7.3标准件与常用件（课件）-《汽车机械基础》同步教学（电子工业出版社）

项目七 机械制图 任务三 标准件与常用件 汽车机械基础 任务学习目标 1．掌握标准件与常用件的定义。 2．掌握螺纹的基本要素。 3．掌握螺纹及螺纹连接件的规定画法。 思政目标 1．培养学生科学严谨的工作学习作风。 2．培养学生互相帮助、积极向上、勇争一流的意识。 任务引入 在机器中广泛应用螺栓、螺母、键、销、滚动轴承、齿轮、弹簧等零件，其中有些零件的整体结构和尺寸已标准化，如螺栓、螺母、键、销等连接件，称为标准件。而有些零件的结构也实行了部分标准化，如齿轮和弹簧等，称为常用件。上述各零件的某些结构形状是比较复杂的（螺纹、齿轮等），为简化作图，机械制图方面的国家标准给出了一系列的规定画法。 螺纹是在圆柱（或圆锥）表面上沿螺旋线形成的具有相同剖面（三角形、梯形、锯齿形等）的连续凸起和沟槽。许多零件上都有螺纹，加工在外表面的螺纹称为外螺纹，加工在内表面的螺纹称内螺纹。内、外螺纹旋合在一起，可起到连接或传动等作用。 螺纹有各种加工方法。图 7-17（a）所示为在车床上车削外螺纹的情况。对直径较小的内螺纹，首先钻孔，再用丝锥攻丝，如图 7-17（b）、（c）所示。 一、螺纹 螺纹是在圆柱（或圆锥）表面上沿螺旋线形成的具有相同剖面（三角形、梯形、锯齿形等）的连续凸起和沟槽。许多零件上都有螺纹，加工在外表面的螺纹称为外螺纹，加工在内表面的螺纹称内螺纹。内、外螺纹旋合在一起，可起到连接或传动等作用。 螺纹有各种加工方法。图 7-17（a）所示为在车床上车削外螺纹的情况。对直径较小的内螺纹，首先钻孔，再用丝锥攻丝，如图 7-17（b）、（c）所示。 一、螺纹 1．螺纹的基本要素 在制造螺纹时，必须知道螺纹的牙型、螺纹直径（大径、中径和小径）、线数、螺距（或导程）、旋向等螺纹的基本要素。内、外螺纹成对使用时，上述的基本要素必须一致，这样它们才能旋合在一起。现将螺纹的基本要素分述如下。 1）牙型 沿螺纹轴线剖切时，螺纹的轮廓形状称为牙型。螺纹的牙型有三角形、梯形、锯齿形等。常用标准螺纹的牙型及符号见表 7-4。 一、螺纹 2）螺纹的直径（大径、小径和中径） 与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径称为大径（内、外螺纹分别用D、d 表示）；与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径称为小径（内、外螺纹分别用 D1、d1 表示）。在大径和小径之间，母线通过牙型上的沟槽和凸起宽度相等处的假想圆柱面的直径称为中径（内、外螺纹分别用 D2、d2表示），如图 7-18 所示。 一、螺纹 3）线数（n） 螺纹有单线和多线之分。沿一条螺旋线所形成的螺纹称为单线螺纹，如图 7-19（a）所示。沿两条或两条以上，在轴向等距离分布的螺旋线形成的螺纹，称为多线螺纹。图 7-19（b）所示为双线螺纹。 一、螺纹 3）线数（n） 螺纹有单线和多线之分。沿一条螺旋线所形成的螺纹称为单线螺纹，如图 7-19（a）所示。沿两条或两条以上，在轴向等距离分布的螺旋线形成的螺纹，称为多线螺纹。图 7-19（b）所示为双线螺纹。 4）螺距（P）和导程（L） 螺纹上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为螺距；同一条螺旋线上相邻两汽车机械基础 牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为导程，如图 7-19 所示。 一、螺纹 5）旋向 螺纹有右旋和左旋之分。按顺时针方向旋进的螺纹称为右旋螺纹，按逆时针方向旋进的螺纹称为左旋螺纹。判别螺纹旋向时，可将螺杆按轴线铅垂放置，若所见螺纹是自左向右升起的，则为右旋螺纹；若螺纹是自右向左升起的，则为左旋螺纹。 在上述螺纹的基本要素中，改变其中任一要素，就可得到不同规格的螺纹。为了便于设计和制造，国家标准对螺纹的牙型、大径、螺距都做了统一规定。凡是这三项要素符合标准的称为标准螺纹；牙型符合标准，大径或螺距不符合标准的称为特殊螺纹；牙型不符合标准的称为非标准螺纹。 一、螺纹 2．螺纹的规定画法 1）外螺纹 外螺纹的牙顶（大径）及螺纹终止线用粗实线表示。在垂直于螺纹轴线方向的视图中，表示牙底的细实线圆只画约 3/4 圈，此时不画螺杆端面倒角圆，如图 7-20 所示。 一、螺纹 2）内螺纹 图 7-21 所示是内螺纹的画法。在螺孔的剖视图中，牙底（大径）为细实线，牙顶（小径）及螺纹终止线为粗实线，如图 7-21（a）所示。不剖开表示时，牙底、牙顶和螺纹终止线皆为虚线，如图 7-21（b）所示。在垂直于螺纹轴线方向的视图中，牙底用约 3/4 圈的细实线表示，不画螺纹孔口的倒角圆。 一、螺纹 对于不通螺孔，应将钻孔深度和螺纹深度分别画出，如图 7-22 所示。 一、螺纹 3）内、外螺纹连接的画法 国家标准规定，在通过轴线的剖视图中表示螺纹连接时，其旋合部分应按外螺纹的画法表示，其余部分仍按各自的画法表示，螺杆不剖。在垂直轴线的剖视图中，螺杆也要剖，如图 7-23 所示。 一、螺纹 4）螺纹牙型的表示方法 对标准螺纹，一般可不画牙型，需画牙型时，可按图 7-24（a）、（b）的形式绘制。对非标准螺纹，应画出牙型，如图 7-24（c）所示。 一、螺纹 3．螺纹的标注 螺纹采用规定画法后，为区别螺纹的种类及参数，应在图样上按规定格式进行标注，以表示该螺纹的牙型、螺距、公称直径、公差带等。螺纹的标注格式如下。 一般完整的标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和旋合长度代号组成，中间用“-”分开。螺纹代号说明牙型、螺距、旋向等内容。螺纹公差带代号，由数字和字母组成，数字表示公差等级，字母表示公差带的位置（小写字母表示外螺纹公差带，大写字母表示内螺纹公差带）。 普通螺纹的旋合长度代号用字母 S（短）、N（中）、L（长）或数值表示。一般情况下，按中等旋合长度考虑时，可不加标注。梯形螺纹的旋合长度代号用 N、L 表示。当旋合长度为 N 时，不标注旋合长度代号，需要时可用具体旋合长度数值代替旋合长度代号。 一、螺纹 在标注螺纹时应注意： （1）单线螺纹和右旋螺纹用得十分普遍，故线数和右旋均省略不注。左旋螺纹应用符号“LH”表示。粗牙普通螺纹用得最多，对每一个公称直径，其螺距只有一个，故不必标注螺距。 （2）管螺纹又分为用螺纹密封的管螺纹和非螺纹密封的管螺纹两种。它们的标记由螺纹特征代号、尺寸代号（和公差等级代号）组成。1 1/2 螺纹标记示例如下： 一、螺纹 （3）在图样上标注螺纹时，应注意区别两种情况，普通螺纹、梯形螺纹等因其公称尺 寸为螺纹大径，所以螺纹的标注方法同直径尺寸标注方法；而管螺纹因其公称尺寸不是螺纹大径（是加工螺纹的管子通径），所以应由螺纹大径引出标注，见表 7-5。 一、螺纹 4．螺纹紧固件的连接画法 常用的螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈等。它们均已标准化，并由标准件厂成批生产。根据标记就可以在相应的标准中查出有关形状和尺寸。 1）螺栓连接 螺栓用于连接厚度不大的两个零件，两个零件上的通孔直径比螺栓大径略大（≈1.1d），将螺栓穿入通孔中，在螺栓一端套上垫圈，以增加接触面和防止擦伤零件表面，再拧紧螺母，如图 7-25（a）所示，其画法如图 7-25（b）所示，也可采用图 7-25（c）所示的简化画法。 一、螺纹 画螺纹连接图时，应遵守下面一些规定： ① 两零件的接触面画一条线，不接触表面画两条线。 ② 表面相邻的金属零件的剖面线方向相反，或者方向一致但间隔不等。同一个零件在各个视图中，剖面线的方向和间隔应保持一致。 ③ 剖切面通过螺钉、螺栓、垫圈等零件的轴线时，这些零件均按不剖绘制。 一、螺纹 2）双头螺柱连接 当两个被连接的零件有一个较厚，不宜钻通时，可采用双头螺柱连接，如图 7-26（a）所示。通常在较薄的零件上钻孔，其直径比双头螺柱的大径稍大（≈1.1d），在较厚的零件上加工出螺孔。双头螺柱的两端都有螺纹，一端旋入较厚零件的螺孔中，称为旋入端；另一端穿过较薄零件的通孔，再套上垫圈，用螺母拧紧，称为紧固端。当采用弹簧垫圈时其斜口可画成与水平线成 60°角，开槽宽度 m=0.1d，斜口方向为顺着螺母旋进的方向。双头螺柱连接的画法，如图 7-26（b）所示。 双头螺柱旋入端的长度 L1，与被旋入零件的材料有关。对于钢或青铜，L1=d；对于铸铁，L1=(1.25～1.5)d；对于铝合金，L1=2d。 一、螺纹 3）螺钉连接 螺钉连接的特点是不用螺母，仅靠螺钉与一个零件上的螺孔旋紧连接，如图 7-27 所示。 画螺钉连接图时，应注意螺钉的螺纹终止线应在螺孔顶面线以上；螺钉头部的一字槽，在俯视图中应画成与中心线倾斜 45°。 一、螺纹 1．键连接 键主要用于轴和轴上零件的周向连接，以传递扭矩。为了把轮和轴装在一起而使它们同时转动，先在轴的表面和轮中加工出键槽，然后把键装进轴的键槽内，再将带键的轴装入有键槽的轮中，如图 7-28 所示。 二、键与销 1）键的种类和标记 键是标准件，常用的键有普通平键﹑半圆键和钩头楔键，如图 7-29 所示。 普通平键的应用最为广泛，分为圆头普通平键（A 型）﹑方头普通平键（B 型）和单圆头平键（C 型）三种。 二、键与销 键的标准代号组成： 键 宽×长 GB 代号 键的结构﹑尺寸可从有关标准中查出。 常用键的标注方法见表 7-6。 二、键与销 2）键连接的画法 键连接的画法如图 7-30、图 7-31 所示。 二、键与销 画键连接图时应注意以下几点： ① 主视图由于为过中心对称面纵向剖切，故键按不剖处理。 ② 平键和半圆键在键的顶面和轮毂的键槽底面之间留有间隙，而钩头楔键顶面和轮毂的键槽底面之间无间隙。 ③ 轴上的键槽长（或键长）应小于轮毂长度，具体尺寸可从有关标准中选用。 二、键与销 2．销连接 销也是标准件，常用的有圆柱销﹑圆锥销和开口销三种。圆柱销和圆锥销通常用于零件间的连接或定位。开口销用于防止螺母松动，或者用来防止其他零件从轴上脱出，如图 7-32 所示。 二、键与销 销连接的画法如图 7-33 所示（通过销的轴线剖切时，销按不剖处理）。有关尺寸可查阅有关标准。 孔的加工一般在装配时进行，对被连接的两个零件，通常一起钻孔﹑铰孔，以保证相互位置的准确性。 二、键与销 1．弹簧 弹簧是一种弹性零件，常用于减振、储能、夹紧和测力。最常见的弹簧是圆柱螺旋弹簧，这里只介绍它的画法。 圆柱螺旋弹簧的图形只起一个符号的作用，生产时根据其尺寸加工制造。具体画法要求如下： （1）无论右旋还是左旋，螺旋弹簧均可画成右旋，但左旋弹簧一律要注出旋向“左”字。 （2）无论支承圈数多少，均可按支承圈数为 2.5 圈画图，必要时也可按支承圈的实际情况画圈。有效圈数在 4 圈以上的螺旋弹簧，中间部分可省略不画，并允许适当缩短图形的长度，但尺寸 H0不变。 （3）在平行于弹簧轴线方向的视图中，其各圈的轮廓应画成直线。 圆柱螺旋弹簧的绘制步骤如图 7-34 所示。 三、弹簧与滚动轴承 三、弹簧与滚动轴承 2．滚动轴承 1）滚动轴承的类型 滚动轴承是用来支承轴的，可减少轴在转动中的摩擦与磨损。滚动轴承已经标准化，所以技术人员只需要根据使用条件，正确选用轴承类型和尺寸（型号）。滚动轴承按其所受载荷方向的不同，分为向心轴承和推力轴承两大类。下面简单介绍这两类轴承的结构和尺寸参数。 图 7-35 所示为向心轴承，它由外圈 1、内圈 2（外圈与内圈统称为套圈）、滚动体 3 和保持架 4 组成。通常外圈装在机座内，内圈装在轴颈上。内圈和外圈上都有滚道，当内圈与外圈相对转动时，滚动体沿着滚道滚动，保持架将各滚动体均匀地隔开。向心轴承的主要尺寸为轴承内径（内圈内径）d、轴承外径（外圈外径）D 及轴承宽度 B。 三、弹簧与滚动轴承 三、弹簧与滚动轴承 滚动体与轴承套圈滚道接触点的（公称）法线方向，与轴承径向平面（垂直于轴线的平面）之间的夹角 α 称为（公称）接触角，它表示轴承承受轴向载荷和径向载荷能力的分配关系，是轴承的性能参数。所以轴承按承受载荷方向的分类，也就是按公称接触角的分类。 （1）向心轴承：主要承受径向载荷，其公称接触角 α 为 0°～45°。其中 α=0°的向心轴承，称为径向接触轴承；0°<α≤45°的向心轴承，称为角接触向心轴承。接触角 α 越大，承受轴向载荷的相对值也越大。 （2）推力轴承：主要承受轴向载荷或只承受轴向载荷（推力），其公称接触角 α 为 45°～90°。其中 α=90°的推力轴承，称为轴向接触轴承，也称推力轴承，只能承受轴向载荷；45°<α<90°的推力轴承，称为角接触推力轴承。接触角 α 越小，承受径向载荷的相对值越大。 三、弹簧与滚动轴承 2）轴承代号及其组成 滚动轴承的类型很多，而各类轴承又有不同的结构、尺寸、公差等级和技术要求，为便于组织生产和选用，国家标准 GB/T 272—2017 规定了滚动轴承代号。滚动轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号组成，其排列顺序如下： （1）基本代号。 基本代号及其组成如图 7-37 所示。 三、弹簧与滚动轴承 ① 内径代号。右起第一、二位数字代表内径尺寸，具体见表 7-7。 ② 尺寸系列代号。 尺寸系列代号包括直径系列代号和宽（高）度系列代号。 直径系列代号：右起第三位数字。直径系列是指内径相同的轴承，配有不同外径（D）的尺寸系列，其代号为 7、8、9、0、1、2、3、4、5，尺寸依次递增。 宽（高）度系列代号：右起第四位数字。宽（高）度系列是指内径相同的轴承，对向心轴承，配有不同宽度（B）的尺寸系列，其代号为 8、0、1、2、3、4、5、6，尺寸依次递增；对推力轴承，配有不同高度（T）的尺寸系列，其代号为 7、9、1、2，尺寸依次递增。尺寸系列代号中，以 0 附近的代号为常用代号。 三、弹簧与滚动轴承 ③ 类型代号。 右起第五位是类型代号，类型代号和尺寸系列代号组合在一起，称为组合代号。 （2）前、后置代号。 前、后置代号是添加在基本代号前后的补充代号。前置代号表示可分离轴承的各部分的分部件，用字母表示。例如，以 L 表示可分离的内圈或外圈等。后置代号有 8 级，见表 7-8。 三、弹簧与滚动轴承 例题 1 试说明 30210、LN207/P63 轴承代号的意义。 解：（1）30210，其中 10 表示内径为 50mm；2 表示直径系列；0 表示宽度系列；3 表示圆锥滚子轴承。 （2）LN207/P63，其中 L 表示外圈可分离；N 表示圆柱滚子轴承；宽度系列不标出；2表示直径系列；07 表示内径系列；6 表示公差等级；3 表示游隙组别。 三、弹簧与滚动轴承 3）滚动轴承的画法 滚动轴承是支承轴的部件，已经标准化，因此无须画它的零件图。在装配图中，也只是根据外径 D、内径 d 和宽度 B 等几个主要尺寸，以简化或示意画法表示。常用滚动轴承的类型、结构形式、图示符号和画法，见表 7-9。 三、弹簧与滚动轴承 课后练习 1．完整螺纹的终止界线（螺纹终止线）若可见，则用 表示。 A．虚线 B．双点画线 C．粗实线 D．细实线 2．细牙普通螺纹，大径为 10mm，螺距为 1mm，右旋，外螺纹中径公差带代号为 5g，顶径公差带代号为 6g；中等旋合长度。正确的标记为 。 A．M10×1—5g6g B．M10—5g6g C．M10 右—5g6g D．M10×1 右—5g6g 3．画螺纹紧固件的连接时，相邻两金属零件的剖面线方向应 ，同一零件在各剖视图中其剖面线的 。 A．相反；方向应不同于该图的主要轮廓线 B．相反；方向任意 C．相反；方向和间隔应相同 D．相反；方向和间隔应相反 4．轴与轮毂间用键连接，若视图中键与键槽在顶面和底面接触，而两侧留有间隙，则 可以判断该键连接是 连接。 A．普通平键 B．半圆键 C．钩头楔键 D．花键 课后练习 5．普通平键连接，键的 面为工作面，键的顶面与轮毂上键槽的底面之间 ，应画 条线。 A．顶；无间隙；一 B．顶；有间隙；二 C．两侧；有间隙；二 D．两侧；无间隙；一 6．在一对相啮合齿轮的视图中，两 。 A．齿顶圆相切 B．节圆相切 C．齿根圆相切 D．基圆相切 7．齿轮的视图中，齿根线与齿根圆用 表示；在剖视图中，齿根线用 表示。 A．粗实线；细实线 B．细实线；点画线 C．点画线；细实线 D．细实线；粗实线 8．规定齿轮的分度圆用 绘制。 A．双点画线 B．粗实线 C．点画线 D．细实线 9．斜齿轮可在视图中用 条 表示。 A．二；细实线 B．三；与齿向平行的细实线 C．四；与齿向平行的细实线 D．三；点画线 思政元素 不以规矩，不成方圆。规者，正圆之器；矩者，正方之器。无规不成圆，无矩不成方。人们立身处世乃至治国安邦，必须遵守一定的准则和法度。家有家规，国有国法，学校也有严格的校规校纪。规矩是人类自己制定的信条。规矩与我们的生活息息相关，如法规、校规、交通规则、文明公约、道德规范、考试规定等。如果不知道如何规范自己的行为，不仅自身安全得不到保障，还会影响、干扰他人。如果违反了交通法规，会使道路交通混乱，甚至受到大自然和法律的惩罚。所以，同学们要遵守法律法规和学校的各种规章制度，培养遵纪守法意识。 $$