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1、第第7章章 常用机件的规定画法与标记常用机件的规定画法与标记 机械制图机械制图7.1 螺纹与螺纹紧固件螺纹与螺纹紧固件 资资 讯讯7.1.1 螺纹螺纹 螺纹是指在圆柱或圆锥表面上，沿着圆柱螺旋线所形成的具有相螺纹是指在圆柱或圆锥表面上，沿着圆柱螺旋线所形成的具有相同断面的连续凸起，通常称为同断面的连续凸起，通常称为“牙牙”。在圆柱或圆锥外表面上形成在圆柱或圆锥外表面上形成的螺纹称为外螺纹，在其内孔表面上所形成的螺纹称为内螺纹。的螺纹称为外螺纹，在其内孔表面上所形成的螺纹称为内螺纹。 使用时，将内、外螺纹旋合在一起。使用时，将内、外螺纹旋合在一起。资资 讯讯1. 圆柱螺旋线圆柱螺旋线 图图7-
2、-1 圆柱螺旋线圆柱螺旋线 一动点沿圆柱面上的一条直母线作等速移动，而该母线又绕圆柱面的一动点沿圆柱面上的一条直母线作等速移动，而该母线又绕圆柱面的轴线作等角速旋转运动，动点在此圆柱面上的运动轨迹称为圆柱螺旋线。轴线作等角速旋转运动，动点在此圆柱面上的运动轨迹称为圆柱螺旋线。 动点旋转一周后，沿圆柱轴线方向移动的距离称为动点旋转一周后，沿圆柱轴线方向移动的距离称为导程导程。 若螺旋线的可见部分是自左向右上升的，称为右旋螺旋线，反之为左旋若螺旋线的可见部分是自左向右上升的，称为右旋螺旋线，反之为左旋螺旋线。螺旋线。 将圆柱表面展开，则螺旋线随之成为一直线，该直线为直角三角形的斜将圆柱表面展开，则
3、螺旋线随之成为一直线，该直线为直角三角形的斜边，两直角边分别为圆柱底面的圆周长及螺旋线的导程。边，两直角边分别为圆柱底面的圆周长及螺旋线的导程。斜边与底边的夹斜边与底边的夹角角 称为螺旋线的升角，称为螺旋线的升角， 角的余角角的余角 则称为螺旋角。则称为螺旋角。资资 讯讯2. 螺纹的形成螺纹的形成 图图7- -2 CA6140车床车床 螺纹是根据螺旋线形成原理加工而成的。可以采用多种方法在工件上加螺纹是根据螺旋线形成原理加工而成的。可以采用多种方法在工件上加工螺纹，如图工螺纹，如图7- -2所示为在车床上加工螺纹的情况。所示为在车床上加工螺纹的情况。 圆柱形工件随卡盘一同作等速旋转运动，刀具沿
4、工件轴线方向作等速直圆柱形工件随卡盘一同作等速旋转运动，刀具沿工件轴线方向作等速直线移动，两种运动的合成，便在工件表面上形成螺纹。线移动，两种运动的合成，便在工件表面上形成螺纹。 车外螺纹车外螺纹 车内螺纹车内螺纹 资资 讯讯图图7- -3所示为加工内螺纹用的钻头和丝锥。所示为加工内螺纹用的钻头和丝锥。 图图7- -3 钻头与丝锥钻头与丝锥 图图7- -4所示则为加工外螺纹用的板牙。所示则为加工外螺纹用的板牙。 图图7- -4 板牙板牙 资资 讯讯图图7- -5 常用螺纹的牙型常用螺纹的牙型 3. 螺纹的要素螺纹的要素 螺纹的要素有螺纹的要素有牙型、直径、螺距牙型、直径、螺距( (导程导程)
5、)、线数和旋向、线数和旋向。 螺纹牙型：在通过螺纹轴线的断面上，螺纹的轮廓形状称为牙型。螺纹牙型：在通过螺纹轴线的断面上，螺纹的轮廓形状称为牙型。(a) (a) 三角形三角形(b) (b) 管螺纹管螺纹 (c) (c) 梯形梯形(d) (d) 锯齿形锯齿形 常用的螺纹牙型如图常用的螺纹牙型如图7- -5所示。所示。资资 讯讯 图图7- -6 螺纹的直径螺纹的直径 直径：螺纹的直径分为大径直径：螺纹的直径分为大径( (外螺纹用外螺纹用 d 表示，内螺纹用表示，内螺纹用D表示表示) )、小径和中径，如图小径和中径，如图7- -6所示。所示。 外螺纹的大径和内螺纹的小径也称为顶径，外螺纹的小径和内螺
6、纹外螺纹的大径和内螺纹的小径也称为顶径，外螺纹的小径和内螺纹的大径也称为螺纹的底径。的大径也称为螺纹的底径。螺纹的大径为代表螺纹尺寸的直径。螺纹的大径为代表螺纹尺寸的直径。 (a) (a) 外螺纹外螺纹(b) (b) 内螺纹内螺纹资资 讯讯 图图7- -7 螺纹的线数螺纹的线数 线数：螺纹有单线和多线之分，如图线数：螺纹有单线和多线之分，如图7- -7所示。所示。 沿一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹。若沿两条或两条以上沿一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹。若沿两条或两条以上在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹，称为多线螺纹。在轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹，称为多线螺纹。(a) (a) 单线螺纹
7、单线螺纹(b) (b) 多线螺纹多线螺纹 资资 讯讯螺纹的线数螺纹的线数 (a) (a) 单线螺纹单线螺纹(b) (b) 多线螺纹多线螺纹 螺距和导程：相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离，称螺距和导程：相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离，称为螺距，用为螺距，用P表示。同一条螺旋线上相邻两牙在中经线上对应两点表示。同一条螺旋线上相邻两牙在中经线上对应两点间的轴向距离，称为导程，用间的轴向距离，称为导程，用Ph表示。表示。螺纹的线数螺纹的线数n、螺距、螺距P和导程和导程Ph的关系为：的关系为：Ph= np 资资 讯讯 图图7- -8 螺纹的旋向螺纹的旋向 旋向：螺纹有右旋和左旋之分，如
8、图旋向：螺纹有右旋和左旋之分，如图7- -8所示。顺时针旋入的所示。顺时针旋入的为右旋螺纹，逆时针旋入的为左旋螺纹。为右旋螺纹，逆时针旋入的为左旋螺纹。工程上经常使用的为右旋螺纹。工程上经常使用的为右旋螺纹。(a) (a) 左旋螺纹左旋螺纹(b) (b) 右旋螺纹右旋螺纹 螺纹的牙型、大径、螺距、线数和旋向称为螺纹的五要素，螺纹的牙型、大径、螺距、线数和旋向称为螺纹的五要素，只有这五个要素都相同的内、外螺纹才可相互旋合。只有这五个要素都相同的内、外螺纹才可相互旋合。 资资 讯讯4. 螺纹的分类螺纹的分类表表7- -1 螺纹的分类螺纹的分类螺纹螺纹按标准化程度分按标准化程度分标准螺纹标准螺纹牙型
9、、大径和螺距均符合国家标准规定牙型、大径和螺距均符合国家标准规定特殊螺纹特殊螺纹只有牙型符合国家标准规定只有牙型符合国家标准规定非标准螺纹非标准螺纹牙型不符合国家标准规定牙型不符合国家标准规定按用途分按用途分连接螺纹连接螺纹普通螺纹普通螺纹粗粗 牙牙细细 牙牙管螺纹管螺纹密封管螺纹密封管螺纹 非密封管螺纹非密封管螺纹 传动螺纹传动螺纹梯梯 形螺纹形螺纹锯齿形螺纹锯齿形螺纹矩形螺纹矩形螺纹资资 讯讯图图7- -9 外螺纹的规定画法外螺纹的规定画法 5. 螺纹的规定画法螺纹的规定画法 外螺纹的规定画法外螺纹的规定画法 外螺纹的大径外螺纹的大径( (牙顶牙顶) )用粗实线表示。小径用粗实线表示。小径
10、( (牙底牙底) )用细实线表示，用细实线表示，螺纹小径按螺纹小径按 d10.85d 绘制。绘制。 在投影为非圆的视图中，表示小径的细实线应画入螺杆的倒角在投影为非圆的视图中，表示小径的细实线应画入螺杆的倒角或倒圆。在投影为圆的视图中，螺纹大径用粗实线圆表示，小径或倒圆。在投影为圆的视图中，螺纹大径用粗实线圆表示，小径用用3/4圈的细实线圆弧表示，并且不画出螺杆上倒角圆的投影。圈的细实线圆弧表示，并且不画出螺杆上倒角圆的投影。 螺纹终止线用粗实线表示。螺纹终止线用粗实线表示。资资 讯讯图图7- -10 内螺纹的规定画法内螺纹的规定画法 内螺纹的规定画法内螺纹的规定画法 在投影为非圆的视图中，螺
11、纹的小径在投影为非圆的视图中，螺纹的小径( (牙顶牙顶) )用粗实线表示，大径用粗实线表示，大径( (牙底牙底) )用细实线表示。螺纹小径按用细实线表示。螺纹小径按D10.85D绘制。螺纹终止线用绘制。螺纹终止线用粗实线绘制，粗实线绘制，剖面线应画到表示小径的粗实线剖面线应画到表示小径的粗实线。 在投影为圆的视图中，螺纹小径用粗实线圆表示，大径用在投影为圆的视图中，螺纹小径用粗实线圆表示，大径用3/ /4圈圈细实线圆弧表示，不画出倒角圆的投影。细实线圆弧表示，不画出倒角圆的投影。资资 讯讯图图7- -10 内螺纹的规定画法内螺纹的规定画法 内螺纹的规定画法内螺纹的规定画法 盲孔和相交孔的螺纹画
12、法。盲孔和相交孔的螺纹画法。 (a) (a) 盲孔盲孔(b) (b) 相交孔相交孔 资资 讯讯图图7- -11 内、外螺纹旋合画法内、外螺纹旋合画法 内、外螺纹旋合的画法内、外螺纹旋合的画法 在剖视图中，内、外螺纹的旋合部分按外螺纹的规定画法绘制，在剖视图中，内、外螺纹的旋合部分按外螺纹的规定画法绘制，其余部分仍按各自规定画法绘制。其余部分仍按各自规定画法绘制。 作图时应注意，表示内、外螺纹大径的细实线和粗实线，以及表作图时应注意，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。当剖切平面通过示内、外螺纹小径的粗实线和细实线应分别对齐。当剖切平面通过实心螺
13、杆轴线时，螺杆应按不剖绘制。实心螺杆轴线时，螺杆应按不剖绘制。 资资 讯讯6. 螺纹的标记螺纹的标记 在图样中，螺纹的标记表明了螺纹的要素以及加工螺纹的技术在图样中，螺纹的标记表明了螺纹的要素以及加工螺纹的技术要求。国家标准规定了各种螺纹的标记形式和内容。要求。国家标准规定了各种螺纹的标记形式和内容。 螺纹的标记一般由螺纹的标记一般由螺纹特征代号、尺寸代号、公差带代号、旋合螺纹特征代号、尺寸代号、公差带代号、旋合长度代号和旋向代号长度代号和旋向代号五个部分组成。五个部分组成。 例如例如 : M 161.5 5g6g S LH 标记中标记中LH：表示左旋螺纹。表示左旋螺纹。S：旋合长度代号，表示
14、旋合内、外螺纹时，使其具有短的旋合长度代号，表示旋合内、外螺纹时，使其具有短的旋合长度。旋合长度。5g6g：螺纹中径、顶径的公差带代号，此项内容是对加工螺纹螺纹中径、顶径的公差带代号，此项内容是对加工螺纹提出的技术要求。提出的技术要求。161.5：尺寸代号，尺寸代号，16为螺纹的公称直径为螺纹的公称直径( (大径大径) )，1.5为螺距。为螺距。M：螺纹特征代号，表示普通螺纹。螺纹特征代号，表示普通螺纹。资资 讯讯关于螺纹标记的几点说明：关于螺纹标记的几点说明： l 右旋螺纹不标旋向，左旋螺纹应标注字母右旋螺纹不标旋向，左旋螺纹应标注字母LH。l 旋合长度代号分为旋合长度代号分为短短( (S)
15、 )、中、中( (N) )和和长长( (L) )三种，若为中等长度，则三种，若为中等长度，则可省略标注。可省略标注。l 公差带代号包括中径和顶径的公差带代号。公差带代号包括中径和顶径的公差带代号。外螺纹的公差带代号应外螺纹的公差带代号应用小写字母表示，内螺纹则用大写字母表示用小写字母表示，内螺纹则用大写字母表示。l 各种管螺纹的尺寸代号并不是螺纹的大径，而是管子内孔的近似直径。各种管螺纹的尺寸代号并不是螺纹的大径，而是管子内孔的近似直径。标注管螺纹时，应注意与其他螺纹在形式上的区别。可根据管螺纹的标注管螺纹时，应注意与其他螺纹在形式上的区别。可根据管螺纹的尺寸代号，从相应的标准中查出螺纹的尺寸
16、。尺寸代号，从相应的标准中查出螺纹的尺寸。l 非标准螺纹应标出直径和牙型尺寸，特殊螺纹应在其标记前注非标准螺纹应标出直径和牙型尺寸，特殊螺纹应在其标记前注“特特”字，并标注螺纹的大径和螺距。字，并标注螺纹的大径和螺距。 图图7- -13 非标准螺纹的标记非标准螺纹的标记 图图7- -14 特殊螺纹的标记特殊螺纹的标记 资资 讯讯6. 螺纹的标记螺纹的标记 普通螺纹普通螺纹（GB/T 197- -2003） (a) (a) 粗牙普通螺纹粗牙普通螺纹(b) (b) 细牙普通螺纹细牙普通螺纹M81 - - LH M16Ph 6 P2 - - 5g - - L M8标记示例：标记示例： 可省略中等公差
17、精度可省略中等公差精度( (如如6H、6g) )公差带代号，中等旋合长度不注公差带代号，中等旋合长度不注N。粗牙不注螺距粗牙不注螺距多线时注出多线时注出Ph( (导程导程) )、P( (螺距螺距) ) 资资 讯讯6. 螺纹的标记螺纹的标记 梯形螺纹梯形螺纹 （GB/T 5796.2- -2005） (a) (a) 单线梯形螺纹单线梯形螺纹(b) (b) 多线梯形螺纹多线梯形螺纹标记示例：标记示例： Tr326 LH - - 7eTr164( (P2) )LH - - 7e梯形螺纹特征代号为梯形螺纹特征代号为 Tr单线时注直径单线时注直径螺距，螺距， 如如Tr326。多线时注导程（螺距），如多线
18、时注导程（螺距），如Tr164( (P2) )。 资资 讯讯 管螺纹管螺纹(a) (a) 非密封管螺纹非密封管螺纹 (b) (b) 圆锥内螺纹圆锥内螺纹 标记示例：标记示例： 55非密封管螺纹特征代号为非密封管螺纹特征代号为 GG1/ /2- -LH G1ARc1- -LH 55密封管螺纹：密封管螺纹： 圆锥外螺纹特征代号为圆锥外螺纹特征代号为 R1 、R2 圆锥内螺纹特征代号为圆锥内螺纹特征代号为 Rc 圆柱内螺纹特征代号为圆柱内螺纹特征代号为 Rp 资资 讯讯7.1.2 螺纹紧固件螺纹紧固件图图7- -16 螺纹紧固件螺纹紧固件 常用的螺纹紧固件有螺栓、螺柱、螺钉、螺母和垫圈等。常用的螺纹
19、紧固件有螺栓、螺柱、螺钉、螺母和垫圈等。 1. 螺栓连接螺栓连接 螺栓连接用于两被连接件允许钻成通孔的情况，使用的紧固件螺栓连接用于两被连接件允许钻成通孔的情况，使用的紧固件有螺栓、螺母和垫圈。有螺栓、螺母和垫圈。 (a) (a) 螺栓、螺柱与垫圈螺栓、螺柱与垫圈(b) (b) 螺钉螺钉(c) (c) 螺母螺母螺母螺母螺栓螺栓垫圈垫圈被连接件1被连接件2资资 讯讯图图7- -16 螺纹紧固件螺纹紧固件 标记标记螺纹紧固件标记的内容包括螺纹紧固件标记的内容包括产品名称、标准编号和规格尺寸产品名称、标准编号和规格尺寸。 螺栓的标记为：螺栓的标记为：螺栓螺栓 GB/ /T 5782 M1040其中：
20、其中：10为螺纹大径为螺纹大径( ( d ) )，40为螺杆长度为螺杆长度( ( l ) )。螺母的标记为：螺母的标记为：螺母螺母 GB/ /T 6170 M10 10为螺纹大径为螺纹大径( (D) ) 垫圈的标记为：垫圈的标记为：垫圈垫圈GB/ /T 92.7 10 10为垫圈的公称直径为垫圈的公称直径资资 讯讯图图7- -17 比例画法比例画法 比例画法比例画法 一般采用比例画法绘制螺纹紧固件的图形，即将紧固件各部分尺一般采用比例画法绘制螺纹紧固件的图形，即将紧固件各部分尺寸与螺纹公称直径寸与螺纹公称直径( (d、D) )成一定的比例关系近似画出。成一定的比例关系近似画出。 l 垫圈的画图
21、比例垫圈的画图比例 ：(a) (a) 平垫圈的比例画法平垫圈的比例画法 (b) (b) 弹簧垫圈的比例画法弹簧垫圈的比例画法 l 螺母的画图比例螺母的画图比例 ：(c) (c) 螺母的比例画法螺母的比例画法 资资 讯讯图图7- -17 比例画法比例画法 比例画法比例画法 一般采用比例画法绘制螺纹紧固件的图形，即将紧固件各部分尺一般采用比例画法绘制螺纹紧固件的图形，即将紧固件各部分尺寸与螺纹公称直径寸与螺纹公称直径( (d、D) )成一定的比例关系近似画出。成一定的比例关系近似画出。 l 螺栓的画图比例螺栓的画图比例 ：(d) (d) 螺栓比例画法螺栓比例画法 资资 讯讯图图7- -18 螺栓连
22、接螺栓连接 螺栓连接的装配图如图螺栓连接的装配图如图7- -18所示。所示。 作图时，螺栓的长度尺寸作图时，螺栓的长度尺寸 l 可先按下式估算可先按下式估算 l 1+2+ 0.15 d + 0.8 d +( (0.20.3) )d然后根据估算值选取与之接近的标准长度值。然后根据估算值选取与之接近的标准长度值。资资 讯讯图图7- -18 螺栓连接螺栓连接 绘制螺栓连接装配图，还应注意以下几点：绘制螺栓连接装配图，还应注意以下几点： l 两零件的接触表面只画一条轮廓线，而不接触的表面则应画两条线。两零件的接触表面只画一条轮廓线，而不接触的表面则应画两条线。 l 两相邻零件的剖面线方向应相反，或方向
23、相同，间隔不等。两相邻零件的剖面线方向应相反，或方向相同，间隔不等。l 若剖切平面通过紧固件或实心零件的基本轴线，则这些零件按不剖若剖切平面通过紧固件或实心零件的基本轴线，则这些零件按不剖绘制，只画出其外形。绘制，只画出其外形。 资资 讯讯图图7- -19 螺栓连接的作图步骤螺栓连接的作图步骤 螺螺栓栓连连接接装装配配图图的的作作图图步步骤骤 (a)(a) (b)(b) (c)(c) (d)(d) 资资 讯讯2. 螺柱连接螺柱连接 螺柱连接用于被连接件之一较厚，不便于钻成通孔的情况。螺柱连接用于被连接件之一较厚，不便于钻成通孔的情况。 螺柱两端均有螺纹，与被连接件旋合的一端，称为旋入端。另一端
24、与螺柱两端均有螺纹，与被连接件旋合的一端，称为旋入端。另一端与螺母旋合，称为紧固端。螺母旋合，称为紧固端。 螺柱旋入端的长度螺柱旋入端的长度bm与被旋入件的材料有关，标准规定的与被旋入件的材料有关，标准规定的bm值以及相应值以及相应的标准编号，如表的标准编号，如表7- -3所示。所示。 表表7- -3 螺柱旋入端长度及标准编号螺柱旋入端长度及标准编号 旋入端材料旋入端材料旋入端长度旋入端长度标标 准准 编编 号号 钢或青铜钢或青铜bm=1dGB/ /T 897- -1988 铸铸 铁铁bm=1.25dGB/ /T 898- -1988 铸铁或铝合金铸铁或铝合金bm=1.5dGB/ /T 899
25、- -1988 铝合金铝合金bm=2dGB/ /T 900- -1988螺柱的标记形式：螺柱的标记形式：螺柱螺柱 GB/ /T 897 A M1050 表示旋入端与紧固端均为粗牙普通螺纹，表示旋入端与紧固端均为粗牙普通螺纹，d =10，l =50，bm=1d，A型型螺柱。螺柱。 资资 讯讯螺柱连接画法如图螺柱连接画法如图7- -20所示。所示。 作图时应注意以下几点：作图时应注意以下几点： l 螺柱的旋入端应画按全部旋入被连接件的螺孔绘制。螺柱的旋入端应画按全部旋入被连接件的螺孔绘制。l 螺孔深度一般取螺孔深度一般取bm+0.5d，钻孔深度则取，钻孔深度则取bm+d。l 螺柱公称长度的估算方法
26、为，螺柱公称长度的估算方法为，l = + h + m + ( (0.20.3) ) d，然后根据，然后根据估算值查标准，选取与其接近的标准长度值。估算值查标准，选取与其接近的标准长度值。 图图7- -20 螺柱连接螺柱连接 资资 讯讯3. 螺钉连接螺钉连接螺钉主要用于受力不大的连接。螺钉主要用于受力不大的连接。 螺钉的种类较多，按用途可分为螺钉的种类较多，按用途可分为连接螺钉连接螺钉和和紧定螺钉紧定螺钉。 螺钉的标记形式为：螺钉的标记形式为：螺钉螺钉 GB/ /T 68 M1020即表示粗牙普通螺纹，即表示粗牙普通螺纹，d = =10，l = =20mm的开槽沉头螺钉。的开槽沉头螺钉。 螺钉连
27、接的画法以及常用螺钉的绘图比例如图螺钉连接的画法以及常用螺钉的绘图比例如图7- -21所示。所示。 作图时，螺钉头部的槽在俯视图中的规定画法为由左下向右上作图时，螺钉头部的槽在俯视图中的规定画法为由左下向右上45方向。方向。图图7- -21 螺钉连接螺钉连接 资资 讯讯图图7- -22 用紧定螺钉固定轴和齿轮用紧定螺钉固定轴和齿轮 紧定螺钉主要用于固定零件，以防止零件间沿轴向发生相对运动。紧定螺钉主要用于固定零件，以防止零件间沿轴向发生相对运动。 图图7- -22所示为用开槽锥端紧定螺钉固定轴和齿轮的情况。所示为用开槽锥端紧定螺钉固定轴和齿轮的情况。 图图7- -23为紧定螺钉连接的画法。为紧
28、定螺钉连接的画法。 图图7- -23 紧定螺钉连接紧定螺钉连接 资资 讯讯7.2 齿轮齿轮图图7- -24 常见的齿轮传动形式常见的齿轮传动形式 齿轮在机械设备中应用极为广泛，通过齿轮的啮合可以实现齿轮在机械设备中应用极为广泛，通过齿轮的啮合可以实现传递传递动力、改变运动速度以及改变运动方向动力、改变运动速度以及改变运动方向。 常见的齿轮传动形式图常见的齿轮传动形式图7- -24所示。所示。 (a) (a) 圆柱齿轮圆柱齿轮 (b) (b) 锥齿轮锥齿轮 (c) (c) 蜗杆与蜗轮蜗杆与蜗轮 (d) (d) 内啮合传动内啮合传动 (e) (e) 齿轮与齿条传动齿轮与齿条传动 资资 讯讯齿轮的传
29、动形式分为：齿轮的传动形式分为： l 圆柱齿轮传动：用于两平行轴间的传动。圆柱齿轮传动：用于两平行轴间的传动。 l 锥齿轮传动：用于两相交轴间的传动。锥齿轮传动：用于两相交轴间的传动。 l 蜗杆蜗轮传动：用于两交叉轴间的传动。蜗杆蜗轮传动：用于两交叉轴间的传动。图图7- -24 常见的齿轮传动形式常见的齿轮传动形式 (a) (a) 圆柱齿轮圆柱齿轮 (b) (b) 锥齿轮锥齿轮 (c) (c) 蜗杆与蜗轮蜗杆与蜗轮 (d) (d) 内啮合传动内啮合传动 (e) (e) 齿轮与齿条传动齿轮与齿条传动 资资 讯讯7.2.1 圆柱齿轮圆柱齿轮图图7- -25 圆柱齿轮圆柱齿轮 圆柱齿轮的轮齿有圆柱齿
30、轮的轮齿有直齿、斜齿和人字齿直齿、斜齿和人字齿，如图，如图7- -25所示。所示。 (a) (a) 直齿直齿(b) (b) 斜齿斜齿(c) (c) 人字齿人字齿资资 讯讯圆柱齿轮的结构圆柱齿轮的结构 1. 直齿圆柱齿轮各部分名称及代号直齿圆柱齿轮各部分名称及代号轮齿轮齿轮毂轮毂轮缘轮缘轮辐轮辐资资 讯讯图图7- -26 直齿圆柱齿轮各部分名称及代号直齿圆柱齿轮各部分名称及代号 1. 直齿圆柱齿轮各部分名称及代号直齿圆柱齿轮各部分名称及代号直齿圆柱齿轮各部分名称及代号如图直齿圆柱齿轮各部分名称及代号如图7- -26所示。所示。 l 齿顶圆齿顶圆 da 在圆柱齿轮上，齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿
31、顶圆。在圆柱齿轮上，齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆。 l 齿根圆齿根圆 df 在圆柱齿轮上，齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。在圆柱齿轮上，齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。 l 分度圆分度圆 d 在圆柱齿轮齿顶圆与齿根圆之间的分度圆柱面与端平面的在圆柱齿轮齿顶圆与齿根圆之间的分度圆柱面与端平面的交线称为分度圆。分度圆是设计和制造齿轮的基准圆。交线称为分度圆。分度圆是设计和制造齿轮的基准圆。 资资 讯讯l 齿高齿高 h 齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高。其中，分度圆与齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高。其中，分度圆与齿顶圆的径向距离称为齿顶高，用齿顶圆的径向距离称为齿顶高，用 h
32、a 表示。分度圆与齿根圆的径向距表示。分度圆与齿根圆的径向距离称为齿根高，用离称为齿根高，用 hf 表示。表示。 l 齿距齿距 p 分度圆上相邻两齿对应点之间的弧长称为齿距。齿距分度圆上相邻两齿对应点之间的弧长称为齿距。齿距 p 分为分为齿厚齿厚 s 与齿间与齿间 e，三者的关系为：，三者的关系为：se， ps + + e 。 图图7- -26 直齿圆柱齿轮各部分名称及代号直齿圆柱齿轮各部分名称及代号 资资 讯讯l 模数模数 m 若齿轮的分度圆直径为若齿轮的分度圆直径为d，齿数为，齿数为Z，齿距为，齿距为p，分度圆的周，分度圆的周长为，长为， dZ p ，则，则 d( ( p / ) )Z ，
33、令，令 m = p / ，m称为齿轮的模数，称为齿轮的模数，单位为单位为mm。模数是齿轮设计和制造的重要参数。模数是齿轮设计和制造的重要参数。模数值已标准化，标准模数值见表模数值已标准化，标准模数值见表7- -4。 表表7- -4 圆柱齿轮模数系列圆柱齿轮模数系列 第一系列第一系列 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 第二系列第二系列1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 (3.75) 4.5 5.5 (6.5) 7 9 (11) 14 18 22 28 36 45图图7- -26 直齿圆柱齿轮各部分名称及代号直齿圆柱齿轮
34、各部分名称及代号 资资 讯讯l 压力角压力角 一对齿轮啮合时，分度圆上啮合点的法线方向与该点的瞬一对齿轮啮合时，分度圆上啮合点的法线方向与该点的瞬时运动方向所夹的锐角称为压力角。标准压力角时运动方向所夹的锐角称为压力角。标准压力角 20。一对齿轮啮合时，其模数和压力角必须相等。一对齿轮啮合时，其模数和压力角必须相等。 l 中心距中心距 a 两啮合齿轮轴线之间的距离。两啮合齿轮轴线之间的距离。图图7- -26 直齿圆柱齿轮各部分名称及代号直齿圆柱齿轮各部分名称及代号 资资 讯讯2. 直齿圆柱齿轮的尺寸计算公式直齿圆柱齿轮的尺寸计算公式 当已知齿轮的模数当已知齿轮的模数 m，齿数，齿数Z，则直齿圆
35、柱齿轮的其他参数均可按表，则直齿圆柱齿轮的其他参数均可按表7- -5所示计算出来。所示计算出来。 表表7- -5 标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸计算公式标准直齿圆柱齿轮各部分尺寸计算公式 基本参数：基本参数： 模数模数 m 齿数齿数 Z名称及代号名称及代号计算公式计算公式齿距齿距 p齿顶高齿顶高 ha齿根高齿根高 hf齿高齿高 h分度圆直径分度圆直径 d齿顶圆直径齿顶圆直径 da齿根圆直径齿根圆直径 df中心距中心距 ap = = mha = mhf =1.25 mh =2.25 md = mZda= m ( (Z+ +2) )df = m( (Z- -2.5) )a = m( (Z1 1+ +Z
36、2 2)/)/2资资 讯讯3. 斜齿圆柱齿轮的尺寸计算公式斜齿圆柱齿轮的尺寸计算公式斜齿轮的轮齿与轴线有一倾斜角度，称为螺旋角，用斜齿轮的轮齿与轴线有一倾斜角度，称为螺旋角，用表示。表示。 图图7- -27 斜齿轮分度圆柱面的展开示意图斜齿轮分度圆柱面的展开示意图 由于斜齿轮的端面齿形与垂直轮齿方向的法向齿形不同，所以斜由于斜齿轮的端面齿形与垂直轮齿方向的法向齿形不同，所以斜齿轮的端面齿距齿轮的端面齿距 Pt 与法向齿距与法向齿距 Pn、端面模数、端面模数 mt 与法向模数与法向模数 mn均不均不相同，即相同，即 pnpt cos mnmt cos 标准规定，斜齿轮的法向模数标准规定，斜齿轮的
37、法向模数 mn 为标准值。为标准值。 一对相互啮合的斜齿圆柱齿轮的模数与螺旋角均相等，但螺旋角的一对相互啮合的斜齿圆柱齿轮的模数与螺旋角均相等，但螺旋角的方向相反。方向相反。 资资 讯讯斜齿圆柱齿轮的尺寸计算公式如表斜齿圆柱齿轮的尺寸计算公式如表7- -6所示。所示。 当已知齿轮的模数当已知齿轮的模数 m，齿数，齿数 Z，则斜齿圆柱齿轮的其他参数均可按表，则斜齿圆柱齿轮的其他参数均可按表7- -6所示计算出来。所示计算出来。 表表7- -6 标准斜齿圆柱齿轮各部分尺寸计算公式标准斜齿圆柱齿轮各部分尺寸计算公式 基本参数：基本参数： 法向模数法向模数 mn 齿数齿数 Z 螺旋角螺旋角 名称及代号
38、名称及代号计算公式计算公式法向齿距法向齿距 pn齿顶高齿顶高 ha齿根高齿根高 hf齿高齿高 h分度圆直径分度圆直径 d齿顶圆直径齿顶圆直径 da齿根圆直径齿根圆直径 df中心距中心距 apn = = mnha = mnhf =1.25 mnh =2.25 mnd = mn Z / cos da= mn ( (Z+ +2) )df = mn ( (Z- -2.5) )a = mn ( (Z1 1+ +Z2 2)/)/2 cos 资资 讯讯4. 圆柱齿轮的规定画法圆柱齿轮的规定画法 图图7- -28 圆柱齿轮的规定画法圆柱齿轮的规定画法 (1) 单个齿轮的规定画法单个齿轮的规定画法 齿顶圆和齿顶
39、线用粗实线绘制，分度圆和分度线用点画线绘制，齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制，分度圆和分度线用点画线绘制，齿根圆和齿根线用细实线绘制齿根圆和齿根线用细实线绘制( (可省略不画可省略不画) )。在齿轮的剖视图中，。在齿轮的剖视图中，齿根线用粗实线表示，且轮齿按不剖绘制。齿根线用粗实线表示，且轮齿按不剖绘制。 对于斜齿和人字齿圆柱齿轮，可采用半剖视图画法，并在视图对于斜齿和人字齿圆柱齿轮，可采用半剖视图画法，并在视图中用三条细实线表示齿形。中用三条细实线表示齿形。 资资 讯讯图图7- -29 圆柱齿轮啮合的规定画法圆柱齿轮啮合的规定画法 (2) 圆柱齿轮啮合的规定画法圆柱齿轮啮合的规定画法 在投影为圆的
40、视图中，齿顶圆用粗实线绘制，两齿轮的分度圆相切，在投影为圆的视图中，齿顶圆用粗实线绘制，两齿轮的分度圆相切，齿根圆可省略，啮合区内的齿顶圆也可省略不画。齿根圆可省略，啮合区内的齿顶圆也可省略不画。 在投影为非圆的视图中，啮合区内的两齿轮分度线重合，一齿轮的齿在投影为非圆的视图中，啮合区内的两齿轮分度线重合，一齿轮的齿顶线用粗实线绘制，另一齿轮的齿顶线则画成虚线，且齿顶线与齿根线之顶线用粗实线绘制，另一齿轮的齿顶线则画成虚线，且齿顶线与齿根线之间有间有0.25 m（模数）（模数）的间隙，被遮挡的齿顶线也可省略不画。的间隙，被遮挡的齿顶线也可省略不画。图图7- -30 圆柱齿轮零件图圆柱齿轮零件图
41、 图图7- -30所示为圆柱齿轮零件图。所示为圆柱齿轮零件图。 7.2.2 直齿锥齿轮直齿锥齿轮 图图7- -31 锥齿轮各部分名称及代号锥齿轮各部分名称及代号 1. 直齿锥齿轮各部分名称及代号直齿锥齿轮各部分名称及代号 锥齿轮用于两相交轴间的运动传递，两齿轮轴线一般为锥齿轮用于两相交轴间的运动传递，两齿轮轴线一般为90。锥。锥齿轮各部分名称及代号如图齿轮各部分名称及代号如图7- -31所示。所示。 2. 直齿锥齿轮各部分的尺寸计算公式直齿锥齿轮各部分的尺寸计算公式 由于锥齿轮的轮齿分布在圆锥面上，所以轮齿的齿形沿齿宽方向由于锥齿轮的轮齿分布在圆锥面上，所以轮齿的齿形沿齿宽方向逐渐变化。为便于
42、设计和制造，逐渐变化。为便于设计和制造，标准规定，锥齿轮的大端模数为标标准规定，锥齿轮的大端模数为标准值。准值。 锥齿轮各部分的尺寸计算公式见表锥齿轮各部分的尺寸计算公式见表7- -7。 表表7- -7 标准锥齿轮各部分尺寸计算公式标准锥齿轮各部分尺寸计算公式 2 sinmZZsintan2aZ sintan4 .2f3Rhf =1.2mh =2.2md = mZda = m (Z+2cos)df = m (Z- -2.4cos)R =当当1+2=90时，时，1=902a = + af = - - f b基本参数：模数基本参数：模数 m 齿数齿数 Z 分度圆锥角分度圆锥角名称及代号名称及代号计
43、算公式计算公式名称及代号名称及代号计算公式计算公式齿顶高齿顶高 ha齿根高齿根高 hf齿高齿高 h分度圆直径分度圆直径 d齿顶圆直径齿顶圆直径 da齿根圆直径齿根圆直径 df外锥距外锥距 R 齿顶角齿顶角a齿根角齿根角f分度圆锥角分度圆锥角顶锥角顶锥角a根锥角根锥角f齿宽齿宽 bha = m图图7- -32 单个锥齿轮的规定画法单个锥齿轮的规定画法 3. 直齿锥齿轮的规定画法直齿锥齿轮的规定画法(1) 单个锥齿轮的规定画法单个锥齿轮的规定画法 在全剖的主视图中，轮齿按不剖绘制。左视图用粗实线画出大在全剖的主视图中，轮齿按不剖绘制。左视图用粗实线画出大端和小端的齿顶圆，用点画线画出大端的分度圆。
44、而大端的齿根端和小端的齿顶圆，用点画线画出大端的分度圆。而大端的齿根圆、小端的齿根圆和分度圆均不画出。圆、小端的齿根圆和分度圆均不画出。 锥齿轮上的其他结构仍应按投影原理绘制。锥齿轮上的其他结构仍应按投影原理绘制。 图图7- -33 锥齿轮的画图步骤锥齿轮的画图步骤 单个锥齿轮的画图步骤单个锥齿轮的画图步骤: (a) (a) (b) (b) (c) (c) (d) (d) 图图7- -34 锥齿轮零件图锥齿轮零件图 图图7- -34所示为锥齿轮零件图。所示为锥齿轮零件图。 图图7- -35 锥齿轮的啮合画法锥齿轮的啮合画法 (2) 锥齿轮啮合的规定画法锥齿轮啮合的规定画法 两啮合的锥齿轮分度圆
45、应相切，两齿轮的分度圆锥角两啮合的锥齿轮分度圆应相切，两齿轮的分度圆锥角1和和2互互为余角。为余角。啮合区的画法同圆柱齿轮。啮合区的画法同圆柱齿轮。 图图7- -36 锥齿轮啮合的画图步骤锥齿轮啮合的画图步骤 锥齿轮啮合的画图步骤：锥齿轮啮合的画图步骤： (a) (a) (b) (b) (c) (c) (d) (d) 图图7- -37 蜗杆与蜗轮蜗杆与蜗轮 7.2.3 蜗杆与蜗轮蜗杆与蜗轮 蜗杆与蜗轮的轴线为垂直交叉的，传动时蜗杆为主动件。蜗杆与蜗轮的轴线为垂直交叉的，传动时蜗杆为主动件。 蜗杆类似于梯形螺杆，有单线和多线之分。如单线蜗杆，其转动蜗杆类似于梯形螺杆，有单线和多线之分。如单线蜗杆
46、，其转动一周，蜗轮只转过一个齿，因此两者的传动可以得到很大的传动比一周，蜗轮只转过一个齿，因此两者的传动可以得到很大的传动比（也称速比）。（也称速比）。传动比传动比 i 的计算公式为的计算公式为 12蜗杆头数蜗轮齿数蜗轮转速蜗杆转速ZZnn21i = 1. 蜗杆、蜗轮的主要参数及尺寸计算蜗杆、蜗轮的主要参数及尺寸计算 (1) 模数模数 m 为便于设计和制造，规定以蜗杆的轴向模数为便于设计和制造，规定以蜗杆的轴向模数 mx和蜗轮的端面模和蜗轮的端面模数数 mt 为标准模数。为标准模数。 一对啮合的蜗杆蜗轮其模数应相等，即一对啮合的蜗杆蜗轮其模数应相等，即 m = mx = mt。标准模数值见表标
47、准模数值见表7- -8。 表表7- -8 轴向模数轴向模数 mx 与蜗杆直径系数与蜗杆直径系数 q 模数模数mx蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径d1蜗杆直径系数蜗杆直径系数q模数模数mx蜗杆分度圆直径蜗杆分度圆直径d1蜗杆直径系数蜗杆直径系数q1.2520164401022.417.927117.751.62012.5550102817.59018 222.411.26.3631035.517.7511217.7782.52811.2 88010451814017.53.1535.511.27 109095617.77816016图图7- -38 导程角、分度圆直径与导程导程角、分度圆直径与导程
48、(2) 蜗杆直径系数蜗杆直径系数 q 为了减少加工蜗杆的滚刀数目，在规定标准模数的同时，对每一模数为了减少加工蜗杆的滚刀数目，在规定标准模数的同时，对每一模数值的蜗杆所对应的分度圆直径也作了相应规定，使蜗杆分度圆直径值的蜗杆所对应的分度圆直径也作了相应规定，使蜗杆分度圆直径 d1与与轴向模数轴向模数 mx 之比为一标准值，该值称为蜗杆的直径系数，用字母之比为一标准值，该值称为蜗杆的直径系数，用字母 q 表示。表示。 q = = d1/ /mx 则：则： d1 = = mx q蜗杆直径系数蜗杆直径系数 q与轴向模数与轴向模数 mx的数值关系见表的数值关系见表7- -8。(3) 导程角导程角 在蜗
49、杆的轴向模数在蜗杆的轴向模数 mx 及直径系数及直径系数 q 选定的情况下，导程角选定的情况下，导程角 与蜗杆头与蜗杆头数数 Z1有关。有关。 导程角、导程和分度圆直径的关系，即导程角、导程和分度圆直径的关系，即 tan = 导程分度圆周长= 蜗杆头数 轴向齿距分度圆周长1x111Z PZmZdmqq图图7- -39 蜗杆蜗杆 (4) 中心距中心距 a 蜗轮与蜗杆两轴的中心距蜗轮与蜗杆两轴的中心距 a与模数与模数 m、蜗杆直径系数、蜗杆直径系数 q及蜗轮齿及蜗轮齿数数 Z2的关系为的关系为 )(22221qZmddax蜗杆各部分名称如图蜗杆各部分名称如图7- -39所示。所示。 蜗杆计算公式见
50、表蜗杆计算公式见表7- -9。 表表7- -9 蜗杆各部分的尺寸计算公式蜗杆各部分的尺寸计算公式 qZ1tanxmZbZ），当21106. 011()21 (x21109. 05 .12()43(mZbZ），当Px = mxPz = Z1Px名称及代号名称及代号计算公式计算公式名称及代号名称及代号计算公式计算公式分度圆直径分度圆直径 d1齿顶高齿顶高 ha1齿根高齿根高 hf1齿高齿高 h1齿顶圆直径齿顶圆直径 da1齿根圆直径齿根圆直径 df1d1=mxqha1=mxha1=1.2mx h1 = ha1+hf1=2.2mxda1= d1+ 2ha1= d1+2mxdf1 = d1- - 2h