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《机械制图教案》第十章教案

在工业品中，广泛的使用着标准件。

标准件在结构、尺寸、画法、标记、材料、热处理等等各个方面，直到产品质量都由国家或行业制定了标准，要按标准设计，并由专业厂生产。

常见的标准件如螺栓、螺母、垫圈、键、销、滚动轴承等。

同时，在机械的传动、支撑、减震等方面，也广泛使用齿轮、轴承、弹簧等机件。

这些机件的结构定型，某些部分的结构形状与尺寸也有统一的标准，这些零件在制图中也有规定的表示法，就是常用件。

本章将主要介绍标准件的规定画法和标记，以及常用件的规定画法和尺寸标注。

§10-1螺纹紧固件

教学时数

2学时

教学目的

掌握螺纹坚固件的标记及螺纹连接的画法。

教学重点

螺纹连接的画法。

教学难点

螺纹连接的画法。

教学方法和教学手段

讲解法，采用在黑板上作图，挂图及多媒体。

作业

一、螺纹紧固件的种类和用途

常用的螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈等。

图10-1给出了常见的螺纹紧固件。

在被连接的零件上制出比螺栓直径稍大的通孔。

螺栓穿过通孔后套上垫圈，并用螺母拧紧即为螺栓连接。

常用于连接不太厚的零件，并能从连接零件两边同时装配的场合。

图10-2a是螺栓连接的示意图。

在一个被连接零件上制有螺孔，双头螺柱的一端紧旋在这个螺孔里，而另一端穿过另一零件的通孔，然后套上垫圈再拧紧螺母，即为双头螺柱连接。

其一般用在结构上不能使用螺栓连接的场合，如被连接零件之一太厚不宜钻成通孔。

图10-2b是螺柱连接的示意图。

图10-1常见螺纹紧固件

（a）螺栓连接（b）螺柱连接（c）螺钉连接

图10-2螺纹紧固件连接示意图

在较厚的零件上加工出螺孔，而在另一零件上加工出通孔，然后把螺钉穿过通孔旋进螺孔来连接两个零件，这种连接方式称为螺钉连接。

用于被连接零件受力不大，又不需经常拆装的场合。

图10-2c是螺钉连接的示意图。

紧定螺钉用来固定机件位置（使其不产生相对运动），见图10-3。

（a）开槽锥端紧定螺钉（b）开槽长圆柱端紧定螺钉

图10-3紧定螺钉连接

螺母是和螺栓、螺柱等配合使用的。

二、螺纹紧固件的标记

标准的螺纹紧固件，都有规定的标记，包括：

名称、标准编号、螺纹规格×公称长度。

GB/T12310-2000规定，螺纹紧固件的标记方法分完整标记和简化标记。

标记示例见表10-1。

表10-1螺纹紧固件的图例和标记

名称及标准编号

图例

标记示例

六角头螺栓

GB/T5782-2000

螺纹规格：

M12、公称长度l=80mm、性能等级为10.9级，表面氧化、产品等级为A级的六角头螺栓：

完整标记：

螺栓GB/T5782-2000M12×80-10.9-A-O简化标记：

螺栓GB/T5782M12×80-10.9

（常用性能等级在简化标记中省略，下同）

双头螺柱（b=1d）

GB/T898-1988

螺纹规格：

M12、公称长度l=60mm、性能等级为常用的4.8级，不经表面处理、bm=1d、两端均为粗牙普通螺纹的B型双头螺柱，完整标记：

螺柱GB/T898-1988M12×60-B-4.8

简化标记：

螺柱GB/T989M12×60

A型时，应将螺柱规格注写成“AM12×60”

内六角

圆柱头螺钉

GT/T70.1-2000

螺纹规格：

M10、公称长度l=60mm、性能等级为常用的8.8级，表面氧化、产品等级为A级的内六角圆柱头螺钉：

完整标记：

螺钉GB/T70.1-2000M1060-8.8-A-O

简化标记：

螺钉GB/T70.1M1060

开槽圆柱头螺钉

GT/T65-2000

开槽沉头螺钉

GT/T68-2000

螺纹规格：

M10、公称长度l=60mm、性能等级为常用的4.8级，不经表面处理、产品等级为A级的开槽圆柱头螺钉：

完整标记：

螺钉GB/T65-2000M10

×60-4.8-A

简化标记：

螺钉GB/T65M1060

开槽

锥端紧定螺钉

GT/T71-1985

螺纹规格：

M5、公称长度l=12mm、性能等级为常用的14H级，表面氧化的开槽锥端紧定螺钉：

完整标记：

螺钉GB/T71-2000M5

×12-14H-O

简化标记：

螺钉GB/T71M5×12

1型六角螺母

GB/T6170-2000

螺纹规格：

M16、性能等级为常用的8级，不经表面处理、产品等级为A级的1型六角螺母：

完整标记：

螺母GB/T6170-2000M16-8-A

简化标记：

螺母GB/T6170M16

平垫圈A级

GB/T97.1-2002

平垫圈

倒角型A级

GB/T97.2-2002

标准系列、规格为10mm、性能等级为常用的140HV级，表面氧化、产品等级为A级的平垫圈：

完整标记：

垫圈GB/T97.1-200210-140HV-O

简化标记：

垫圈GB/T97.110

（查标准得，该垫圈内径d1为10.5mm）

标准型弹簧垫圈

GB/T93-1987

规格为16mm、材料为65Mn、表面氧化的标准型弹簧垫圈：

完整标记：

垫圈GB/T93-198716-O

简化标记：

垫圈GB/T9316

（查标准，该垫圈内径d最小为16.52mm）

螺栓

紧固轴端挡圈

GB/T892-1986

A型B型

公称直径D=45mm、材料为Q235、不经表面处理的A型螺栓紧固轴端挡圈：

完整标记：

挡圈GB/T892-198645

简化标记：

挡圈GB/T89245

当挡圈为B型时，标注为：

挡圈GB/T892B45

三、螺纹紧固件的画法

螺纹紧固件一般都是标准件，其结构形式和尺寸可按其标记在有关标准中查出。

螺纹紧固件的画法有两种：

查表画法和比例画法。

1.查表画法

查表画法就是按照国家标准规定的数据画图。

要画螺母GB/T6170M24的两个视图，就需从国家标准中查出1型六角螺母的相关尺寸：

D=Ф24、D1=Ф20.752、dw=33.2e=39.55、s=36、m=21.5，然后按表10-2所示的画图步骤画出即可。

所有的螺纹紧固件都可用这种方法绘制。

2．比例画法

为了提高画图速度，可将螺纹紧固件各部分的尺寸（公称长度除外）都与规格d（或D）

建立一定的比例关系，并按此比例画图，这就是比例画法。

由于画图速度较快，也不影响表达，所以工程上常用比例画法，常用的螺纹紧固件的画法如表10-3所示。

表10-3常用螺纹紧固件的比例画法

名称

比例画法

螺栓

螺母

双头

螺注

内六

角圆

柱头

螺钉

开槽

圆柱

头螺钉

开槽

沉头

螺钉

垫圈

弹簧

垫圈

钻孔

螺纹孔

光孔

四、螺纹紧固件的连接画法

（a）（b）（c）

图10-6螺纹紧固件连接的画法

螺纹紧固件的连接画法主要涉及螺栓连接、螺柱连接和螺钉连接，由于是装配结构，所以有些规定画法。

见图10-6。

1．规定画法

（1）两零件接触面只画一条粗实线；

（2）作剖视所用的剖切平面沿轴线（或对称中心线）通过实心零件或标准件（螺栓、螺母、螺柱、螺钉、垫圈、挡圈等）时，这些零件按不剖画出，即只画其外形；

（3）在剖视图中，不同零件的剖面线应有所区别，同一零件在同一张图纸上，它的剖面线应完全相同（即在各个剖视图中方向应一致，间隔应相等），而相互接触的两零件的剖面线方向应相反或间隔不同。

2．画图步骤

以螺栓连接为例，用比例画法的画图步骤如下：

（1）定出基准线，如图10-7a；

（2）画出螺栓的两个视图（螺栓为标准件不剖），螺纹小径先不画，如图10-7b；

（3）画出被连接两零件（要剖开，孔径为1.1d）,如图10-7c；

（4）画出垫圈（不剖）的三视图，如图10-7d；

（a）（b）（c）

（d）（e）（f）

图10-7螺栓连接的画图步骤

（5）画出螺母（不剖）的三视图，在俯视图中，要画螺栓，如图10-7e；

（6）画出剖开处的剖面线（注意剖面线的方向和间隔），补全螺母表面上的截交线，全面检查，描深，如图10-7f。

3．螺纹紧固件公称长度l的确定

（1）螺栓的公称长度的确定

由图10-8a可以看出，螺栓的公称长度l的大小可按下式

计算：

l＞δ1+δ2+h+m

螺栓末端一般伸出螺母约0.3d。

设&,nbsp;d=20mm，δ1=32mm，δ2=30mm，则

图10-8沉头螺钉连接

l≈δ1+δ2+h+m+0.3d=32+30+0.15d+0.8d+0.3d=62+1.25d=87

从国家标准中查出与其相近的数值为：

l=90mm。

图10-8沉头螺钉连接

图10-9钻孔和螺孔深度

（2）螺柱的公称长度的确定

螺柱的公称长度l是指双头螺柱上午螺纹部分长度与螺柱

紧固端长度之和，而不是双头螺柱的总长度。

由图10-6b可知：

l≈δ+h+m+0.3d

计算后，查国家标准，找到相近的值，就可确定公称长度。

（3）螺钉的公称长度的确定

由图10-6c可知：

开槽圆柱头螺钉的公称长度l≈δ+bm

计算后，查国家标准，找到相近的值，就可确定公称长度。

要注意，开槽沉头螺钉的公称长度是螺钉的全长，见图10-8。

（4）双头螺柱和螺钉的旋入端长度

双头螺柱和螺钉的旋入端长度bm与被旋入零件的材料有关，见表10-4。

被旋入零件的螺孔深度一般为bm+0.5d，钻孔深度一般取bm+d，如图10-9。

表10-4旋入长度

被旋入零件的材料

旋入端长度bm

钢、青铜

铸铁

1.25d或1.5d

铝

4.简化画法

工程实践中，为了作图简便，又不影响表达，有时对螺纹紧固件的连接图采用简化画法，见表10-5。

采用简化画法画图时，其六角头螺栓头部和六角螺母上的截交线可省略不画；不穿通的孔的螺纹深度和钻孔深度可以画到一起。

螺纹紧固件的各部分尺寸可按表10-3所示的比例画出。

表10-5螺纹紧固件的简化画法

简化画法

螺栓连接与螺柱连接

螺钉连接

5.画螺纹紧固件连接图的注意事项

（1）螺纹紧固件连接的画法比较繁琐，容易出错。

下面以图9.22所示的双头螺柱连接图为例作正误对比：

①钻孔锥角应为120°；②被连接件的孔径为1.1d，此处应画两条粗实线（间隙适当夸大）；③内、外螺纹的大、小径分别对齐，小径应画到倒角处；④应有螺纹小径（细实线）；⑤俯、左视图宽度应相等；⑥应有交线（粗实线）；⑦同一零件在不同视图上剖面线方向、间隔应相同；⑧应有3/4圈细实线，倒角圆不画。

（2）要特别注意，螺柱旋入端螺纹要全部旋入螺孔内，因此旋入端螺纹终止线应与被连接的两零件的接合面平齐。

见图10-6b和10-10a。

（3）对螺钉连接，如图10-6c和10-8，螺钉的螺纹终止线要高于被连接两零件的接合面。

（a）（b）

图10-10双头螺柱连接图正误对比

授课时数：

2学时

教学目的：

掌握键、销、滚动轴承的画法。

教学重点：

键、销、滚动轴承的画法。

教学难点

键连接、滚动轴承画法

教学方法和教学手段

讲解法，采用在黑板上作图，挂图及多媒体。

教学过程：

课堂练习：

作业：

§10-2键

一、概述

键是用来连接轴与轴上的传动件（齿轮、带轮），使轴和传动件不发生相对转动，以传递扭矩或旋转运动。

图10-11是键连接轴和带轮、齿轮的示意图。

可以看出，键连接时，必须先在连接轴和轮上，加工出键槽。

连接好后，键有一部分嵌在轴的键槽内，另一部分嵌在轮上的键槽内，这样就可以保证轴和轮一起转动。

图10-11键连接

常用的键有普通平键、半圆键、钩头楔键，如图10-12所示。

（a）普通平键（b）半圆键（c）钩头楔键

图10-12常用的键

二、键的画法和标记

1、普通平键

普通平键按轴槽结构分为A型（圆头）、B型（方头）和C型（单圆头）三种，见图10-13。

键的大小由被连接的轴孔尺寸大小和所传递的扭矩大小决定。

选用时，根据传动情况确定键的型式，并根据轴径查标准手册，选定键宽b和键高h，再根据轮毂长度选定键长L的标准值。

普通平键用于轴孔连接时，键的两侧面是工作表面，与轴上的键槽和轮毂上的键槽两侧都接触，只画一条线；而键的上底面与轮毂上的键槽底面间应有间隙，不接触，应画两条线（当间隙太小、不足以表达时，可适当夸大画处）。

键的下底面与轴上的键槽底面也接触，也应画一条线。

图10-13普通平键

在剖视图中，当剖切平面通过键的纵向对称面时，键按不剖绘制；当剖切平面垂直于轴线剖切键时，被剖切的键应画出剖面线。

在键连接中，键的倒角或小圆角一般不画。

见图10-14。

图10-14平键的装配画法

图10-15是轴上键槽及轮毂上键槽的画法和尺寸注法。

键的标记由名称、型式与尺寸、标准编号三部分组成。

例如A型（圆头）普通平键，b=12mm、h=8mm、L=50mm，键的标记为：

键12×50GB/T1096-2003

又如C型（单圆头）普通平键：

b=18mm、h=11mm、L=100mm，键的标记为：

键C18×100GB/T1096-2003

（a）轴上键槽的画法和尺寸注法（b）轮毂上的键槽的画法和尺寸注法

图10-15键槽的画法和尺寸注法

键的标记中，A型平键的“A”字省略不注，而B型和C型要标注“B”和“C”。

2、半圆键

半圆键常用在载荷不大的传动轴上。

其连接画法与平键类同：

键的两侧面与轮和轴接触，底面与轴上键槽接触，顶面应留有间隙，见图10-16。

半圆键的标记：

半圆键：

b=6mm、h=10mm、d=25mm、L=24.5mm，其标记为：

键6×25GB/T1099-2003

3、楔键

楔键有普通楔键和钩头楔键两种，普通又分A、B、C三种型号，钩头只有一种。

钩头楔键的顶面有1：

100的斜度，装配时将键打入键槽，依靠键的顶面和底面与轮和轴之间挤压的摩擦力而连接，故画图时上下两接触面只画一条线。

而键的两侧为非工作面，但画图时不留间隙，如图10-17所示。

普通楔键:

C型（单圆头）普通楔键，b=16mm、h,=10mm、L=100mm，其标记为：

键C16×100GB/T1564-2003

与普通平键的标记类似，A型的“A”字省略不注，而B型和C型要标注“B”和“C”。

钩头楔键：

b=18mm、h=11mm、L=100mm，其标记为：

键18×100GB/T1565-2003

图10-17楔键的装配画法

§10-3销

销也是标准件，通常用于零件之间的连接和定位，常用的销有圆柱销、圆锥销和开口销，见图10-18。

圆柱销和圆锥销其定位和连接作用。

图10-19。

开口销与六角开槽螺母配合使用，它穿过螺母上的槽和螺杆上的孔以防止螺母松动或限定其它零件在机器中的位置。

见图10-20。

圆柱销圆锥销开口销

图10-18销

（a）起连接作用的圆柱销（b）起定位作用的圆锥销

图10-19圆柱销和圆锥销的连接

（a）（b）

图10-20开口销连接

二、销的画法和标记

常用的圆柱销分为不淬硬钢圆柱销和淬硬钢圆柱销两种。

不淬硬钢圆柱销直径公差有m6和h8两种；淬硬钢圆柱销直径公差只有m6一种。

淬硬钢圆柱销因淬火方式不同分为A型（普通淬火）和B型（表面淬火）两种。

圆柱销一般用于机件的定位和连接，它在装配图中的画法见图10-19a。

圆柱销的标记见表10-6。

当被连接件的孔不通时，为了便于拆卸，可采用内螺纹圆柱销来连接，如图10-21

内螺纹圆柱销分为不淬硬钢圆柱销和淬硬钢圆柱销两种。

直径公差只有m6一种。

淬硬钢圆柱销因淬火方式不同

也分为A型（普通淬火）和B型（表面淬火）两种。

在某些连接要求不高的场合，还可采用拆卸方便的弹性圆柱销（见图10-22）。

弹性圆柱销由于有弹性，其在销孔中始终保持张力，紧贴孔壁，不宜松动，而且这种销对销孔表面要求不高，应用日益广泛。

表10-6销的标记示例

名称及标准编号

图例

标记示例

圆柱销（不淬硬钢和奥氏体不锈钢）

GB/T119.1-2000

圆柱销（淬硬钢和马氏体不锈钢）

GB/T119.2-2000

公称直径d=8mm，公差m6，公称长度l=30mm，材料为钢，不经淬火，不经表面处理的不淬硬钢圆柱销：

完整标记：

销GB/T119.1-20008m6×30

简化标记：

销GB/T119.18m6×30

公称直径d=8mm，公差m6，公称长度l=30mm，材料为钢，A型（普通淬火），表面氧化处理的淬硬钢圆柱销：

完整标记：

销GB/T119.2-20008m6×30A-O

简化标记：

销GB/T119.28m6×30

淬硬钢圆柱销为B型（表面淬火）时，简化标记：

销GB/T119.2B8×30

内螺纹圆柱销（不淬硬钢和奥氏体不锈钢）

GB/T120.1-2000

内螺纹圆柱销（淬硬钢和马氏体不锈钢）

GB/T120.2-2000

公称直径d=8mm，公差m6，公称长度l=30mm，材料为钢，不经淬火，不经表面处理的不淬硬钢内螺纹圆柱销：

完整标记：

销GB/T120.1-20008m6×30

简化标记：

销GB/T120.18m6×30

公称直径d=8mm，公差m6，公称长度l=30mm，材料为钢，A型（普通淬火），表面氧化处理的淬硬钢内螺纹圆柱销：

完整标记：

销GB/T120.2-20008m6×30A-O

简化标记：

销GB/T120.28m6×30

淬硬钢圆柱销为B型（表面淬火）时，简化标记：

销GB/T120.2B8×30

圆锥销

GB/T127-2000

公称直径d=6mm，公称长度l=30mm，材料为35钢，热处理硬度（28~38）HRC，表面氧化处理的不淬硬A型（磨削）圆锥销：

完整标记：

销GB/T117-20006×30-35钢-热处理（28~38）HRC-O

简化标记：

销GB/T1176×30

销为B型（切削或冷镦）时，简化标记：

销GB/T117B6×30

开口销

GB/T91-2000

公称规格为5mm，公称长度l=50mm，材料为Q215或Q235，不经表面处理的开口销：

完整标记：

销GB/T91-20005×50-Q215或Q235

简化标记：

销GB/T915×50

图10-22弹性圆柱销

2、圆锥销

常用的圆锥销分为A型（磨削）和B型（切削或冷镦）两种，其公称直径是小头的值径。

圆锥销的标记可见表10-6。

圆锥销一般用于机件之间的定位，在装配图中的画法见图10-19b。

用圆锥销、圆柱销连接和定位的两个零件有较高的装配要求，在加工销孔时应把有关零件装配在一起加工，这个要求必须在零件图上注明，如图10-23。

图10-23销孔的尺寸标注

3开口销

开口销通常和六角开槽螺母配合使用。

其在装配图中的画法见图10-20。

标记可见表10-6。

应当注意，开口销的公称直径是指与开口销相配的销孔直径，而开口销的实际直径要比公称直径要小。

§10-4滚动轴承

机器中支撑轴的部件称为轴承。

轴承分滑动轴承和滚动轴承。

滚动轴承是由多个零件组成的标准部件，由于结构紧凑、摩擦损失较小，所以得到广泛应用。

一、滚动轴承的结构和分类

滚动轴承一般由四个元件组成，见图10-24。

（1）内圈紧密的安装在轴上，随轴转动；

（2）外圈安装在机座上的轴承孔内，固定不动；

（3）滚动体安装在内、外圈间的滚道中，是运动的，其形式有圆球、圆柱、圆锥等；

（4）保持架（或叫隔离罩）用来把滚动体隔离开，以避免运动的干涉。

滚动轴承按受力方向分三类：

（a）深沟球轴承（b）推力球轴承（c）圆锥滚子轴承

图10-24滚动轴承

1）向心轴承：

主要承受径向力（图10-24a）。

2）推力轴承：

只承受轴向力（图10-24b）。

3）向心推力轴承：

同时承受径向和轴向力（图10-24c）。

二、滚动轴承的代号和标记

滚动轴承的种类很多，国家标准（GB/T271-1997和GB/T272-1993）规定了各种滚动轴承的分类和标记代号。

滚动轴承的标记格式如下：

1）名称：

用“轴承”表示

2）轴承代号：

包括基本代号和补充代号。

其中基本代号由类型代号、尺寸系列代号和内径代号组成。

补充代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的数字或字母。

一般常用的轴承代号用基本代号表示。

3）国标代号：

滚动轴承所参照的国家标准。

例如：

滚动轴承6208GB/T276-1994

内径代号：

内径d=85=40mm

尺寸系列代号：

轴承类型代号：

“6”表示深沟球轴承

滚动轴承51207GB/T301-1995

内径代号：

内径d=75=35mm

尺寸系列代号：

轴承类型代号：

“5”表示推力球球轴承

轴承类型代号用数字或字母表示，如表10-8所示。

表10-8部分轴承的类型代号

代号

轴　承　类　型

代号

轴　承　类　型

双列角接触球轴承

圆柱滚子轴承

调心球轴承

双列或多列用字母NN表示

调心滚子轴承和推力调心滚子球轴承

外球面球轴承

圆锥滚子轴承

四点接触球轴承

双列深沟球轴承

推力球轴承

深沟球轴承

角接触球轴承

推力圆柱滚子轴承

为了适应不同的工作环境，轴承在内径d一定的情况下，有不同的的宽B（高T）度和不同的外径D大小，它们成一定的系列，即轴承宽（高）度系列代号和直径系列代号，统称尺寸系列代号。

一般用两位数字表示（有时可省略其中一位）。

常见的轴承内径如表10-10所示：

表10-10常用滚动轴承的内径

内径代号

04～96

轴承代号/mm

代号数字×5

其中表内未列入的轴承公称内径，d为0.6～10、d=22/28/32、d≥500时，内径代号用公称内径毫米数值直接表示，内径与尺寸系列代号之间用“／”分开。

如“深沟球轴承

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