容一台机器是由若干个零件按一定的装配关系和技术要求装配而成，我们把构成机器的最小单元称为零件。在生产中，零件图是指导零件的加工制造、检验的技术文件。一张零件图包括下列内容：（1）一组图形：合理运用各种机件表达方法（视图、剖视图、断面图）等，正确、完整、清晰、简洁地表达零件的结构形状。（2）完整尺寸：零件制造和检验所需的全部尺寸。所标尺寸必须正确、完整、清晰、合理。（3）技术要求：零件制造、检验、使用时应达到的技术指标。除用文字在图纸空白处书写出技术要求（热处理、表面处理）外，还有用符号表示的技术要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差等。（4）标题栏：在图纸右下角的标题栏中填写零件的名称、材料、数量、图号、比例以及设计有关人的签名、日期等。§7-2零件上的常见结构及常用零件的画法一螺纹螺纹是指在圆柱表面或圆锥表面上，沿着螺旋线形成的具有相同断面的连续凸起和沟槽。螺纹的凸起部分称为牙，螺纹凸起部分顶端的表面称为牙顶，螺纹沟槽底部的表面称为牙底。在外表面上形成的螺纹称为外螺纹，在内表面上形成的螺纹称为内螺纹。人们常见的螺钉和螺母上的螺纹，分别是外螺纹和内螺纹。1、螺纹的形成动点沿直线作等速运动，直线同时绕一条与之平行（相交）的轴线作等角速度旋转，点的这种复合运动轨迹称为圆柱（圆锥）螺旋线。决定螺旋线形状和大小的三个要素：导面、导程和旋向。平面图形沿螺旋线运动，将形成螺旋面。以螺旋面为表面的螺旋体成为螺纹。（换言之，螺纹是指在圆柱或圆锥表面上，沿螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸脊和沟槽。）在圆柱外表面上形成的螺纹，称为外螺纹；在圆柱内表面上形成的螺纹，称为内螺纹。2、螺纹五要素（只有五个要素完全相同的内外螺纹才能旋和在一起。）1）牙型在通过螺纹轴线的剖面上，有形状相同的连续的凸脊和沟槽，它们的轮廓形状，称为螺纹牙型。凸脊的顶端称为牙顶；沟槽的底部称为牙底。常见的螺纹牙型有三角形、梯形、锯龄形等。图7-1常见的螺纹牙型2）大径螺纹的最大直径，又称公称直径，即通过外螺纹的牙顶（内螺纹的牙底）的假想圆柱面的直径。外螺纹用d、内螺纹用D表示大径。小径：螺纹的最小直径，即通过外螺纹的牙底（内螺纹的牙顶）的假想圆柱面的直径。外螺纹用d1、内螺纹用D1表示。中径：在大径和小径之间有一假想圆柱面，其母线通过牙型上沟槽宽度和凸脊宽度相等3）线数：在同一圆柱（圆锥）上加工出的螺纹条数称为螺纹的线数。沿一条螺旋线形成的螺纹，称为单线螺纹；沿两条或两条以上，且在轴向等距离分布的螺旋线所形成的螺纹，称为多线螺纹。4）螺距和导程相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，称为螺距，用“P”表示。在同一螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，称为导程，用“L”表示。螺旋线数为n，则导程与螺距有如下关系：L＝nP图7-3螺纹的线数，螺距和导程5）旋向螺纹分左旋和右旋两种，顺时针旋转时旋入的螺纹，称为右旋螺纹；逆时针旋转时旋入的螺纹，称为左旋螺纹。常用的螺纹为右旋螺纹。内外螺纹必须成对配合使用，螺纹的牙型、大径、螺距、线数和旋向，这五个要素完全相同时，内外螺纹才能相互旋合。3、螺纹的分类牙型、大径、螺距是决定螺纹的最基本因素。根据这三个要素是否符合国家标准，可将其分为标准螺纹、特殊螺纹（只有牙型符合）和非标准螺纹（牙型不符合）。螺纹按用途可分为：连接螺纹和传动螺纹。普通螺纹是最常用的连接螺纹，牙型角为60°。同一大径可有几种螺距，将其中螺距最大的一种螺纹称为粗牙普通螺纹，其他螺距的螺纹称为细牙普通螺纹。管螺纹也是连接螺纹，牙型角为55°。根据管螺纹的特性，又可将其分为用螺纹密封的管螺纹（Rp、Rc、R）和非螺纹密封的管螺纹（G、ZG））。用螺纹密封的管螺纹，其连接本身具有一定的密封性，多用于高温高压系统。非螺纹密封的管螺纹，无密封性，常用于润滑管路系统。最常见的传动螺纹:梯形螺纹Tr和锯齿形螺纹B，其中梯形螺纹应用最广。4、螺纹在图样上的表示方法标准和特殊螺纹采用规定画法配合螺纹标记来表示；非标准螺纹用牙型的图形及尺寸标注来表示。螺尾、倒角及退刀槽为了便于内外螺纹的旋合，在螺纹的端部制成45°的倒角。在制造螺纹时，由于退刀的原故，螺纹的尾部会出现渐浅部分，这种不完整的牙型，称为螺尾。为了消除这种现象，应在螺纹终止处加工一个退刀槽。图7-4具有退刀槽的外螺纹及其画法5、螺纹的规定画法国家标准GB4459.1－84中统一规定了螺纹的示意画法：螺纹用通过牙顶和牙底的圆柱面轮廓线表示。内外螺纹旋合时，旋合部分按外螺纹绘制。1）外螺纹的画法外螺纹大径用粗实线表示，小径用细实线表示，螺杆的倒角和倒圆部分也要画出，小径可近似地画成大径的0.85倍，螺纹终止线用粗实线表示。在投影为圆的视图上，表示牙底的细实线只画约3／4圈，螺杆端面的倒角圆省略不画。螺尾一般不画，当需要表示螺尾时，表示螺尾部分牙底的细实线应画成与轴线成30°的夹角。2）内螺纹的画法当内螺纹画成剖视图时，大径用细实线表示，小径和螺纹终止线用粗实线表示，剖面线画到粗实线处。螺孔应将钻孔深度和螺孔深度分别画出，底部的锥顶角应画成120°。螺纹不可见时，所有图形都为虚线。3）螺纹连接的画法内外螺纹连接画成剖视图时，旋合部分按外螺纹的画法绘制，其余部分仍按各自的规定画法绘制。并且，内外螺纹的大径线和小径线应对齐，螺纹的小径与螺杆的倒角大小无关，剖面线均应画到粗实线。表7-1螺纹的规定画法6、螺纹的标记和在图上的标注方法1）普通螺纹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三部分组成，其格式：螺纹特征代号公称直径×螺距旋向－中径公差带顶径公差带－旋合长度螺纹代号公差带代号旋合长度代号普通螺纹代号是由螺纹特征代号M、螺纹公称直径和螺距以及螺纹的旋向组成。粗牙普通螺纹不标注螺距。当螺纹为左旋时，标注“LH”字，右旋不标注旋向。公差带代号由中径公差带和顶径公差带两组组成，它们都是由表示公差等级的数字和表示公差带位置的字母组成。大写字母表示内螺纹，小写字母表示外螺纹。若两组公差带相同，则只标注一组。旋合长度分为短（S）、中（N）、长（L）三种，中等旋合长度最为常用。当采用中等旋合长度时，不标注旋合长度代号。2）梯形螺纹梯形螺纹的完整标记与普通螺纹基本一致，特征代号用Tr表示，其牙型角为30°，不分粗细牙，单线螺纹用“公称直径×螺距”表示，多线螺纹用“公称直径×导程（P螺距）”表示。其公差带代号只标注中径的，旋合长度只分中旋合长度和长旋合长度两种。3）管螺纹大径用粗实线表示小径用细实线表示，小径圆只画约3/4圈细实线应画入倒角螺纹终止线倒角圆不画剖面线应画到大径不可见螺纹的所有图线都用虚线表示螺纹终止线细实线不能画入倒角倒角圆不画剖面线应画到大径小径用粗实线表示大径用细实线表示，大径圆只画约3/4圈(a)用局部剖表示(b)用剖视图表示(c)用局部放大图表示外螺纹按外螺纹画旋合部分小径应在同一直线上旋合部分剖面线应画到大径处外螺纹内螺纹图例各种情况不剖剖开(如果只是表达螺纹，一般不需要从垂直于螺纹轴线的方向剖开。）内螺纹螺纹牙型表示法内外螺纹连接的画法和外螺纹序号123内螺纹管螺纹的尺寸代号是指用于加工该螺纹的管子孔径的近似值，不是螺纹大径，其尺寸代号的单位是英寸。管螺纹代号格式：牙型符号尺寸代号中径公差等级代号旋向非螺纹密封的管螺纹其特征代号为“G”和“ZG”，牙型角55°；公差等级代号只标注外螺纹的，分A、B两级。用螺纹密封的管螺纹其牙型角为55°，螺纹特征代号为：“Rc”圆锥内螺纹，“Rp”圆柱内螺纹，“R”圆锥外螺纹。二零件的工艺结构零件的结构除满足设计要求外，还要考虑加工制造的方便1、倒角和倒圆为了便于装配及操作安全，常在零件的端部或孔口的端部加工出倒角。常见倒角为45°，也有30°或60°的倒角。为避免阶梯轴轴肩的根部，因应力集中而容易断裂，故在轴肩根部加工成圆角过渡，称为倒圆。倒角和倒圆的大小可根据轴（孔）直径查阅“机械零件设计手册”。2、退刀槽和越程槽车削加工、磨削加工时，为了便于退出刀具或避免砂轮损坏及保证加工安全，常在被加工表面的台肩处预先加工出退刀槽或砂轮越程槽，其结构和尺寸可根据轴（孔）直径，查阅“机械零件设计手册”。其尺寸可按“槽宽χ槽深”或“槽宽χ直径”标注。3、孔孔常用钻头加工，孔末端留有钻头锥尖形成的锥坑，其锥角为118°，画成120°。4、沉孔和凸台为保证零件之间接触良好，零件上与其他零件接触的表面都需要加工，而为了降低加工费用和减少接触面积，便采用沉孔或凸台结构。三常用零件的结构和画法1、齿轮齿轮结构在机械传动中应用很广，除用来传递动力外，还可以改变转动方向、转动速度和运动方式等。根据两轴线的相对位置不同，齿轮可分为三大类（a）圆柱齿轮传动（b）圆锥齿轮传动（c）蜗轮蜗杆齿轮传动图7-5常见的齿轮转动圆柱齿轮：用于两平行轴间的传动圆锥齿轮：用于两相交轴间的传动蜗轮蜗杆：用于两交叉轴间的传动2、直齿圆柱齿轮1、直齿圆柱齿轮的基本参数，轮齿的各部分名称和尺寸关系1）齿轮的基本参数和轮齿各部分的名称齿数（Z）——齿轮的齿数。齿顶圆（直径da）——通过齿顶的圆。齿根圆（直径df）——通过齿根的圆。分度圆（直径d）——设计、制造齿轮时计算齿轮各部分尺寸的基准圆。节圆——当两齿轮啮合传动时，其齿廓在连心线O1O2上接触于点P处，以O1P和O2P为半径的两个圆称为相应齿轮的节圆。由此可见，两个节圆相切于P点（称为节点）。节圆直径只有在装配后才确定。一对装配准确的标准齿轮，其节圆和分度圆重合。齿顶高（ha）——分度圆到齿顶圆的径向距离。齿根高（hf）——分度圆到齿根圆的径向距离。齿高（h）——齿顶圆到齿根圆的径向距离。齿距（p）——在分度圆上，相邻两齿对应点的距离。齿厚（s）——在分度圆上，每一齿上的弧长。齿宽（b）——齿轮的有齿部分沿分度圆柱面的直母线方向量度的宽度。压力角（）——过齿廓与分度圆的交点P的径向直线与该点处的齿廓切线所夹的锐角。我国规定标准齿轮的压力角为20°。啮合角（′）——两齿轮传动时，两相啮齿的齿廓接触点处的公法线与两节圆的内公切线所夹的锐角，称为啮合角。啮合角就是在P点处两齿轮受力方向与运动方向的夹角。一对装配准确的标准齿轮，其啮合角等于压力角，即′=。模数（m）：由于分度圆周长d=pz，所以d=(p/)z。令比值p/=m。m称为齿轮的模数，所以d=mz。由于是常数，所以m的大小决定了p的大小，模数m大则齿距p也大，随之齿厚s也增大，