6.1螺纹与螺纹紧固件（课件）-《汽车机械制图》同步教学（航空工业出版社）

汽车机械制图 1 一、螺纹与螺纹紧固件 2 1．螺纹 螺纹 指在圆柱或圆锥表面上，具有相同螺纹牙型、沿螺旋线连续凸起的牙体。 3 螺纹 内螺纹 在圆柱或圆锥内表面形成的螺纹 外螺纹 在圆柱或圆锥外表面形成的螺纹 螺纹主要由机床（如车床、滚丝机等）加工而成，也可以由手工工具（如丝锥、板牙等）加工而成。 1．螺纹 1）螺纹的形成 （a）在车床上车削外螺纹 （b）在车床上车削内螺纹 （c）用丝锥攻制小孔内螺纹 加工小孔内螺纹时，通常需要先用顶角约为120° 的钻头钻底孔，然后用丝锥在底孔内圆柱面上攻制出螺纹。 4 小贴士 车削加工螺纹时，为了便于装配，通常将内、外螺纹的端部加工成倒角或倒圆；刀具快到螺纹终止处时要逐渐离开工件，会在螺纹尾部形成一小段不完整的螺纹，这段不完整的螺纹称为螺尾。 螺纹的有效长度为完整螺纹的长度，不包括螺尾。 当螺纹不允许有螺尾时，可在螺纹终止处预先加工出退刀槽，从而使所加工的螺纹均为完整螺纹。 5 只有这五个几何要素完全相同的内、外螺纹，才能成对配合使用。 1．螺纹 2）螺纹的几何要素 6 螺纹主要有五个几何要素 螺纹牙型 直径 螺距（或导程） 线数 旋向 1．螺纹 2）螺纹的几何要素 （1）螺纹牙型 （a）三角形 （b）梯形 （c）锯齿形 常见的螺纹牙型如下： 螺纹牙型 指在螺纹轴线平面内螺纹的轮廓形状。 7 小贴士 在螺纹牙型上，两相邻牙侧之间的夹角称为牙型角，如图所示。 常用普通螺纹的螺纹牙型为三角形，牙型角为60°。 8 1．螺纹 2）螺纹的几何要素 （2）直径 除管螺纹外，通常所说的公称直径均指螺纹大径。 动画 9 螺纹的直径 大径 指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径 内、外螺纹的大径分别用D和d表示 小径 中径 1．螺纹 2）螺纹的几何要素 （2）直径 10 螺纹的直径 大径 小径 指与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径 内、外螺纹的小径分别用D1和d1表示 中径 1．螺纹 2）螺纹的几何要素 （2）直径 11 螺纹的直径 大径 小径 中径 是一个假想圆柱或圆锥的直径，该圆柱或圆锥的母线通过螺纹牙型上沟槽和凸起宽度相等的位置 内、外螺纹的中径分别用D2和d2表示 1．螺纹 2）螺纹的几何要素 （3）螺距和导程 螺距 指螺纹相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离，用P 表示。 导程 指同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离，用Ph表示。 单线螺纹 双线螺纹 12 1．螺纹 2）螺纹的几何要素 （4）线数 沿一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，沿两条或两条以上螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹，如图所示。 线数 指形成螺纹的螺旋线的条数，用n 表示。 动画 其中，螺距P、导程Ph和线数n之间的关系如下。 ① 对于单线螺纹，Ph = P 。 ② 对于多线螺纹，Ph = nP 。 （a）单线螺纹 （b）多线螺纹 13 1．螺纹 2）螺纹的几何要素 （5）旋向 旋向 指螺纹旋入时绕轴线的旋转方向，有左旋和右旋之分。 逆时针旋转时旋入的螺纹为左旋螺纹，其螺纹线的特征是自右向左上升，如图（a）所示； （a）左旋螺纹 （b）右旋螺纹 顺时针旋转时旋入的螺纹为右旋螺纹，其螺纹线的特征是自左向右上升，如图（b）所示。工程中常用右旋螺纹。 14 1．螺纹 3）螺纹的分类 在工程中，应尽量采用标准螺纹。若无特别说明，本书所述螺纹均为标准螺纹。 做了统一规定 15 螺纹牙型符合标准，大径或螺距不符合标准的螺纹 特殊螺纹 螺纹牙型不符合标准的螺纹 非标准螺纹 （如矩形螺纹） 为了便于设计和制造，国家标准对螺纹的 螺纹牙型 大径 螺距 三个几何要素都符合标准的螺纹 标准螺纹 1．螺纹 3）螺纹的分类 用于连接各机件 用于传递动力和运动 16 螺纹 根据用途的不同 连接螺纹 普通螺纹 粗牙普通螺纹 细牙普通螺纹 管螺纹 55°非密封管螺纹 55°密封管螺纹 根据螺纹牙型的不同 传动螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 根据螺纹牙型的不同 1．螺纹 4）螺纹的画法 由于螺纹的真实投影比较复杂，为了简化作图，GB/T 4459.1—1995《机械制图 螺纹及螺纹紧固件表示法》对螺纹的画法做了统一规定。 17 1．螺纹 4）螺纹的画法 （1）外螺纹的画法 动画 ① 在投影面平行于螺纹轴线的视图中 倒角圆省略不画 ② 在投影面垂直于螺纹轴线的视图中 18 1．螺纹 4）螺纹的画法 （1）外螺纹的画法 外螺纹局部剖视图的画法 19 1．螺纹 4）螺纹的画法 （2）内螺纹的画法 20 内螺纹 通孔内螺纹 盲孔内螺纹 1．螺纹 4）螺纹的画法 （2）内螺纹的画法 动画 ① 在投影面平行于螺纹轴线的视图中 剖面线画到粗实线处 螺尾线一般不画 ② 在投影面垂直于螺纹轴线的视图中 表示螺纹大径的圆用细实线只画约3/4圆弧 倒角圆省略不画 表示螺纹小径的圆用粗实线画出 通孔内螺纹的画法 21 1．螺纹 4）螺纹的画法 （2）内螺纹的画法 动画 盲孔内螺纹的画法与通孔内螺纹的画法基本相同，但在投影面平行于螺纹轴线的视图中，钻孔深度和螺纹孔深度应分别画出，且螺纹终止线到盲孔末端的距离为螺纹大径的0.5倍，钻底孔时在盲孔末端形成的锥角角度为120°，如图所示。 盲孔内螺纹的画法 22 1．螺纹 4）螺纹的画法 （2）内螺纹的画法 当螺纹不可见时，除轴线和中心线外，螺纹的其余图线均应用虚线画出。 不可见螺纹的画法 23 1．螺纹 4）螺纹的画法 （3）内、外螺纹连接的画法 在投影面平行于螺纹轴线的视图中，内、外螺纹连接一般用剖视图表示。其中，内、外螺纹的连接部分按外螺纹的画法绘制，其余部分按各自的画法绘制。 内、外螺纹连接的画法 动画 24 小贴士 绘制内、外螺纹的连接部分时，应注意以下事项。 （1）在剖切面通过螺纹轴线的剖视图中，实心杆部按不剖绘制。 （2）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。 25 1．螺纹 5）螺纹的标注 螺纹绘制完成后，并不能准确、详细地表示出螺纹的种类和几何要素，因此应根据国家标准的有关规定，在螺纹的视图中标注出螺纹标记。 26 1．螺纹 5）螺纹的标注 （1）螺纹标记 ① 螺纹特征代号因螺纹种类不同而采用的字母不同。 例如，普通螺纹的特征代号为M，梯形螺纹的特征代号为Tr。 普通螺纹的标记 ② 单线螺纹的尺寸代号为“公称直径 × 螺距”，多线螺纹的尺寸代号为“公称直径 × Ph导程P螺距”，公称直径、螺距、导程的单位均为mm。单线螺纹若为粗牙螺纹，则螺距不标注；单线螺纹若为细牙螺纹，则螺距必须标注。 27 1．螺纹 5）螺纹的标注 （1）螺纹标记 ③公差带代号表示螺纹的加工精度。 螺纹的公差带代号包括中径公差带代号和顶径公差带代号，两者均由表示公差等级的数字和表示公差带位置的字母（内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母）组成。 例如，5g6g为外螺纹的公差带代号，前面的5g为中径公差带代号，后面的6g为顶径公差带代号。如果中径公差带代号与顶径公差带代号相同，则只标注一个即可。 表示内、外螺纹连接的公差带代号时，内螺纹公差带代号在前，外螺纹公差带代号在后，中间用分隔号“/”分开。 普通螺纹的标记 28 1．螺纹 5）螺纹的标注 （1）螺纹标记 ④ 普通螺纹的旋合长度分为短、中、长三组，组别代号分别为S、N、L。 其中，中等旋合长度组别代号N不标注。 普通螺纹的标记 ⑤ 左旋螺纹应标注旋向代号LH，右旋螺纹不标注旋向代号。 29 小贴士 顶径是指与外螺纹或内螺纹牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径，即外螺纹的大径或内螺纹的小径。 30 1．螺纹 5）螺纹的标注 （2）常用螺纹的标注 对螺纹进行标注时，应将螺纹标记注写在尺寸线或尺寸线的延长线上，尺寸线的箭头指向螺纹大径。 常用螺纹的标注示例 螺纹种类 特征代号 标注示例 说明 连 接 螺 纹 普通螺纹 M 粗牙 粗牙普通螺纹，公称直径为20 mm，螺纹中径、顶径公差带代号均为6g，中等旋合长度，右旋 细牙 细牙普通螺纹，公称直径为16 mm，螺距为1.5 mm，螺纹中径、顶径公差带代号均为6H，长旋合长度，右旋 31 1．螺纹 5）螺纹的标注 （2）常用螺纹的标注 常用螺纹的标注示例 （续表） 螺纹种类 特征代号 标注示例 说明 连 接 螺 纹 管螺纹 G 55° 非密封管螺纹 55° 非密封管螺纹的标记由螺纹特征代号G、尺寸代号和公差等级代号组成。 其中，55° 非密封外管螺纹有A、B两种公差等级，公差等级代号标注在尺寸代号之后；55° 非密封内管螺纹只有一种公差等级，公差等级代号不标注；当螺纹为左旋时，应在尺寸代号后加注“LH” G1/2A表示55° 非密封外管螺纹，尺寸代号为1/2，公差等级为A，右旋 G1/2表示55° 非密封内管螺纹，尺寸代号为1/2，右旋 32 1．螺纹 5）螺纹的标注 （2）常用螺纹的标注 常用螺纹的标注示例 （续表） 螺纹种类 特征代号 标注示例 说明 连 接 螺 纹 管螺纹 Rp Rc R1 R2 55° 密封管螺纹 55° 密封管螺纹的标记由螺纹特征代号（Rp、Rc、R1或R2）和尺寸代号组成。 其中，Rp为圆柱内管螺纹代号，Rc为圆锥内管螺纹代号，R1为与圆柱内管螺纹相配合的圆锥外管螺纹代号，R2为与圆锥内管螺纹相配合的圆锥外管螺纹代号；当螺纹为左旋时，应在尺寸代号后加注“LH” Rc1/2表示55° 密封圆锥内管螺纹，尺寸代号为1/2，右旋 33 1．螺纹 5）螺纹的标注 （2）常用螺纹的标注 常用螺纹的标注示例 （续表） 螺纹种类 特征代号 标注示例 说明 传 动 螺 纹 梯形螺纹 Tr 双线梯形螺纹，公称直径为 40 mm，导程为14 mm，螺距为7 mm，中径公差带代号为8H，长旋合长度，左旋 锯齿形螺纹 B 锯齿形螺纹，公称直径为32 mm，螺距为6 mm，中径公差带代号为7e，中等旋合长度，右旋 34 融会贯通 【例6-1】 写出螺纹标记M20 × 1.5-5g6g-S-LH的含义。 分析：该螺纹标记表示普通螺纹，公称直径为20 mm，细牙，螺距为1.5 mm；中径公差带代号为5g，顶径公差带代号为6g；短旋合长度；左旋。 35 融会贯通 【例6-2】 请根据下列描述写出该螺纹对应的螺纹标记： 粗牙普通外螺纹，公称直径为10 mm，螺距为1.5 mm，中径公差带代号为6g，顶径公差带代号为6g，长旋合长度，右旋。 分析：该螺纹对应的螺纹标记为M10-6g-L。 36 2．螺纹紧固件 螺纹紧固件的种类很多，常见的如下： 1）螺纹紧固件的画法 （a）六角头螺栓 （b）双头螺柱 （c）开槽紧定螺钉 （d）六角头螺母 （e）平垫圏 （f）弹簧垫圈 螺纹紧固件 指利用内、外螺纹的旋合作用连接和紧固一些零部件的零件。 37 2．螺纹紧固件 常用的螺纹紧固件均属于标准件，其尺寸和图样可在相应的国家标准中查出，因此不需要画出零件图，只需要标注出对应的标记即可。 1）螺纹紧固件的画法 螺纹紧固件的标记示例 种类及标准号 图例及尺寸 标记及说明 六角头螺栓 GB/T 5782—2016 螺栓GB/T 5782 M8 × 40 表示螺纹规格为M8、公称长度为40 mm的六角头螺栓 双头螺柱 GB/T 897—1988 GB/T 898—1988 GB/T 899—1988 GB/T 900—1988 螺柱GB/T 898 M12 × 50 表示两端均为粗牙普通螺纹、螺纹规格为M12、公称长度为50 mm、 的双头螺柱 38 2．螺纹紧固件 1）螺纹紧固件的画法 螺纹紧固件的标记示例 种类及标准号 图例及尺寸 标记及说明 开槽沉头螺钉 GB/T 68—2016 螺钉GB/T 68 M10 × 45 表示螺纹规格为M10、公称长度为45 mm的开槽沉头螺钉 1型六角螺母 GB/T 6170—2015 螺母GB/T 6170 M8 表示螺纹规格为M8的A级1型六角螺母 （续表） 39 2．螺纹紧固件 1）螺纹紧固件的画法 螺纹紧固件的标记示例 种类及标准号 图例及尺寸 标记及说明 平垫圈 GB/T 97.1—2002 垫圈GB/T 97.1 16 表示标准系列、公称规格（螺纹大径）为16 mm的A级平垫圈（内径约为17 mm） 标准型弹簧垫圈 GB/T 93—1987 垫圈GB/T 93 20 表示公称规格（螺纹大径）为20 mm的标准型弹簧垫圈（内径约为20.2 mm） （续表） 40 2．螺纹紧固件 2）螺纹紧固件连接的画法 （1）螺纹紧固件连接的画法规定 41 螺纹紧固件连接 螺栓连接 双头螺柱连接 螺钉连接 2．螺纹紧固件 它们的画法应遵循以下规定。 ① 两零件的接合面只画一条线，不接合的相邻两表面，不论其间隙大小均应画成两条线（小间隙可夸大画出）。 ② 相邻零件剖面线的方向应相反，或剖面线的方向相同但间距不同，但同一零件的剖面线在所有视图中应同间距、同方向。 ③ 当剖切面通过螺纹紧固件的轴线时，螺纹紧固件应按不剖绘制。 ④ 各紧固件可采用简化画法，即螺栓、螺钉的头部及螺母等均可采用简化画法；螺纹紧固件上的倒角和退刀槽等可省略不画。 ⑤ 不穿通的螺纹孔可不画出钻孔深度，仅画出有效螺纹部分的深度（不包括螺尾）。 2）螺纹紧固件连接的画法 （1）螺纹紧固件连接的画法规定 42 2．螺纹紧固件 螺栓用于连接两个较薄且都能加工出通孔的零件，适用于受力较大的场合。 螺栓连接的主要紧固件有螺栓、螺母和垫圈等。 连接时，应首先将螺栓的杆部穿过两个零件的通孔，然后在螺栓上套上垫圈，最后拧紧螺母。 2）螺纹紧固件连接的画法 （2）螺栓连接的画法 43 2．螺纹紧固件 2）螺纹紧固件连接的画法 （2）螺栓连接的画法 螺栓连接中的紧固件通常采用比例画法绘制，即以螺栓上螺纹的公称直径（大径d）为基准，其余各部分的尺寸按其与公称直径的比例关系来确定，倒角省略不画。 其中，螺栓的长度l应按 计算，然后在相应国家标准（参见附表Ⅰ）所规定的长度系列中选择最接近标准的长度值。 动画 44 小贴士 采用比例画法绘制螺栓连接时，应注意以下事项。 （1）螺栓的螺纹终止线应画在被连接两零件的接合面与垫圈之间，且必须与垫圈保留一定距离，否则螺母可能无法拧紧。 （2）被连接零件的孔径必须大于螺栓大径（约1.1d），否则螺栓将无法穿过通孔。 45 2．螺纹紧固件 2）螺纹紧固件连接的画法 （3）双头螺柱连接的画法 双头螺柱的两端都加工有螺纹，其一端和被连接零件旋合（旋入端），另一端和螺母旋合（紧固端），常用于连接一个较厚且不易加工通孔的零件和另一个较薄且可加工出通孔的零件，适用于受力较大的场合。双头螺柱连接通常也采用比例画法绘制，如图所示。 （a）使用弹簧垫圈 （b）使用平垫圈 动画 46 小贴士 绘制双头螺柱连接时，应注意以下事项。 （1）由于双头螺柱旋入端的螺纹全部旋入螺纹孔内，因此旋入端的螺纹终止线应与两被连接件的接合面平齐，以表示旋入端已拧紧。 （2）为了确保旋入端全部旋入螺纹孔内，零件上螺纹孔的螺纹深度应大于旋入端的长度。 作图时，螺纹孔的螺纹深度可按 画出，螺纹孔底孔的深度应略大于螺纹深度，孔底应画出钻底孔时留下的120° 圆锥孔。 47 头脑风暴 紧固件通常使用垫圈来防止松动、分散压力。垫圈是指放在螺母或螺钉头与被连接件之间的薄金属垫，可起到防止松动、密封、缓冲等作用。 垫圈有很多种类，常见的有弹簧垫圈、平垫圈等。请大家开动脑筋，分别说出弹簧垫圈与平垫圈的优缺点。 48 2．螺纹紧固件 2）螺纹紧固件连接的画法 （4）螺钉连接的画法 螺钉通常用于连接受力不大的零件。 其中，被连接零件要加工出螺纹孔，而其余零件需要加工出光孔。连接时将螺钉的杆部穿入光孔，旋入被连接件的螺纹孔中，即可将零件连接起来。 49 2．螺纹紧固件 2）螺纹紧固件连接的画法 （4）螺钉连接的画法 如图所示为圆柱头螺钉连接和沉头螺钉连接的比例画法。 其中，螺钉的总长度先按l=光孔零件的厚度（t）+螺钉旋入长度（bm）计算，然后在相应国家标准所规定的长度系列中选择最接近标准的长度值。 （a）圆柱头螺钉连接 （b）沉头螺钉连接 动画 50 小贴士 绘制螺钉连接时，应注意以下事项。 （1）螺钉的螺纹终止线必须超过被连接零件的接合面。 （2）画螺钉头部的一字槽时，在投影面平行于螺纹轴线的视图中，其槽口应正对观察者； 在投影面垂直于螺纹轴线的视图中，一字槽应按45° 或135° 位置简化。 51 螺纹的几何要素有哪些？ 常用的螺纹紧固件有哪些？ 课堂检测 52 课堂小结 螺纹与螺纹紧固件 螺纹 螺纹紧固件 53 感谢聆听！ 54 $$