机械制图与CAD教案第六章标准件与常用件.docx

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机械制图与CAD教案第六章标准件与常用件

XXXXXXXXXXXXXX学院

教案

系（部）

教研室

课程名称机械制图与CAD

授课对象

授课教师

职称职务

教材名称《机械制图与CAD》

20～20学年度第1学期

教务处监制

《机械制图》课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

第六章标准间与常用件

授课时间和班级

班级名称

课时安排

2课时

年月日星期

第周第节次

年月日星期

第周第节次

教学目的、要求（分了解、熟悉、掌握三个层次）：

1.了解标准件的总类；

2.熟悉滚动轴承的种类、用途和规定画法；

3.熟悉弹簧的种类、用途和规定画法；

4.掌握螺纹的规定画法；

5.掌握螺纹紧固件的规定标记及连接画法；

6.掌握键连接的装配画法；

7.掌握齿轮、蜗杆的画法

教学重点和难点：

重点：

1.螺纹的规定画法；

2.常用螺纹紧固件的画法；

3.直齿圆柱齿轮的画法、尺寸标注；

难点：

1.螺纹紧固件的画法；

授课类型（如理论、讨论、实验、练习等）：

理论

教学方式（如讲授、讨论、示教、指导、案例、项目等教学方法）：

讲授、案例

教学资源（如多媒体、模型、实物、挂图、音像等）：

多媒体

6.1螺纹

螺纹是在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线形成的具有相同剖面形状（如等边三角形、正方形、梯形、锯齿形……）的连续凸起和沟槽。

在圆柱或圆锥外表面所形成的螺纹称为外螺纹，在圆柱或圆锥内表面所形成的螺纹称为内螺纹。

用于连接的螺纹称为连接螺纹;用于传递运动或动力的螺纹称为传动螺纹。

一、螺纹的形成和基本要素

1.螺纹的形成

各种螺纹都是根据螺旋线原理加工而成，螺纹加工大部分采用机械化批量生产。

小批量、单件产品，外螺纹可采用车床加工。

内螺纹可以在车床上加工，也可以先在下件上钻孔，再用丝锥攻制而成。

2.螺纹的基本要素

螺纹的基本要素包括牙型、直径（大径、小径、中径）、螺距和导程、线数、旋向等。

（1）牙型。

在通过螺纹轴线的剖面上，螺纹的轮廓形状称为螺纹牙型。

（2）螺纹的直径。

螺纹的直径有大径（公称直径）、小径、中径，如图6一1所示。

大径d、D—指与外螺纹的牙顶或内螺纹的牙底相切的假想圆柱或圆锥的直径。

内螺纹的大径用大写字母表示，外螺纹的大径用小写字母表示。

小径d1、D1—指与外螺纹的牙底或内螺纹的牙顶相切的假想圆柱或圆锥的直径。

中径d2、D2—指一个假想的圆柱或圆锥直径，该圆柱或圆锥的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方.

公称直径—代表螺纹尺寸的直径，指螺纹大径的基本尺寸。

（3）线数。

形成螺纹的螺旋线条数称为线数，线数用字母n表示。

沿一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹，沿两条以上螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹，如图6一2所示。

（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，螺距用字母P表示;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，导程用字母Ph。

表示，如图6一2所示。

线数n,螺距P和导程Ph之间关系为:

（5）旋向。

螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹两种。

顺时针旋转时旋入的螺纹是右旋螺纹;逆时针旋转时旋入的螺纹是左旋螺纹，如图6一3所示。

工程上常用右旋螺纹。

二、螺纹的规定画法和标注

（1）外螺纹的画法。

外螺纹的大径用粗实线表示，小径用细实线表示。

螺纹小径按大径的0.85倍绘制。

在不反映圆的视图中，小径的细实线应画入倒角内，螺纹终止线用粗实线表示，如图6一4（a）所示。

当需要表示螺纹收尾时，螺纹尾部的小径用与轴线成30°的细实线绘制，如图6一4（b）所示。

在反映圆的视图中，表示小径的细实线圆只画约3/4圈，螺杆端面上的倒角圆省略不画，如图6一4（a）（b）（c）所示。

剖视图中的螺纹终止线和剖面线画法如图6一4（c）所示.

（2）内螺纹的画法。

内螺纹通常采用剖视图表达，在不反映圆的视图中，大径用细实线表示，小径和螺纹终止线用粗实线表示，且小径取大径的0.85倍，注意剖面线应画到粗实线;若是盲孔，终止线到孔的末端的距离可按0.5倍大径绘制;在反映圆的视图中，大径用约3/4圈的细实线圆弧绘制，孔口倒角圆不画，如图6一5（a）（b）所示。

当螺孔相交时，其相贯线的画法如图6一5（c）所示。

当螺纹的投影不可见时，所有图线均画成细虚线，如图6一5（d）所示。

（3）内、外螺纹旋合的画法。

只有当内、外螺纹的五项基本要素相同时，内、外螺纹才能进行连接。

用剖视图表示螺纹连接时，旋合部分按外螺纹的画法绘制，未旋合部分按各自原有的画法绘制。

如图6一6和图6一7所示。

画图时必须注意:

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;在剖切平面通过螺纹轴线的剖视图中，实心螺杆按不剖绘制。

（4）螺纹牙型的表示法。

螺纹的牙型一般不需要在图形中画出，当需要表示螺纹的牙型时，可按图6一8的形式绘制.

（5）圆锥螺纹画法。

具有圆锥螺纹的零件，其螺纹部分在投影为圆的视图中，只需画出一端螺纹视图，如图6一9所示.

三、识读螺纹标记

螺纹的规定画法不能表达螺纹的种类及参数，为了区别不同形式和尺寸的螺纹，应在图样上按国家标准规定的格式和相应的代号进行标注。

标准螺纹的完整标记如下:

特征代号公称直径X螺距旋向一螺纹公差带代号一旋合长度代号

1.普通螺纹

普通螺纹用尺寸标注形式注在内、外螺纹的大径上，其标注的具体项目和格式如下:

螺纹代号公称直径x螺距旋向一中径公差带代号顶径公差带代号一旋合长度代号

2.传动螺纹

传动螺纹主要指梯形螺纹和锯齿形螺纹，它们也用尺寸标注形式，注在内外螺纹的大径上，其标注的具体项目及格式如下:

螺纹代号公称直径x导程（P螺距）旋向一中径公差带代号一旋合长度代号

3.管螺纹

管螺纹的标记必须标注在大径的引出线上。

常用的管螺纹分为螺纹密封的管螺纹和非螺纹密封的管螺纹。

这里要注意，管螺纹的尺寸代号并不是指螺纹大径，也不是管螺纹本身任何一个直径，是指管螺纹用于管子孔径英寸的近似值其大径和小径等参数可从有关标准中查出。

管螺纹标注的具体项目及格式如下:

螺纹密封管螺纹代号:

螺纹特征代号尺寸代号x旋向代号

非螺纹密封管螺纹代号:

螺纹特征代号尺寸代号公差等级代号一旋向代号

螺纹密封螺纹又分为:

与圆柱内螺纹相配合的圆锥外螺纹。

6.2螺纹紧固件

一、常用螺纹紧固件的种类和标记

常用螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈，如图6一10所示。

它们的结构、尺寸都已分别标准化，称为标准件，使用或绘图时，可以从相应标准中查到所需的结构尺寸。

1.螺栓

螺栓由头部及杆部两部分组成，头部形状以六角形的应用最广。

决定螺栓的规格尺寸为螺纹公称直径d及螺栓长度L，选定一种螺栓后，其他各部分尺寸可根据有关标准查得。

螺栓的标记形式:

名称标准代号特征代号公称直径x公称长度

2.双头螺柱

双头螺柱的两头制有螺纹，一端旋人被连接件的预制螺孔中，称为旋人端;另一端与螺母旋合，紧固另一个被连接件，称为紧固端。

双头螺柱的规格尺寸为螺柱直径d及紧固端长度L，其他各部分尺寸可根据有关标准查得。

双头螺柱的标记形式:

名称标准代号特征代号公称直径x公称长度

3.螺母

螺母通常与螺栓或螺柱配合着使用，起连接作用，以六角螺母应用最广。

螺母的规格尺寸为螺纹公称直径D，选定一种螺母后，其各部分尺寸可根据有关标准查得。

螺母的标记形式:

名称标准代号特征代号公称直径

4.垫圈

垫圈通常垫在螺母和被连接件之间，日的是增加螺母与被连接零件之间的接触面，保护被连接件的表面不致因拧螺母而被刮伤。

垫圈分为平垫圈和弹簧垫圈，弹簧垫圈还可以防止因振动而引起的螺母松动。

选择垫圈的规格尺寸为螺栓直径d,垫圈选定后，其各部分尺寸可根据有关标准查得。

平垫圈的标记形式:

名称标准代号规格尺寸一性能等级

5.螺钉

螺钉按使用性质可分为连接螺钉和紧定螺钉两种，连接螺钉的一端为螺纹，另一端为头部。

紧定螺钉主要用于防止两相配零件之间发生相对运动的场合。

螺钉规格尺寸为螺钉直径d及长度L，可根据需要从标准中选用。

螺钉的标记形式:

名称标准代号特征代号公称直径x公称长度

、常用螺纹紧固件及连接图画法

1.螺栓连接

螺栓用来连接两个不太厚并能钻成通孔的零件，并与垫圈、螺母配合进行连接。

如图6一11所示.

（1）螺栓连接中的紧固件画法。

螺栓连接的紧固件有螺栓、螺母和垫圈。

紧固件一般用比例画法绘制。

所谓比例画法就是以螺栓上螺纹的公称直径为主要参数，其余各部分结构尺寸均按与公称直径成一定比例关系绘制。

（2）螺栓连接的画法。

用比例画法画螺栓连接的装配图时，应注意以下几点:

①两零件的接触表面只画一条线，并不得加粗。

凡不接触的表面，不论间隙大小，都应画出间隙（如螺栓和孔之间应画出间隙）。

②剖切平面通过螺栓轴线时，螺栓、螺母、垫圈可按不剖绘制，仍画外形。

必要时，可采用局部剖视。

③两零件相邻接时，不同零件的剖面线方向应相反，或者方向一致而间隔不等。

④螺栓长度，，根据上式的估计值，然后选取与估算值相近的标准长度值作为L值。

⑤被连接件上加工的螺栓孔直径稍大于螺栓直径，取1.1d。

2.螺柱连接

当两个被连接件中有一个很厚，或者不适合用螺栓连接时，常用双头螺柱连接。

双头螺柱两端均加工有螺纹，一端与被连接件旋合，另一端与螺母旋合，如图6一12（a）所示。

用比例画法绘制双头螺柱的装配图时应注意以下几点:

（1）旋入端的螺纹终止线应与结合面平齐，表示旋入端已经拧紧。

（2）旋入端的长度bm要根据被旋入件的材料而定。

（3）旋入端的螺孔深度取\钻孔深度取如图6一12（b）所示.

（4）螺柱的公称长度，选取与估算值相近的标准长度值作为L值。

双头螺柱连接的比例画法见图6一12（b）所示.

3.螺钉连接

螺钉连接一般用于受力不大又不需要经常拆卸的场合，如图6一13示。

用比例画法绘制螺钉连接，其旋入端与螺柱相同，被连接板的孔部画法与螺栓相同，被连接板的孔径取1.ld。

螺钉的有效长度，并根据标准校正。

画图时注意以下两点:

（1）螺钉的螺纹终止线不能与结合面平齐，而应画在盖板的范围内。

（2）具有沟槽的螺钉头部，在主视图中应被放正，在俯视图中规定画成45°倾斜。

6.3健连接、销连接

一、键连接

1.键连接的作用和种类

键主要用于轴和轴上的零件（如带轮、齿轮等）之间的连接，起着传递扭矩的作用。

键的种类很多，常用的有普通平键、半圆键和钩头楔键三种。

2.键的种类

常用的键有普通平键、半圆键、钩头锲键、花键。

3.普通平键的种类和标记

普通平键根据其头部结构的不同可以分为圆头普通平键（A型）、平头普通平键（B型）、和单圆头普通平键（C型）三种形式。

普通平键的标记格式和内容为:

键型代号宽度x长度标准代号，其中A型可省略键型代号。

4.普通平键、半圆键及钩头斜键的连接画法

采用普通平键连接时，键的长度L和宽度b要根据轴的直径d和传递的扭矩大小从标准中选取适当值。

轴和轮毅上的键槽的表达方法及尺寸如图6一14所示。

在装配图上，普通平键的连接画法如图6一15所示

平键和半圆键的侧面是工作面，两侧面应与轴和轮毅接触，底面与轴接触，在其连接画法中均只画一条线;而键的顶面与轮毅孔键槽顶面之间有间隙，应画两条线。

钩头楔键因其顶面与轮毅孔键槽顶面之间没有间隙，其连接画法中只画一条线。

5.花键的画法

花键可传递更大的扭矩。

分为矩形花键和渐开线花键，矩形花键应用最广。

外花键的规定画法：

大径用粗实线，小径用细实线，工件长度终止线和尾部长度的末端均用细实线绘制，小径尾部则画成与轴线成30°的斜线。

垂直于轴线的视图采用剖视图，画出一部分或全部齿形。

内花键的规定画法：

在平行于轴线的投影面上采用剖视图，大径、小径均用粗实线绘制，并用局部视图画出一部分或全部齿形。

花键连接一般用剖视图，其连接部分按外花键绘制。

二、销连接

销主要用来固定零件之间的相对位置，起定位作用，也可用于轴与轮毅的连接，传递不大的载荷，还可作为安全装置中的过载剪断元件。

销的常用材料为35钢、45钢。

销有圆柱销和圆锥销两种基本类型，这两类销均已标准化。

圆柱销利用微量过盈固定在销孔中，经过多次装拆后，连接的紧固性及精度降低，故只宜用于不常拆卸处。

圆锥销有1:

50的锥度，装拆比圆柱销方便，多次装拆对连接的紧固性及定位精度影响较小，因此应用广泛。

销连接的画法如图6一16所示。

6.4齿轮

一、直齿圆柱齿轮

1.直齿圆柱齿轮各部分的名称及参数

直齿圆柱齿轮各部分的名称及参数如图6一17所示。

（1）齿数z—齿轮上轮齿的个数。

（2）齿顶圆直径da—通过齿顶的圆柱面直径。

（3）齿根圆直径dr—通过齿根的圆柱面直径。

（4）分度圆直径d—分度圆直径是齿轮设计和加工时的重要参数。

分度圆是一个假想的圆，在该圆上齿厚、与槽宽。

相等，它的直径称为分度圆直径。

（5）齿高h—齿顶圆和齿根圆之间的径向距离。

（6）齿顶高ha—齿顶圆和分度圆之间的径向距离。

（7）齿根高hf—分度圆与齿根圆之间的径向距离。

（8）齿距P—在分度圆上，相邻两齿对应齿廓之间的弧长。

（9）齿厚s—在分度圆上，一个齿的两侧对应齿廓之间的弧长。

（10）槽宽e—在分度圆上，一个齿槽的两侧相应齿廓之间的弧长。

（11）模数m

（12）压力角α—相互啮合的一对齿轮，其受力方向（齿廓曲线的公法线方向）与运动方向之间所夹的锐角，称为压力角。

（13）中心距a—两啮合齿轮轴线之间的距离。

2.直齿圆柱齿轮的尺寸计算

在已知模数m和齿数z时，齿轮轮齿的其他参数均可按公式计算出来。

3.直齿圆柱齿轮的规定画法

（1）单个齿轮的画法。

单个齿轮一般用两个视图表示。

国家标准规定齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制，分度圆和分度线用细点画线表示，齿根圆和齿根线用细实线绘制（也可以省略不画）。

在剖视图中，齿根线用粗实线绘制，并不能省略。

当剖切平面通过齿轮轴线时，轮齿一律按不剖绘制。

（2）一对齿轮啮合的画法。

一对齿轮的啮合图，一般可以采用两个视图表达，在垂直于圆柱齿轮轴线的投影面的视图中（反映为圆的视图），啮合区内的齿顶圆均用粗实线绘制，分度圆相切。

也可用省略画法。

在不反映圆的视图上，啮合区的齿顶线不需画出，分度线用粗实线绘制。

采用剖视图表达时，在啮合区内将一个齿轮的齿顶线用粗实线绘制，另一个齿轮的轮齿被遮挡，其齿顶线用虚线绘制。

二、直齿圆锥齿轮

1.直齿圆锥齿轮各部分的名称

由于圆锥齿轮的轮齿加工在圆锥面上，所以圆锥齿轮在齿宽范围内有大、小端之分。

为了计算和制造方便，国家标准规定以大端为准。

在圆锥齿轮上，有关的名称和术语有:

齿顶圆锥面（顶锥）、齿根圆锥面（根锥）、分度圆锥面（分锥）、背锥面（背锥）、前锥面（前锥）、分度圆锥角δ,齿高h,齿顶高ha及齿根高hf等.

2.直齿圆锥齿轮的画法

单个圆锥齿轮画法如图6一18所示。

3.圆锥齿轮的啮合图画法

圆锥齿轮的啮合图画法如图6一19所示.

三、蜗杆、蜗轮

1.蜗杆的规定画法

蜗杆的形状如梯形螺杆，轴向剖面齿形为梯形，顶角为40°，一般用一个视图表达。

它的齿顶线、分度线、齿根线画法与圆柱齿轮相同，牙型可用局部剖视或局部放大图画出。

2.蜗轮的规定画法

蜗轮的画法与圆柱齿轮基本相同。

在投影为圆的视图中，轮齿部分只需画出分度圆和齿顶圆，其他圆可省略不画，其他结构形状按投影绘制。

3.杆、蜗轮的啮合画法

蜗杆、蜗轮的啮合画法，如图6一20所示。

在主视图中，蜗轮被蜗杆遮住的部分不必画出在左视图中蜗轮的分度圆与蜗杆的分度线应相切。

6.5滚动轴承

滚动轴承的结构一般由四部分组成。

外圈—装在机体或轴承座内，一般固定不动。

内圈—装在轴上，与轴紧密配合且随轴转动。

滚动体—装在内外圈之间的滚道中，有滚珠、滚柱、滚锥等类型。

保持架—用来均匀分隔滚动体，防止滚动体之间相互摩擦与碰撞。

滚动轴承按承受载荷的方向可分为以下三种类型:

向心轴承—主要承受径向载荷，常用的向心轴承如深沟球轴承。

推力轴承—只承受轴向载荷，常用的推力轴承如推力球轴承。

向心推力轴承—同时承受轴向和径向载荷，常用的如圆锥滚子轴承。

二、滚动轴承的代号

滚动轴承的代号一般打印在轴承的端面上，由基本代号、前置代号和后置代号三部分组成，排列顺序如下:

前置代号基本代号后置代号

1.基本代号

基本代号表示滚动轴承的基本类型、结构及尺寸，是滚动轴承代号的基础。

基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号和内径代号构成（滚针轴承除外），其排列顺序如下:

类型代号尺寸系列代号内径代号

2.前置代号和后置代号

前置代号和后置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、右添加的补允代号。

三、滚动轴承的画法

1.简化画法

用简化画法绘制滚动轴承时，应采用通用画法和特征画法。

但在同一图样中，一般只采用其中的一种画法。

（1）通用画法。

在剖视图中，当不需要确切地表示滚动轴承的外形轮廓、载荷特性、结构特征时，可用矩形线框以及位于线框中央正立的十字形符号来表示。

矩形线框和十字形符号均用粗实线绘制，十字形符号不应与矩形线框接触。

（2）特征画法。

在剖视图中，如果需要比较形象地表示滚动轴承的结构特征时，可采用在矩形线框内画出其结构要素符号的方法表示。

特征画法的矩形线框、结构要素符号均用粗实线绘制。

2.规定画法

必要时，滚动轴承可采用规定画法绘制。

采用规定画法绘制滚动轴承的剖视图时，轴承的滚动体不画剖面线，其各套圈等可画成方向和间隔相同的剖面线，滚动轴承的保持架及倒角等可省略不画。

规定画法一般绘制在轴的一侧，另一侧按通用画法绘制。

规定画法中各种符号、矩形线框和轮廓线均用粗实线绘制。

6.6弹簧

一、常见弹簧种类

弹簧的种类很多，使用较多的是圆柱螺旋弹簧，如图6一21所示。

二、圆柱螺旋压缩弹簧各部分的名称及尺寸计算

（1）簧丝直径d—制造弹簧所用金属丝的直径

（2）弹簧外径D—弹簧的最大直径

（3）弹簧内径D1—弹簧的内孔直径，即弹簧的最小直径。

（4）弹簧中径D2—弹簧轴剖面内簧丝中心所在柱面的直径，既弹簧的平均直径。

（5）有效圈数n—保持相等节距且参与工作的圈数。

（6）支承毗n2一为了使弹簧工作平衡，端面受力均匀，制造时将弹簧两端的3/4~5/4圈压紧靠实，并磨出支承平面。

这些圈主要起支承作用，所以称为支承圈。

支承圈数n2表示两端支承圈数的总和。

一般有1.5、2、2.5圈三种。

（7）总圈数nl—有效圈数和支承圈数的总和，即。

（8）节距t—相邻两有效圈上对应点间的轴向距离。

（9）自由高度H0—未受载荷作用时的弹簧高度（或长度），

（10）弹簧的展开长度L—制造弹簧时所需的金属丝长度，

（11）旋向—与螺旋线的旋向意义相同，分为左旋和右旋两种。

三、圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法

1.弹簧的画法

GB/T4459.4-2003对弹簧的画法作了如下规定:

（1）在平行于螺旋弹簧轴线的投影面的视图中，其各圈的轮廓应画成直线。

（2）有效圈数在四圈以上时，可以每端只画出1~2圈（支承圈除外），其余省略不画。

（3）螺旋弹簧均可画成右旋，但左旋弹簧不论画成左旋或右旋，均需注写旋向“左”字。

（4）螺旋压缩弹簧如要求两端并紧且磨平时，不论支承圈多少均按支承圈2.5圈绘制，必要时也可按支承圈的实际结构绘制。

2.装配图中弹簧的简化画法

在装配图中，弹簧被看做实心物体，因此，被弹簧挡住的结构一般不画出。

可见部分应画至弹簧的外轮廓或弹簧的中径处，如图6一22（a）（b）所示。

当簧丝直径在图形上小于或等于2㎜并被剖切时，其剖面可以涂黑表示，如图6一22（b）所示。

也可采用示意画法，如图6一22（c）所示.

课后训练项目：

教学后记：

学生出勤情况登记

迟到（早退）

旷课

请假（事假、病假）

教研室主任审签

教学体会

（注：

授完本课程后填写）

一、本课程在教学过程中的成功经验：

二、本课程在教学过程中存在需改进的问题：

三、对本课程的建议：

四、系、部主任或教研室主任验收意见：

四川希望汽车职业学院学生平时成绩登记表

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专业：

班级：

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总分

四川希望汽车职业学院教务处制