第九章 常用件的表示法
在机器设备的装配和安装过程中，需要大量使用螺栓、螺母等螺纹紧固件以及键、销等，同时，在机器传动、支承和防震等方面，还广泛采用齿轮、滚动轴承和弹簧．以上各种机件统称为常用件．由于常用件使用广泛，为了便于生产、使用和简化设计，对其中一些常用件的结构要素、形状大小和规格，国家都制订了标准，例如螺纹紧固件就是这样．有一些常用件，例如键、销和滚动轴承，在使用中必须保证互换性，国家还对它们制订了严格的公差配合要求．由于螺纹紧固件、键、销和滚动轴承已经全部标准化，因此这类机件又称为标准件．齿轮只有其上的轮齿的结构是标准的，而且轮齿的重要参数也作了系列化，齿轮其它部分的结构、尺寸等，国家不作统一规定．
对于所有的常用件，国家都制订了规定画法，特别是对螺纹紧固件、键、销和滚动轴承等标准件，还给它们制订了代号和标记，根据代号和标记，可以从相应的国家标准 (GB)中查出其全部尺寸．本章将对常用件作摘要介绍．
§9.1 螺纹和螺纹紧固件
一 螺纹的形成
设想有一个平面图形绕一圆柱体作螺旋运动，同时与圆柱轴线保持在同一平面上，这个平面图形的运动轨迹便形成了螺纹．改变这个平面图形的形状，便可得到不同的螺纹．图9.1表示一个三角形绕圆柱体作螺旋运动时形成三角形螺纹的原理．
图9.1 三角形螺纹形成的原理
在外圆柱上形成的螺纹叫外螺纹，在圆柱孔内形成的螺纹叫内螺纹．车削外螺纹是在车床上进行的．此时，工件作等速旋转运动，车刀作等速轴向运动，当车刀切入工件时，车刀刀尖便在工件上切出一定形状和深度的螺旋沟槽，这就是螺纹如图9.2(a)所示．加工孔径较大的内螺纹也在车床上进行如图9.2(b)所示，不过，使用的车刀是弯头的．这时，车刀刀头代替了图9.1中形成螺纹的那个平面图形，把车刀刀头磨成不同的几何形状，便得到不同的螺纹．
(a) 车削外螺纹 (b) 车削内螺纹
图9.2 车削螺纹
加工孔径较小的螺纹时，先用钻头在工件上钻出底孔，再用直径比钻头稍大的丝锥 在孔里加工出螺纹 (图9.3) ．无论加工外螺纹或内螺纹，车刀退出工件时，螺纹便逐渐变浅，这部分螺纹称为螺尾．
(a)钻孔 (b)攻丝 图9.3 用丝锥加工内螺纹
二 螺纹的结构要素
螺纹的结构要素有：
(一) 牙型 在通过螺纹轴线的剖面上得到的轮廓形状，称为螺纹的牙型．根据车刀刀头磨成的形状，可以得到三角形、梯形、锯齿形和矩形等牙型．其中前三种牙型都有代号表示，称为特征代号．显然，在螺尾处，螺纹的牙型是不完整的．
(二) 螺纹直径 如图9.4所示，螺纹直径有大径、中径和小径．直径符号大写用于内螺纹，小写用于外螺纹．
大径 (D ，d ) 与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径．代号为D
(内螺纹) 、d (外螺纹) ．外螺纹的牙顶在大径圆柱面上，内螺纹则牙底在大径圆柱面上．
小径 (D l ，d 1) 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径．代号为D 1 (内螺纹) 、d l (外螺纹) ．外螺纹的牙底在小径圆柱面上，内螺纹则牙顶在小径圆柱面上．
图9.4 螺纹各部分名称和代号
中径 (D 2，d 2) 为一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等之处．此假想圆柱称为中径圆柱，其母线称为中径线，其直径称为螺纹的中径．代号为D 2 (内螺纹) 、d 2 (外螺纹) ．
代表螺纹规格尺寸的直径称为公称直径，一般是指螺纹的大径．当螺纹的牙型和大径确定之后，小径和中径也随之确定．
(三) 螺距 (P ) 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，用P 表示．
(四) 线数 (n ) 沿一条螺旋线所形成的螺纹称为单线螺纹；沿两条或两条以上螺旋线所形成的螺纹称为多线螺纹．螺旋线的数目称为线数，用n 表示 (图9.5) ．
(a) 单线螺纹 (b)双线螺纹 图9.5 螺纹的线数、导程和螺距
(五) 导程 (S ) 同一条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，用S 表示．从图9.5可以看出，螺纹的线数、导程和螺距有如下关系：
S ＝n · P
当螺纹为单线时，n ＝1，于是S ＝P ，即导程等于螺距．
(六) 旋向 与螺旋线分左右旋一样，螺纹也分右旋和左旋两种：顺时针方向旋入的螺纹称为右旋螺纹；逆时针方向旋入的螺纹称为左旋螺纹，见图9.6．
(a) 左旋 (b)右旋
图9.6 螺纹的旋向
内、外螺纹的六个要素完全相同，它们才能旋合在一起． 三 螺纹的种类
根据用途，螺纹可分为连接螺纹和传动螺纹．按牙型来分，有三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和矩形螺纹，三角形螺纹用于连接，后三种螺纹用于传动．按螺纹牙型、大径、螺距是否符合标准规定，可分标准螺纹 (牙型、大径、螺距都符合标准) 、特殊螺纹 (牙型符合标准，大径或螺距不符合标准) 和非标准螺纹 (牙型不符合标准) ．
牙型为60°三角形的标准螺纹称为普通螺纹，又分为粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹两种．同一公称直径的普通螺纹，有大小几种不同的螺距，具有最大螺距的称为粗牙普通螺纹，其余较小螺距的称为细牙普通螺纹 (附录：附表1) ．
表9.1列出了几种常用的标准螺纹．
表9.1 常用标准螺纹的种类
螺纹 种类
特征代号
牙型及内、外螺纹旋合的放大图
说 明
连接螺纹
普通螺纹
牙型是等边三角形，牙型角是60°．普通螺纹分为粗牙和细牙两种，其区别在于：大径相同的条件下，细牙螺纹螺距比粗牙螺纹的螺距小．粗牙螺纹用于一般的零件连接，细牙螺纹用于细小、精密的零件和薄壁零件、密封装置等连接．
管螺纹 非螺纹密封
牙型是等腰三角形，牙型角为55°．常用于水管、油管、煤气管等薄壁零件，螺纹深度较浅．
动螺纹
形螺纹
r
牙型为梯形，牙型角为30°．梯形螺纹用于承受双向轴向力的一般传动零件，如螺杆等．
四 螺纹的规定画法
在内螺纹的进入端一般都制成圆锥坑，而在外螺纹的端部则制成圆锥台，这些地方称为倒角，以便于内、外螺纹的旋合并防止螺纹端部破坏，如图9.7和图9.8所示．
(a) (b)
图9.7 外螺纹的规定画法
(a) (b)
图9.8 内螺纹的规定画法
机械制图《螺纹及螺纹紧固件表示法》(GB/T 4459.1—1995) 规定的螺纹画法如下所述．
(一) 内、外螺纹单个画法
1．可见的螺纹其牙顶线的投影用粗实线表示，牙底线的投影用细实线表示，细实线画到与倒角的斜线相交为止．在垂直于螺纹轴线的投影面的视图中，牙顶圆用粗实线画整圆，牙底圆用细实线画出约3／4圈圆弧，空出约l ／4圈的位置不作规定．螺纹倒角圆规定不画出，见图9.7和图9.8．
2．在同一个螺纹上，牙型完整的那段螺纹与牙型不完整的螺尾之间，画一条粗实线，叫螺纹终止线，如图9.7和图9.8所示．必要时，螺尾用细实线画出，并与螺纹轴线成30°，如图9.7(a)，但通常省略不画，见图9.7(b)．
3．内、外螺纹作剖视时，剖面线必须画到表示牙顶的粗实线处，如图9.7和图9.8所示．在图9.7(b)上，外螺纹作局部剖，在螺纹外径和螺纹内径之间的一小段螺纹终止线仍用粗实线画出．
4．绘制不通的螺孔时，一般应将钻孔深度与螺纹长度分别画出，孔的底部画成120°，如图9.9所示．螺孔不作剖视时，全部用虚线画出，如图9.9(a)．
(a)螺孔不剖时画法 (b)螺孔剖视画法
图9.9 螺孔的画法
5．当需要表示螺纹牙型时，可按图9.10(a，b) 的形式绘制．如牙型太小，可用牙型放大图表示，如图9.10(c)所示．
6．螺纹孔相贯线画法见图9.11．
(a) (b) (c)
图9.10 牙型表示法
(a) (b)
图9.11 螺纹相贯时的画法
(二) 内、外螺纹连接画法 (图9.12)
在剖视图和剖面图中，内、外螺纹的重合部分按外螺纹的表示方法画出，其余部分仍按各自的规定画法表示．外螺纹的牙底线 (细实线) 画到螺纹倒角内与螺孔的牙顶线 (粗实线) 连接起来，而外螺纹的牙顶线 (粗实线) 与螺孔的牙底线 (细实线) 也连成一直线 (见放大图Ⅰ) ，但螺孔的牙底线 (细实线) 不能画入螺孔的倒角内 (见放大图Ⅱ) ．剖面线一律画到与螺纹的牙顶线 (粗实线) 相交为止，不得穿越牙顶线，如图9.12 (a，c) 所示．
(a) (b) (c)
图9.12 内外螺纹连接画法
五 螺纹的代号和标记
采用规定画法后，螺纹的种类、牙型、螺距、旋向和线数都无法在图形上表示出来，需要通过螺纹代号或标记来解决．
(一) 普通螺纹的螺纹代号和标记 普通螺纹的螺纹代号是
特征代号 称直径× 距 旋向－ 带代号 长度代号 普通螺纹牙型的特征代号为“M ”． 按上述格式注写代号时，应注意：
1．单线螺纹和右旋螺纹使用很广泛，标注时不必注明线数和旋向．如为左旋，则注明代号LH ．
2．粗牙普通螺纹用得较多，且与大径相对应的螺距只有一种，所以在标注时不必注出螺距．细牙普通螺纹与大径相对应的螺距有好几种，标注时必须注出螺距．例如：有螺纹代号M24，“M ”为牙型特征代号，表示该螺纹为牙型60 °三角形的普通螺纹，“24”表示螺纹公称直径24mm ，不写出螺距表示为粗牙普通螺纹，可从附录：附表l 中查出螺距为3mm ，不注明线数和旋向表示为单线、右旋．如为左旋，应注出LH ．又螺纹代号M24×2LH 注出了螺距和LH ，表示为细牙普通螺纹，公称直径24mm ，螺距2mm ，单线，左旋．
普通螺纹的完整标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号组成．螺纹公差带代号包括中径公差带代号和顶径公差带代号，如6H ，6g 等．例如：M10—5g6g ，5g 为中径公差带代号，6g 为顶径公差带代号，字母g 用小写，表示这个螺纹是外螺纹．如果中径和顶径公差带代号相同，可合并注一个代号，例如：M10×1—6H ，表示中径和顶径公差带代号都是6H ，字母H 用大写，表示这个螺纹是内螺纹．
当内、外螺纹装配在一起时，其公差带代号要用斜线分开，左边表示内螺纹公差带代号，右边表示外螺纹公差带代号．例如：
M16×2－6H/6g，
M16×2LH －6H/5g6g．
在一般情况下，不标注旋合长度，此时螺纹公差带按中等旋合长度确定． （二）梯形螺纹的螺纹代号和标记 梯形螺纹的螺纹代号是
螺距 特征代号 称直径× 向
程（P 螺距）梯形螺纹牙型的特征代号为“Tr ”． 注写梯形螺纹代号时，应注意：
1．单线螺纹的代号用“公称直径×螺距”表示，多线螺纹用“公称直径×导程 (P 螺距) ”表示．
2．当螺纹为左旋时，需在螺纹代号之后注“LH ”，右旋不需注明． 例如，螺纹代号Tr40×7中，“Tr ”为牙型的特征代号，表示该螺纹为梯形螺纹，“40”表示公称直径40mm ，“7”表示螺距7mm ，不注明线数、旋向表示单线、右旋．
Tr40×14 (P 7) LH表示公称直径为40mm 的梯形螺纹，导程14mm ，螺距7mm ，线数n ＝14／7＝2，左旋．
梯形螺纹的标记由螺纹代号、公差带代号及旋合长度代号组成．注意：
(1) 梯形螺纹的公差带代号只标注中径公差带，例如7H ，7e 等，写在螺纹代号之后．例如Tr40×7—7H (内螺纹) 和Tr40×7—7e (外螺纹) ．
(2) 当旋合长度为中等旋合长度时，不标注旋合长度代号． 梯形螺纹的基本尺寸见附录：附表2． （三） 管螺纹的螺纹标记 管螺纹分为用螺纹密封的管螺纹和非螺纹密封的管螺纹，现以后者举例说明．
非螺纹密封的管螺纹标记是
特征代号 等级代号 － 向管螺纹牙型的特征代号为“G ”．
管螺纹的尺寸代号是带有外螺纹的管子的孔径，单位为英寸．根据尺寸代号可从附录：附表3中查出该螺纹的大径、小径和螺距．
例如螺纹代号Gl 中的“G ”表示牙型为55°三角形的管螺纹，“1”为尺寸代号，表示带有该外螺纹的管子的孔径是1英寸(1英寸＝25.40mm) ，根据这个尺寸代号查附录：附表3可查出螺纹大径为33.249mm
，小径为30.291mm ，螺距为2.309mm ．可知管螺纹的尺寸代号并不直接反映螺纹的大径或小径．管螺纹代号的含义见图9.13．
图9.13 非螺纹密封的管螺纹代号及含义
管螺纹的基本尺寸见附录：附表3．
管螺纹的公差等级代号：外螺纹分A ，B 两级标注，内螺纹则不标注公差等级． 当螺纹为左旋时，注明旋向“LH ”，例如G1A —LH ，表示公差等级为A 级，左旋．若为右旋则不注明．
表9.2表示了常用标准螺纹的标注示例．
表9.2 常用标准螺纹标注示例
螺纹 种类
牙型符号
公称直径
螺距
导程
线数
旋向
标记、代号 标 注 示 例
粗牙普通螺纹
M 24 3 1 右
M24－6g
螺距、旋向省略不注
细牙普通螺纹
M 24 2 1 右
M24×2－6h 旋向省略不注
梯形 螺纹
Tr 20 4 8 2 左 Tr20×8（P 4）LH －7e
锯齿形螺 纹
S 40 7 14 2 右
S40×14（P 7） 旋向省略不注
非
螺
纹
密
封
的
管
螺
纹 G 1 右 G1A
对于非标准螺纹（例如矩形螺纹），必须画出牙型并注上全部尺寸及有关要求（图
9.14）．
(a)在视图上画局部
剖视 (b)另画局部放大图
图9.14 非标准螺纹的画法及尺寸标注
标注特殊螺纹时，应在牙型符号前加注“特”字 (图9.15) ．
图9.15 特殊螺纹的标注
六 螺纹紧固件
螺栓、螺柱、螺钉、螺母和垫圈等统称为螺纹紧固件．这些零件大都带有螺纹，以便将机器零、部件连接在一起．由于它们应用广泛，在结构形状和尺寸方面都已标准化，每种零件都有专用的规定标记，根据规定标记可在国家标准中查到它们的结构、形式和全部尺寸，就可进行选用．
下面分别介绍螺栓连接、螺柱连接和螺钉连接的用途、画法及其标记．
(一) 螺栓连接 螺栓连接由螺栓、螺母和垫圈组成，用于两个不太厚的零件的连接．如图9.16所示，被连接的是零件l 和零件2．
图9.16 螺栓连接
螺栓、螺母、垫圈的种类很多，常用的是六角螺栓、六角螺母和平垫圈．它们的标记形式如表9.3所示．
表9.3 常用螺栓、螺母和垫圈的种类及其标记
名称 图 例 标记说明 螺(a) 六角头螺栓A 级和B 级GB5780-86
栓螺栓GB5780—86—M10×100 表示螺纹规格d ＝M10，公称长度l ＝100mm ，C 级的六角头螺栓．
(b) 六角头螺栓A 级和B 级GB5782-86
螺螺母GB6170-86-M12
表示螺纹规格D =M12, A 级
的I 型六角螺母．
注：有关详细尺寸以及其他种类的螺栓、螺母和垫圈，请查阅手册或有关标准．
例：
螺栓GB5780－86—M10×70
表示螺纹规格d ＝M10，公称长度l ＝70mm ，C 级六角头螺栓．
螺母GB6170—86—M10
表示螺纹规格D ＝M10，A 级的I 型六角螺母．
垫圈GB97.2—85—10－140HV
表示公称直径d ＝10mm ，性能等级为140HV 级，倒角型平垫圈．140HV 表示材料的硬度．HV ≥140．
根据标记、可从有关标准中查得某一螺纹紧固件的各部分尺寸．例如根据螺栓GB5780—86－M10×70，可从附录：附表4中查出b ＝26，k ＝6.4，r ＝0.4，e ＝17.77，s ＝16．
常用的螺栓、螺母和垫圈的种类及标记见表9.3．
根据这些连接件的标记，可从附录：附表4、表9、表10和表11中查出它们的全部数据．
螺栓、螺母、垫圈及其连接通常采用近似画法，即以螺栓直径d 为依据，其它各部分尺寸都定出与d 的一定比例，由此算出相应尺寸画出．图9.17示出螺栓、螺母和垫圈的近似画法中各部分尺寸与螺栓直径d 的关系．图9.18示出螺栓连接的近似画法．
母 Ⅰ型六角螺母A 级和B 级GB6170-86 垫圈 (a)平垫圈A 级 (b)平垫圈倒角型A 级 GB97.1-85 GB97.2-85 垫圈GB97.1-85-10- 140HV 表示公称尺寸d = 10mm, 性能等级为140HV 级的平垫圈
图9.17 螺栓、螺母和垫圈的近似画法
螺栓连接作图时，当剖切平面通过螺栓、螺母、垫圈的轴线，这些标准件均按不剖画出．
图9.18 螺栓连接近似画法
（二） 螺柱连接 在图9.16中，当零件2很厚，如果使用螺栓连接，螺杆就会太长，这时应当使用螺柱连接．如图9.19所示．连接前，在一零件 (零件1) 较薄的连接部位钻一通孔 (约1.1d ) ，在另一零件 (零件2) 较厚的连接部位加工出不通的螺孔，见图9.20(a)．连接时，将螺柱旋入端长度b m 旋紧在螺孔中，然后在螺柱的另一端装上有通孔的零件，套上垫圈，拧上螺母，见图9.20(b)．
图9.19 螺柱连接
根据结构不同，螺柱分为A 型和B 型两种型式 (表9.4) ．A 型是车制，B 型是辗制． 旋入端长度b m 与被旋入零件的材料有关
b m ＝1d (用于钢) ，见GB897—88；
b m ＝1.25d (用于铸铁) ，见GB898—88；
b m ＝1.5d (用于铸铁) ，见GB899—88；
b m ＝2d (用于铝合金) ，见GB900—88．
螺柱的规定标记为
螺柱GB898—88－M10×50
表示螺柱两端的螺纹都是M10，公称长度l ＝50mm ，B 型，b m ＝1.25d ．当按B 型制造时，在型式尺寸代号中“B ”字省略不注．
表9.4 螺柱的形式及其标记
图 例 标 记 说 明
螺柱GB898－88－AMl0—M10×l ×50表
示旋入机体一端为粗牙普通螺纹，旋螺母一端为
螺矩1mm 的细牙普通螺纹，直径10mm ，长l
＝50mm ，b m ＝1.25d ，按A 型制造的双头螺柱．
螺柱GB898－88－M10×50表示两端均为
粗牙普通螺纹，直径 10mm ，长l ＝50mm ，b m
＝1.25d ，按B 型制造的双头螺柱．
螺柱连接画法，通常也采用近似画法 (图9.20) ．画图时注意如下：
1．不论螺柱是A 型还是B 型，都按图9.20所示的方法绘制．
2．螺柱旋入端的螺纹终止线，应画成与两被连接件叠合处的表面相重合．
3．当剖切平面通过螺柱、螺母、垫圈的轴线，这些标准件也按不剖画出．
(a)连接前 (b)连接后
图9.20 螺柱连接的近似画法
螺柱的详细尺寸见附录：附表5．
(三) 螺钉连接 按用途可分为连接螺钉和紧定螺钉．
常用的连接螺钉有开槽圆柱头螺钉、开槽沉头螺钉、紧定螺钉等．
螺钉连接一般用于受力不大而又不需经常拆卸的地方，其连接形式与螺柱连接相似，只是它不用螺母而是依靠螺钉头部把两被连接件压紧，如图9.21(a)所示．
图9.21(b)为螺钉连接的近似画法，画图时应注意下列几点：
(a) (b)
图9.21 螺钉连接及其近似画法
1．螺钉的公称长度l 应按被连接件的厚度δ与旋入机体的深度b 0之和来确定，见图9.21(a)，应再化整成标准系列值．螺钉旋入机体的深度b 0同螺柱的旋入端长度一样应根据机体的材料而定，b 0的计算方法与螺柱连接中b m 的计算方法相同．为保证连接可靠，必须使 (l —b ) ＜δ，即螺钉上的螺纹不能全部旋入螺孔内，而应保留一定的余量．
2．在垂直于螺钉轴线的投影面的视图中，螺钉头部的起子槽要偏转45°画出．
3．与螺钉头接触的被连接件，必须制成光孔，而不能制成螺孔．
(a)连接前 (b)连接后
图9.22 锥端紧定螺钉的连接画法．
紧定螺钉用来固定两个零件的相对位置，使它们不产生相对运动．如图9.22中开槽锥端紧定螺钉，固定了轮子与轴的相对位置，轮子就不会沿轴向滑出．
紧定螺钉按其末端型式不同有锥端紧定螺钉、平端紧定螺钉、圆柱端紧定螺钉等．
螺钉的规定标记为
螺钉GB65—85—M5×30
表示螺纹为M5，公称长度l ＝30mm 的开槽圆柱头螺钉．
常用的螺钉种类及其标记见表9.5．
表9.5 常见的螺钉种类及其标记
种类 图 例 标记说明
连接螺钉(a) 开槽圆柱头螺钉 (b) 开槽沉头螺钉
(GB65-85) (GB68-85) 螺钉GB65—85—M5×30表示螺纹规格d ＝M5，公称长度l ＝30mm 开槽圆柱头螺钉．
注：有关详细尺寸及其他类型螺钉，请参看手册或有关标准． 紧定螺钉 (a) 开槽锥端紧定螺钉(Gb71-85) 螺钉GB71—85—M10×30表示螺纹规格d ＝M10，公称长度l ＝30mm 开槽锥端紧定螺钉． (b) 开槽平端紧定螺钉(GB73-85) (c) 开槽长圆柱端紧定螺钉(GB75-85)
螺钉的详细尺寸见附录：附表6、附表7、附表8．
图9.23所示出的为各种螺钉头部的比例画法．
(a)开糟圆柱头螺钉 (b)开糟沉头螺钉 (c)紧定螺钉
图9.23 螺钉头部的比例画法
(四) 螺纹连接简化画法 在装配图上，螺纹连接之处甚多，为了简化作图，螺纹紧固件的工艺结构，如倒角、退刀槽、缩颈、凸肩等均可省略不画．同时，不穿通的螺纹孔可不画出钻孔深度，仅按螺纹有效部分的深度 (不包括螺尾) 画出．六角头螺栓的头部和六角螺母的外形也可简化成正六棱柱来画，如图9.24(a，b) 所示．
在装配图上，如果螺钉起子槽的投影很狭窄，可把槽口全部涂黑．起子槽在垂直于螺钉轴线的投影面的视图中也涂黑，但要画成偏转45°，见图9.24(c)所示．
(a) (b) (c)
图9.24 螺纹连接的简化画法
§9.2 键、销连接
一 键连接
键通常用来连接轴和装在轴上的转动零件 (如齿轮、皮带轮等) ，起传递扭矩的作用，这种连接称为键连接．这时必须在轮毂和轴上分别加工出键槽，将键嵌入键槽里．这样，轴与轮子就可连接在一起转动，如图9.25所示．
(a) 平键连接 (b)半圆键连接
图9.25 键连接
常用的键有普通平键和半圆键．图9.26和图9.27表示平键和半圆键的画法和尺寸注法．
(a) (b) (c)
图9.26 普通平键
图9.27 半圆键
键属于标准件，其结构形式、尺寸和技术要求在国家标准中有统一规定，见附录：附表12．
加工轮毂上的键槽一般用插刀或拉刀，轴上的键槽用铣刀加工．图9.8示出键槽的加工方法、画法和尺寸注法．图上尺寸b ，t ，t 1的数值根据轴径d 或孔径D 在附录：表13中查出．
(a)轮毂上的键槽 (b)轴上的平键槽 (c)轴上的半圆键槽
图9.28 键槽加工方法和尺寸标注
普通平键标记示例：
键B18×100 GBl096－79
表示键宽b ＝18mm ，键长L ＝100mm ，键高h ＝11mm (从附录：附表13查出) 的平头B 型普通平键．A 型为圆头普通平键，标记“A ”字可省略不注．
普通平键的高度h 和宽度b 是根据被连接的轴的直径在附表13中选取，而长度L 则按轮毂长度，参照附表12长度系列确定．键的其余尺寸和键槽尺寸均可在这两个表中查到．
半圆键标记示例：
键6×25 GBl099－79
表示键宽b ＝6mm ，高h ＝10mm ，直径d 1＝25mm 的半圆键．
键在装配图上的画法如图9.29所示．在主视图上，键被纵向剖切，按不剖处理，不画剖面线；左视图上被横向剖切，要画剖面线．
21
(a)普通平键连接 (b)半圆键连接
图9.29 键连接的画法
普通平键和半圆键的工作面是它们的两个侧面，所以键和键槽的两侧面应紧密接触，画图时同一侧的键和键槽的侧面画成重合的直线，不留空隙；而键的顶面与轮毂顶面不是工作表面，不应接触，画图时此处应画出间隙．
二 销连接
销连接属于可拆的连接，通常用于零件间的连接、定位或防松．销是标准件，常用的销有圆柱销 (GB119—86) 、圆锥销 (GB117－86) 和开口销 (GB91—86) ．圆柱销按其配合的不同，共有四种：A 型 (dm6)、B 型 (dh8)、C 型 (dh11)、D 型 (du8) ．圆锥销有两种：A 型 (磨削) 和B 型 (车削) ．圆锥销的公称直径是指小端直径，它有1 : 50的锥度．
用销连接和定位的两个零件上的销孔，常须一起加工，故在零件图上应注写“配作”或“与××件配作”(表9.6) ．
常用销的形式、规定标记、尺寸注法及其连接画法详见表9.6．
圆柱销和圆锥销的各部分尺寸见附录：表14、表15．
使用螺栓连接时，为了防止螺母松动而使连接失效，可采用开槽螺母并加开口销．这种螺母有一端加工出通槽，同时螺栓杆部开一小孔．螺母拧入后，使槽对准小孔，把开口销从槽口的一端插入孔内，从槽口另一端伸出，然后把开口销扳开，使它不能从小孔滑出，螺母便不会松动．见表9.6．
表9.6 常见销的形式、规定标记、尺寸注法及连接画法 名称 型 式 连接画法和尺寸标注
22
圆
柱
销
标记：
公称直径d =8，长度l =30，A 型圆柱销：
销GB119―86―A8×30
圆
锥
销
标记：
公称直径d =4，长度l =20，A 型圆锥销：
销GB117―86―A4×20
开
口
销
标记：
开口销：公称直径d =5，长度l =50，A 销
销GB119―86―A5×50
§9.3 齿轮
一 齿轮传动的形式
23
齿轮传动在机器中应用很广泛，它既可以用来传递动力，也可以用来变换转速和旋转方向．
常用的齿轮传动形式有三种：
(一) 圆柱齿轮 用于两平行轴之间的传动，见图9.30(a)；
(a)圆柱齿轮 (b)圆锥齿轮 (c)蜗轮与蜗杆
图9.30 齿轮的种类
(二) 圆锥齿轮 用于相交两轴之间的传动，见图9.30(b)；
(三) 蜗轮与锅杆 用于交叉两轴之间的传动，见图9.30(c)．
二 直齿圆柱齿轮
圆柱齿轮由于轮齿与齿轮轴线方向不同，可分为直齿、斜齿和人字齿等，按其齿廓曲线分，又有渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等．这里只介绍使用最普遍的渐开线齿轮，重点是直齿圆柱齿轮．
(一) 直齿圆柱齿轮各几何要素的名称和尺寸关系 (图9.31) ：
齿顶圆直径d a —— 过齿顶面所作的圆的直径．
齿根圆直径d f —— 过齿根所作的圆的直径．
分度圆直径d —— 齿轮上一个假想的圆柱面，轮齿的尺寸以此圆柱面为基准来确定，该圆柱与垂直于齿轮轴的平面的交线即为分度圆．它位于齿厚和齿间相等的地方． 齿厚s —— 每个轮齿在分度圆上的弧长．
齿间ω —— 两齿相邻两侧面在分度圆上的弧长，对于标准齿轮：ω＝s ．
齿距p —— 在分度圆上相邻两齿对应点之间的弧长，对于标准齿轮：p ＝s ＋ω． 齿宽b —— 轮齿的轴向长度．
齿顶高h a —— 分度圆至齿顶圆间的径向距离．
齿根高h f —— 分度圆至齿根圆间的径向距离．
齿高h —— 齿顶高与齿根高之和，故h ＝h a ＋h f ．
压力角α—— 也称齿形角，如图9.31(b)所示．它是轮齿在分度圆上啮合点P 处的受力方向和该点瞬时运动方向之间的夹角．我国标准齿轮的压力角规定为20°．
齿数z —— 一个齿轮的轮齿总数．
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(a) (b)
图9.31 圆柱齿轮各部分名称
模数m 是设计和制造齿轮的重要参数．模数与轮齿有关参数间的关系如下： 从图9.31可以看出，齿轮分度圆的周长
z ． πd ＝zp ，于是d ＝p 令m ＝p，则d ＝mz ．式中m 称为模数．
从上式可知：模数m 与齿距p 成正比，而p ＝s ＋ω＝2s ．这表明m 越大，齿厚s 也越大，轮齿承载力就越强．为了便于设计和制造，模数的数值已标准化和系列化．标准模数值列于表9.7中．
一对啮合的齿轮，它们的模数和压力角必须相同．
表9.7 模数标准系列 (GDl357—873) 第一系列 0.1, 0.12, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.25, 1.5, 2, 2.5,
3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50
0.35, 0.7, 0.9, 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 p 第二系列
注：选取时，优先采用第一系列，括号内的模数尽可能不用．
计算轮齿各几何要素的基本参数是模数m 和齿数z ，其计算公式见表9.8．
表9.8 标准直齿圆柱齿轮的计算公式 名 称
分度圆直径
齿顶高
齿根高 d =mz h a =m h f =1.25m 计 算 公 式 举例（已知m =10, z=25） d =10×25=250mm h a =10mm h f =1.25×10=12.5mm
25
齿顶圆直径
齿根圆直径
中心距 d a =d +2h a =mz +2m =m (z +2) d f =d －2h f =mz －2.5m =m (z －2.5) a =(d 1+d 2)/2 d a =10×(25+2)=270mm d f =10×(25－2.5)=225mm 根据一对啮合齿轮的分度圆直径d 1
和d 2算出a
(二) 单个圆柱齿轮的画法 齿轮的轮齿是在专用机床上用齿轮刀具加工出来的，故一般不需要画出轮齿的真实投影．《齿轮画法》(GB 4459.2—84). 规定了齿轮的画法如下所述 (图9.32) ．
绘制齿轮外形投影时：
1．齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制；
2．分度圆和分度线用点划线绘制；
3．齿根圆和齿根线用细实线绘制，如图9.32(a)，也可省略不画，如图
9.32 (b) ． 如果在齿轮的非圆视图上作剖视，轮齿规定按不剖绘制，如图9.32(c)．
对于斜齿圆柱齿轮和人字齿轮，可将非圆视图画成半剖视或局部剖视，在表示外形的部分画出三根与轮齿方向平行的细实线，用来表示轮齿的方向，如图9.32(d)．
(a)不剖画法 (b)不剖画法
(c)剖视画法 (d)剖视画法
图9.32 圆柱齿轮的规定画法
26
图9.33 圆柱齿轮零件图
齿轮零件图，除用视图表达形状外，还需根据生产要求，完整、合理地注出尺寸．轮齿部分只注出齿顶圆直径、分度圆直径及齿宽，齿根圆直径不注．在零件图的右上角，注出模数、齿数、压力角和精度等．直齿圆柱齿轮零件图如图9.33所示．
(三) 齿轮啮合的规定画法
1．外形视图画法．图9.34示出一对啮合的直齿圆柱齿轮，在投影为圆的视图上，两分度圆应相切，在啮合区内，齿顶圆用粗实线画出，如图9.34(a)或省略不画，如图
9.34(b)．在投影为非圆的视图上，啮合区内的齿顶线、齿根线不画出，而分度线则用粗实线绘制，见图9.34(b)．
(a)剖视图画法 (b)外形视图画法
图9.34 圆柱齿轮的啮合画法．
2．剖视图画法．在平行于两齿轮轴线的投影的剖视图中，轮齿仍作不剖处理；在啮合区中，两齿轮的分度线重合为一条点划线；两齿轮的齿顶线，一条画成粗实线，另
27
一条被遮挡的画成虚线；两齿轮的齿根线都画成粗实线，如图9.34(a)所示．齿顶线与齿根线之间，应有0.25m 的间隙，因为h f — h a ＝1.25m — m ＝0.25m ．其放大的投影见图9.35．
图9.35 啮合区的投影
三 锥齿轮与蜗轮蜗杆简介
(一) 锥齿轮 锥齿轮通常用于垂直相交的两轴之间的传动．锥齿轮有直齿和斜齿， 以直齿圆锥齿轮最常用．由于轮齿是在圆锥面加工出来的，因而齿厚一端大一端小，模数也随着齿厚的变化而由大变小．国家规定以大端的模数作为标准模数，用它来确定轮齿的有关尺寸．一对啮合的锥齿轮，其模数也必须相同．锥齿轮各部分几何要素的名称见图9.36．
图9.36 直齿圆锥齿轮各几何要素的名称和代号
单个直齿圆锥齿轮的主视图画成全剖视，反映为圆的视图中用粗实线画出齿大端和齿小端的齿顶圆，用点划线画出齿大端分度圆，齿根圆不画出，如图9.36所示．其啮合画法见图9.37．
28
图9.37 锥齿轮啮合画法．
(二) 蜗杆与蜗轮 蜗杆和蜗轮用于垂直交叉的两轴之间的传动，通常蜗杆为主动，蜗轮为从动．蜗杆的外形很象一段梯形螺纹的螺杆，有单头和双头，左旋和右旋．蜗杆的齿数 (即头数) z 1相当于该螺杆上梯形螺纹的头数．蜗轮则与斜齿轮相似，其齿数z 2远大于z 1．蜗杆转一周时蜗轮只转过一个齿或两个齿，故蜗杆蜗轮机构常用于减速齿轮箱中．啮合的蜗杆和蜗轮具有相同的模数，且蜗轮的螺旋角等于蜗杆的螺旋线升角．
蜗杆和蜗轮各部分几何要素的代号和规定画法见图9.38和图9.39．蜗轮、蜗杆的画法与圆柱齿轮基本相同，但是在蜗轮投影为圆的视图中，只画出分度圆和最大圆，不画齿顶圆和齿根圆，如图9.39所示．蜗杆常用一个主视图表示，如要表示齿形时可画出几个齿的齿形，如图9.38所示．蜗轮与蜗杆的啮合画法见图9.40．在主视图中，蜗轮被蜗杆遮住的部分不画出；在左视图中，蜗轮的分度圆和蜗杆的分度线相切，其余见图中所示．
图9.38 蜗杆各几何要素的代号和规定画法
29
图9.39 蜗轮各几何要素的代号和规定画法
(a) (b)
图9.40 蜗杆、蜗轮的啮合画法
§9.4 弹簧
弹簧的用途很广，种类也很多，它主要用于减震、夹紧、测力和储存能量等．弹簧在外力去掉之后能立即恢复原状．用得较多的弹簧有图9.41所示的几种．本节只介绍圆柱螺旋压缩弹簧的画法和尺寸计算方法．
(a)压缩弹簧 (b)拉伸弹簧 (c)扭转弹簧 (d)蜗卷弹簧
图9.41 常用的弹簧．
一 圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及其尺寸关系
这种弹簧的术语、代号以及有关的尺寸计算如图9.42所示．
簧丝直径d —— 制造弹簧的钢丝直径．
弹簧外径D —— 弹簧外圈直径．
弹簧内径D l —— 弹簧内圈直径．D 1＝D —2d ．
弹簧中径D 2 —— 弹簧外径和内径的平均值．D 2＝(D l 十D ) ／2＝D 1十d ＝D 一d ．
有效圈数n 、支承圈数n 2和总圈数n 1 —— 为了使压缩弹簧工作时受力均匀，增加 30
稳定性，所以制造时将两端并紧磨平，且仅起支承作用的各圈称为支承圈，一般取支承圈数n 2＝1.5，2及2.5．除支承圈外，保持相等螺距的圈数称为有效圈数．支承圈数与有效圈数之和称为总圈数，即n 1＝n 十n 2．
节距t —— 除支承圈外，相邻两圈对应点间的轴向距离． 自由高度H 0 —— 弹簧不受外力时的高度．H 0＝nt 十 (n 2—0.5) d ．
簧丝展开长度L —— 弹簧钢丝胚料长度．L ≈l (p D 2) +t ． 旋向——簧丝绕线方向，有左、右旋两种，无规定时一般制成右旋．
2
2
图9.42 螺旋弹簧各部分名称
二 圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法
按真实投影绘制弹簧很复杂，为了简化作图，国家标准 (GB 4459.4—84) 规定了弹簧的画法 (图9.43) ．
(1) 在平行于弹簧轴线的投影面的视图中，螺旋弹簧各圈的轮廓线应画成直线． (2) 螺旋弹簧均可画成右旋．左旋螺旋弹簧不论画成左旋还是右旋，一律加注旋向“左”字．
(3) 螺旋压缩弹簧不论支承圈的圈数多少，均按图9.43所示情况绘制．图9.43分别表示弹簧的视图、剖视图和示意图画法．
(a)视图 (b)剖视图 (c)示意图
图9.43 圆柱螺旋压缩弹簧画法
(4) 有效圈数在4圈以上的螺旋弹簧，其中间部分可省略不画．两端除支承圈外，还应画出l 一2圈有效圈．当中间部分省略后，应该适当缩短图形的长度．
(5) 在装配图中，弹簧作剖视时被弹簧挡住的结构不画出，可见部分应从弹簧的外轮廓线或从弹簧钢丝剖面的中心线画起，如图9.44(a)所示．如弹簧钢丝剖面的直径在图形上等于或小于2mm 时，剖面可以涂黑表示如图9.44(b)所示，也可用示意图绘制，如图9.44(c)所示．
(a)不画挡住部分的零件轮廓 (b)簧丝剖面涂黑 (c)簧丝示意画法
图9.44 装配图中弹簧的规定画法
三 圆柱螺旋压缩弹簧画法示例
例：已知弹簧外径D ＝45mm ，簧丝直径d ＝5mm ，节距t ＝10mm ，有效圈数n ＝8，支承圈数n 2＝2.5，右旋，试画出这个弹簧．
(a)根据自由高度H 0 (b)根据簧丝直径d (c)根据节距t 作 (d)按右旋方向作簧丝 和弹簧中径D 2作 画出支承圈部分 簧丝剖面 剖面图的切线，加 作矩形ABCD 深，画剖面线
图9.45 弹簧的画图步骤
解：先计算作图用的数据：
弹簧中径D 2＝D —d ＝45—5＝40mm 自由高度H 0＝nt 十(n 2—0.5) d
＝8×10十(2.5—0.5) ×5＝90mm
画图步骤见图9.45． 四 圆柱螺旋压缩弹簧的图例
圆柱螺旋压缩弹簧的图例如图9.46所示．
图9.46 弹簧零件图
§9.5 滚动轴承
滚动轴承是用来支承旋转轴的部件．它结构紧凑，摩擦小，在机器、仪表中应用广泛．滚动轴承是标准组件，使用时根据设计要求，按照国家标准规定的代号选用．画装配图时，根据国家标准规定的简化画法或示意画法画出即可． 一 滚动轴承的结构及其分类
滚动轴承的种类很多，但其结构大致相同，一般由外圈、内圈、滚动体及保持架组成，如图9.47所示．内圈装在轴上，随轴一起转动；外圈装在机体或轴承座内，一般固定不动；滚动体安装在内、外圈之间的滚道中，其形状有球形、圆柱形和圆锥形等，当内圈转动时，它们在滚道内滚动；保持架用来隔离滚动体，使各滚动体之间保持一定的距离．
图9.47 滚动轴承
滚动轴承按其承受负荷方向的不同，可分为三种型式 (表9.9) ： （一）向心轴承 主要用于承受径向负荷，例如深沟球轴承．
（二）推力轴承 主要用于承受轴向负荷，例如平底推力球轴承．
（三）向心推力轴承 可以同时承受径向负荷和轴向负荷，例如圆锥滚子轴承．
表9.9 常用滚动轴承画法及其尺寸比例
名称
标准号、结构、代号
简 化 画 法
示 意 画 法
GB276-89
深沟球轴承
000型
(1) 由D ，B 画出外轮
廓；
(2) 由(D-d)/2=A，画出
内、外圈剖面； (3) 由A/2，B/2定出滚
珠球心，以A/2为直径画圆；
(4) 由球心向上、向下作
60°斜线，交滚珠圆两点；
(5) 自所求两点作出外
（内）圈的内（外）轮廓
GB297-84
(1) D ，d ，T ，B ，C 画
出外轮廓；
(2) 由(D-d)/2=A，画出
内、外圈剖面； (3) 由A/2，T/2定出滚
锥中心，再作倾斜15°线画出滚子轴线； (4) 由A/2，A/4，C 作出
滚锥外形线；
(5) 作出内、外圈轮廓
圆锥滚子轴承
7000型
GB301-84
平底推力球轴承
8000型
(1) 由D ，T 画出外轮
廓；
(2) 由(D-d)/2=A，画内外圈剖面；
(3) 由A/2，T/2定出滚
珠中心，以T/2为直径画圆；
(4) 由珠中心向上、向下
作60°斜线，交滚珠圆两点；
(5) 自所求两点，作左、
右圈的轮廓线
注：主要尺寸的数值由标准中查出．
二 滚动轴承的画法
滚动轴承是标准组件，不必画出其各组成部分的零件图．在装配图上，只需根据轴承的几个主要外形尺寸，例如外径D 、内径d 、宽度B ，画出外形轮廓，轮廓内用简化画法或示意画法绘制 (表9.9) ．深沟球轴承各主要尺寸的数值由标准中查出 (见附录：附表16) ．
三 滚动轴承的代号
为了便于选用，国家标准 (GB272—88) 规定了滚动轴承的代号，基本代号用七位数字表示，但通常只用到四位．在标注时，当最左边为“0”时规定不写．代号的数字从右边数起：
第一、二位数字表示轴承内径，代号数字为00，01，02，03时分别表示内径d ＝10，12，15，17mm ；代号数字为04—99时，代号数字乘以5，即为轴承内径．
第三位数字表示轴承直径系列，即在内径相同时，有各种不同的外径尺寸．例如，该位数字l 和7为特轻系列，2为轻窄系列，3为中窄系列，4为重窄系列等．
第四位数字表示轴承类型．例如该位数字为0表示深沟球轴承，7表示圆锥滚子轴承，8表示推力球轴承等．
下面举例说明滚动轴承的规定标记： 滚动轴承208 GB276—89；
径：d ＝8×5＝40mm ， 直径系列：“2”为轻窄系列，
型：最左边的“0”规定不写， 即为深沟球轴承．
滚动轴承8107 GB301—84
表示内径：d ＝7×5＝35mm ， 表示直径系列：“1”为特轻系列， 表示类型：“8”为平底推力球轴承．
第九章 常用件的表示法
在机器设备的装配和安装过程中，需要大量使用螺栓、螺母等螺纹紧固件以及键、销等，同时，在机器传动、支承和防震等方面，还广泛采用齿轮、滚动轴承和弹簧．以上各种机件统称为常用件．由于常用件使用广泛，为了便于生产、使用和简化设计，对其中一些常用件的结构要素、形状大小和规格，国家都制订了标准，例如螺纹紧固件就是这样．有一些常用件，例如键、销和滚动轴承，在使用中必须保证互换性，国家还对它们制订了严格的公差配合要求．由于螺纹紧固件、键、销和滚动轴承已经全部标准化，因此这类机件又称为标准件．齿轮只有其上的轮齿的结构是标准的，而且轮齿的重要参数也作了系列化，齿轮其它部分的结构、尺寸等，国家不作统一规定．
对于所有的常用件，国家都制订了规定画法，特别是对螺纹紧固件、键、销和滚动轴承等标准件，还给它们制订了代号和标记，根据代号和标记，可以从相应的国家标准 (GB)中查出其全部尺寸．本章将对常用件作摘要介绍．
§9.1 螺纹和螺纹紧固件
一 螺纹的形成
设想有一个平面图形绕一圆柱体作螺旋运动，同时与圆柱轴线保持在同一平面上，这个平面图形的运动轨迹便形成了螺纹．改变这个平面图形的形状，便可得到不同的螺纹．图9.1表示一个三角形绕圆柱体作螺旋运动时形成三角形螺纹的原理．
图9.1 三角形螺纹形成的原理
在外圆柱上形成的螺纹叫外螺纹，在圆柱孔内形成的螺纹叫内螺纹．车削外螺纹是在车床上进行的．此时，工件作等速旋转运动，车刀作等速轴向运动，当车刀切入工件时，车刀刀尖便在工件上切出一定形状和深度的螺旋沟槽，这就是螺纹如图9.2(a)所示．加工孔径较大的内螺纹也在车床上进行如图9.2(b)所示，不过，使用的车刀是弯头的．这时，车刀刀头代替了图9.1中形成螺纹的那个平面图形，把车刀刀头磨成不同的几何形状，便得到不同的螺纹．
(a) 车削外螺纹 (b) 车削内螺纹
图9.2 车削螺纹
加工孔径较小的螺纹时，先用钻头在工件上钻出底孔，再用直径比钻头稍大的丝锥 在孔里加工出螺纹 (图9.3) ．无论加工外螺纹或内螺纹，车刀退出工件时，螺纹便逐渐变浅，这部分螺纹称为螺尾．
(a)钻孔 (b)攻丝 图9.3 用丝锥加工内螺纹
二 螺纹的结构要素
螺纹的结构要素有：
(一) 牙型 在通过螺纹轴线的剖面上得到的轮廓形状，称为螺纹的牙型．根据车刀刀头磨成的形状，可以得到三角形、梯形、锯齿形和矩形等牙型．其中前三种牙型都有代号表示，称为特征代号．显然，在螺尾处，螺纹的牙型是不完整的．
(二) 螺纹直径 如图9.4所示，螺纹直径有大径、中径和小径．直径符号大写用于内螺纹，小写用于外螺纹．
大径 (D ，d ) 与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径．代号为D
(内螺纹) 、d (外螺纹) ．外螺纹的牙顶在大径圆柱面上，内螺纹则牙底在大径圆柱面上．
小径 (D l ，d 1) 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径．代号为D 1 (内螺纹) 、d l (外螺纹) ．外螺纹的牙底在小径圆柱面上，内螺纹则牙顶在小径圆柱面上．
图9.4 螺纹各部分名称和代号
中径 (D 2，d 2) 为一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等之处．此假想圆柱称为中径圆柱，其母线称为中径线，其直径称为螺纹的中径．代号为D 2 (内螺纹) 、d 2 (外螺纹) ．
代表螺纹规格尺寸的直径称为公称直径，一般是指螺纹的大径．当螺纹的牙型和大径确定之后，小径和中径也随之确定．
(三) 螺距 (P ) 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，用P 表示．
(四) 线数 (n ) 沿一条螺旋线所形成的螺纹称为单线螺纹；沿两条或两条以上螺旋线所形成的螺纹称为多线螺纹．螺旋线的数目称为线数，用n 表示 (图9.5) ．
(a) 单线螺纹 (b)双线螺纹 图9.5 螺纹的线数、导程和螺距
(五) 导程 (S ) 同一条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，用S 表示．从图9.5可以看出，螺纹的线数、导程和螺距有如下关系：
S ＝n · P
当螺纹为单线时，n ＝1，于是S ＝P ，即导程等于螺距．
(六) 旋向 与螺旋线分左右旋一样，螺纹也分右旋和左旋两种：顺时针方向旋入的螺纹称为右旋螺纹；逆时针方向旋入的螺纹称为左旋螺纹，见图9.6．
(a) 左旋 (b)右旋
图9.6 螺纹的旋向
内、外螺纹的六个要素完全相同，它们才能旋合在一起． 三 螺纹的种类
根据用途，螺纹可分为连接螺纹和传动螺纹．按牙型来分，有三角形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和矩形螺纹，三角形螺纹用于连接，后三种螺纹用于传动．按螺纹牙型、大径、螺距是否符合标准规定，可分标准螺纹 (牙型、大径、螺距都符合标准) 、特殊螺纹 (牙型符合标准，大径或螺距不符合标准) 和非标准螺纹 (牙型不符合标准) ．
牙型为60°三角形的标准螺纹称为普通螺纹，又分为粗牙普通螺纹和细牙普通螺纹两种．同一公称直径的普通螺纹，有大小几种不同的螺距，具有最大螺距的称为粗牙普通螺纹，其余较小螺距的称为细牙普通螺纹 (附录：附表1) ．
表9.1列出了几种常用的标准螺纹．
表9.1 常用标准螺纹的种类
螺纹 种类
特征代号
牙型及内、外螺纹旋合的放大图
说 明
连接螺纹
普通螺纹
牙型是等边三角形，牙型角是60°．普通螺纹分为粗牙和细牙两种，其区别在于：大径相同的条件下，细牙螺纹螺距比粗牙螺纹的螺距小．粗牙螺纹用于一般的零件连接，细牙螺纹用于细小、精密的零件和薄壁零件、密封装置等连接．
管螺纹 非螺纹密封
牙型是等腰三角形，牙型角为55°．常用于水管、油管、煤气管等薄壁零件，螺纹深度较浅．
动螺纹
形螺纹
r
牙型为梯形，牙型角为30°．梯形螺纹用于承受双向轴向力的一般传动零件，如螺杆等．
四 螺纹的规定画法
在内螺纹的进入端一般都制成圆锥坑，而在外螺纹的端部则制成圆锥台，这些地方称为倒角，以便于内、外螺纹的旋合并防止螺纹端部破坏，如图9.7和图9.8所示．
(a) (b)
图9.7 外螺纹的规定画法
(a) (b)
图9.8 内螺纹的规定画法
机械制图《螺纹及螺纹紧固件表示法》(GB/T 4459.1—1995) 规定的螺纹画法如下所述．
(一) 内、外螺纹单个画法
1．可见的螺纹其牙顶线的投影用粗实线表示，牙底线的投影用细实线表示，细实线画到与倒角的斜线相交为止．在垂直于螺纹轴线的投影面的视图中，牙顶圆用粗实线画整圆，牙底圆用细实线画出约3／4圈圆弧，空出约l ／4圈的位置不作规定．螺纹倒角圆规定不画出，见图9.7和图9.8．
2．在同一个螺纹上，牙型完整的那段螺纹与牙型不完整的螺尾之间，画一条粗实线，叫螺纹终止线，如图9.7和图9.8所示．必要时，螺尾用细实线画出，并与螺纹轴线成30°，如图9.7(a)，但通常省略不画，见图9.7(b)．
3．内、外螺纹作剖视时，剖面线必须画到表示牙顶的粗实线处，如图9.7和图9.8所示．在图9.7(b)上，外螺纹作局部剖，在螺纹外径和螺纹内径之间的一小段螺纹终止线仍用粗实线画出．
4．绘制不通的螺孔时，一般应将钻孔深度与螺纹长度分别画出，孔的底部画成120°，如图9.9所示．螺孔不作剖视时，全部用虚线画出，如图9.9(a)．
(a)螺孔不剖时画法 (b)螺孔剖视画法
图9.9 螺孔的画法
5．当需要表示螺纹牙型时，可按图9.10(a，b) 的形式绘制．如牙型太小，可用牙型放大图表示，如图9.10(c)所示．
6．螺纹孔相贯线画法见图9.11．
(a) (b) (c)
图9.10 牙型表示法
(a) (b)
图9.11 螺纹相贯时的画法
(二) 内、外螺纹连接画法 (图9.12)
在剖视图和剖面图中，内、外螺纹的重合部分按外螺纹的表示方法画出，其余部分仍按各自的规定画法表示．外螺纹的牙底线 (细实线) 画到螺纹倒角内与螺孔的牙顶线 (粗实线) 连接起来，而外螺纹的牙顶线 (粗实线) 与螺孔的牙底线 (细实线) 也连成一直线 (见放大图Ⅰ) ，但螺孔的牙底线 (细实线) 不能画入螺孔的倒角内 (见放大图Ⅱ) ．剖面线一律画到与螺纹的牙顶线 (粗实线) 相交为止，不得穿越牙顶线，如图9.12 (a，c) 所示．
(a) (b) (c)
图9.12 内外螺纹连接画法
五 螺纹的代号和标记
采用规定画法后，螺纹的种类、牙型、螺距、旋向和线数都无法在图形上表示出来，需要通过螺纹代号或标记来解决．
(一) 普通螺纹的螺纹代号和标记 普通螺纹的螺纹代号是
特征代号 称直径× 距 旋向－ 带代号 长度代号 普通螺纹牙型的特征代号为“M ”． 按上述格式注写代号时，应注意：
1．单线螺纹和右旋螺纹使用很广泛，标注时不必注明线数和旋向．如为左旋，则注明代号LH ．
2．粗牙普通螺纹用得较多，且与大径相对应的螺距只有一种，所以在标注时不必注出螺距．细牙普通螺纹与大径相对应的螺距有好几种，标注时必须注出螺距．例如：有螺纹代号M24，“M ”为牙型特征代号，表示该螺纹为牙型60 °三角形的普通螺纹，“24”表示螺纹公称直径24mm ，不写出螺距表示为粗牙普通螺纹，可从附录：附表l 中查出螺距为3mm ，不注明线数和旋向表示为单线、右旋．如为左旋，应注出LH ．又螺纹代号M24×2LH 注出了螺距和LH ，表示为细牙普通螺纹，公称直径24mm ，螺距2mm ，单线，左旋．
普通螺纹的完整标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号组成．螺纹公差带代号包括中径公差带代号和顶径公差带代号，如6H ，6g 等．例如：M10—5g6g ，5g 为中径公差带代号，6g 为顶径公差带代号，字母g 用小写，表示这个螺纹是外螺纹．如果中径和顶径公差带代号相同，可合并注一个代号，例如：M10×1—6H ，表示中径和顶径公差带代号都是6H ，字母H 用大写，表示这个螺纹是内螺纹．
当内、外螺纹装配在一起时，其公差带代号要用斜线分开，左边表示内螺纹公差带代号，右边表示外螺纹公差带代号．例如：
M16×2－6H/6g，
M16×2LH －6H/5g6g．
在一般情况下，不标注旋合长度，此时螺纹公差带按中等旋合长度确定． （二）梯形螺纹的螺纹代号和标记 梯形螺纹的螺纹代号是
螺距 特征代号 称直径× 向
程（P 螺距）梯形螺纹牙型的特征代号为“Tr ”． 注写梯形螺纹代号时，应注意：
1．单线螺纹的代号用“公称直径×螺距”表示，多线螺纹用“公称直径×导程 (P 螺距) ”表示．
2．当螺纹为左旋时，需在螺纹代号之后注“LH ”，右旋不需注明． 例如，螺纹代号Tr40×7中，“Tr ”为牙型的特征代号，表示该螺纹为梯形螺纹，“40”表示公称直径40mm ，“7”表示螺距7mm ，不注明线数、旋向表示单线、右旋．
Tr40×14 (P 7) LH表示公称直径为40mm 的梯形螺纹，导程14mm ，螺距7mm ，线数n ＝14／7＝2，左旋．
梯形螺纹的标记由螺纹代号、公差带代号及旋合长度代号组成．注意：
(1) 梯形螺纹的公差带代号只标注中径公差带，例如7H ，7e 等，写在螺纹代号之后．例如Tr40×7—7H (内螺纹) 和Tr40×7—7e (外螺纹) ．
(2) 当旋合长度为中等旋合长度时，不标注旋合长度代号． 梯形螺纹的基本尺寸见附录：附表2． （三） 管螺纹的螺纹标记 管螺纹分为用螺纹密封的管螺纹和非螺纹密封的管螺纹，现以后者举例说明．
非螺纹密封的管螺纹标记是
特征代号 等级代号 － 向管螺纹牙型的特征代号为“G ”．
管螺纹的尺寸代号是带有外螺纹的管子的孔径，单位为英寸．根据尺寸代号可从附录：附表3中查出该螺纹的大径、小径和螺距．
例如螺纹代号Gl 中的“G ”表示牙型为55°三角形的管螺纹，“1”为尺寸代号，表示带有该外螺纹的管子的孔径是1英寸(1英寸＝25.40mm) ，根据这个尺寸代号查附录：附表3可查出螺纹大径为33.249mm
，小径为30.291mm ，螺距为2.309mm ．可知管螺纹的尺寸代号并不直接反映螺纹的大径或小径．管螺纹代号的含义见图9.13．
图9.13 非螺纹密封的管螺纹代号及含义
管螺纹的基本尺寸见附录：附表3．
管螺纹的公差等级代号：外螺纹分A ，B 两级标注，内螺纹则不标注公差等级． 当螺纹为左旋时，注明旋向“LH ”，例如G1A —LH ，表示公差等级为A 级，左旋．若为右旋则不注明．
表9.2表示了常用标准螺纹的标注示例．
表9.2 常用标准螺纹标注示例
螺纹 种类
牙型符号
公称直径
螺距
导程
线数
旋向
标记、代号 标 注 示 例
粗牙普通螺纹
M 24 3 1 右
M24－6g
螺距、旋向省略不注
细牙普通螺纹
M 24 2 1 右
M24×2－6h 旋向省略不注
梯形 螺纹
Tr 20 4 8 2 左 Tr20×8（P 4）LH －7e
锯齿形螺 纹
S 40 7 14 2 右
S40×14（P 7） 旋向省略不注
非
螺
纹
密
封
的
管
螺
纹 G 1 右 G1A
对于非标准螺纹（例如矩形螺纹），必须画出牙型并注上全部尺寸及有关要求（图
9.14）．
(a)在视图上画局部
剖视 (b)另画局部放大图
图9.14 非标准螺纹的画法及尺寸标注
标注特殊螺纹时，应在牙型符号前加注“特”字 (图9.15) ．
图9.15 特殊螺纹的标注
六 螺纹紧固件
螺栓、螺柱、螺钉、螺母和垫圈等统称为螺纹紧固件．这些零件大都带有螺纹，以便将机器零、部件连接在一起．由于它们应用广泛，在结构形状和尺寸方面都已标准化，每种零件都有专用的规定标记，根据规定标记可在国家标准中查到它们的结构、形式和全部尺寸，就可进行选用．
下面分别介绍螺栓连接、螺柱连接和螺钉连接的用途、画法及其标记．
(一) 螺栓连接 螺栓连接由螺栓、螺母和垫圈组成，用于两个不太厚的零件的连接．如图9.16所示，被连接的是零件l 和零件2．
图9.16 螺栓连接
螺栓、螺母、垫圈的种类很多，常用的是六角螺栓、六角螺母和平垫圈．它们的标记形式如表9.3所示．
表9.3 常用螺栓、螺母和垫圈的种类及其标记
名称 图 例 标记说明 螺(a) 六角头螺栓A 级和B 级GB5780-86
栓螺栓GB5780—86—M10×100 表示螺纹规格d ＝M10，公称长度l ＝100mm ，C 级的六角头螺栓．
(b) 六角头螺栓A 级和B 级GB5782-86
螺螺母GB6170-86-M12
表示螺纹规格D =M12, A 级
的I 型六角螺母．
注：有关详细尺寸以及其他种类的螺栓、螺母和垫圈，请查阅手册或有关标准．
例：
螺栓GB5780－86—M10×70
表示螺纹规格d ＝M10，公称长度l ＝70mm ，C 级六角头螺栓．
螺母GB6170—86—M10
表示螺纹规格D ＝M10，A 级的I 型六角螺母．
垫圈GB97.2—85—10－140HV
表示公称直径d ＝10mm ，性能等级为140HV 级，倒角型平垫圈．140HV 表示材料的硬度．HV ≥140．
根据标记、可从有关标准中查得某一螺纹紧固件的各部分尺寸．例如根据螺栓GB5780—86－M10×70，可从附录：附表4中查出b ＝26，k ＝6.4，r ＝0.4，e ＝17.77，s ＝16．
常用的螺栓、螺母和垫圈的种类及标记见表9.3．
根据这些连接件的标记，可从附录：附表4、表9、表10和表11中查出它们的全部数据．
螺栓、螺母、垫圈及其连接通常采用近似画法，即以螺栓直径d 为依据，其它各部分尺寸都定出与d 的一定比例，由此算出相应尺寸画出．图9.17示出螺栓、螺母和垫圈的近似画法中各部分尺寸与螺栓直径d 的关系．图9.18示出螺栓连接的近似画法．
母 Ⅰ型六角螺母A 级和B 级GB6170-86 垫圈 (a)平垫圈A 级 (b)平垫圈倒角型A 级 GB97.1-85 GB97.2-85 垫圈GB97.1-85-10- 140HV 表示公称尺寸d = 10mm, 性能等级为140HV 级的平垫圈
图9.17 螺栓、螺母和垫圈的近似画法
螺栓连接作图时，当剖切平面通过螺栓、螺母、垫圈的轴线，这些标准件均按不剖画出．
图9.18 螺栓连接近似画法
（二） 螺柱连接 在图9.16中，当零件2很厚，如果使用螺栓连接，螺杆就会太长，这时应当使用螺柱连接．如图9.19所示．连接前，在一零件 (零件1) 较薄的连接部位钻一通孔 (约1.1d ) ，在另一零件 (零件2) 较厚的连接部位加工出不通的螺孔，见图9.20(a)．连接时，将螺柱旋入端长度b m 旋紧在螺孔中，然后在螺柱的另一端装上有通孔的零件，套上垫圈，拧上螺母，见图9.20(b)．
图9.19 螺柱连接
根据结构不同，螺柱分为A 型和B 型两种型式 (表9.4) ．A 型是车制，B 型是辗制． 旋入端长度b m 与被旋入零件的材料有关
b m ＝1d (用于钢) ，见GB897—88；
b m ＝1.25d (用于铸铁) ，见GB898—88；
b m ＝1.5d (用于铸铁) ，见GB899—88；
b m ＝2d (用于铝合金) ，见GB900—88．
螺柱的规定标记为
螺柱GB898—88－M10×50
表示螺柱两端的螺纹都是M10，公称长度l ＝50mm ，B 型，b m ＝1.25d ．当按B 型制造时，在型式尺寸代号中“B ”字省略不注．
表9.4 螺柱的形式及其标记
图 例 标 记 说 明
螺柱GB898－88－AMl0—M10×l ×50表
示旋入机体一端为粗牙普通螺纹，旋螺母一端为
螺矩1mm 的细牙普通螺纹，直径10mm ，长l
＝50mm ，b m ＝1.25d ，按A 型制造的双头螺柱．
螺柱GB898－88－M10×50表示两端均为
粗牙普通螺纹，直径 10mm ，长l ＝50mm ，b m
＝1.25d ，按B 型制造的双头螺柱．
螺柱连接画法，通常也采用近似画法 (图9.20) ．画图时注意如下：
1．不论螺柱是A 型还是B 型，都按图9.20所示的方法绘制．
2．螺柱旋入端的螺纹终止线，应画成与两被连接件叠合处的表面相重合．
3．当剖切平面通过螺柱、螺母、垫圈的轴线，这些标准件也按不剖画出．
(a)连接前 (b)连接后
图9.20 螺柱连接的近似画法
螺柱的详细尺寸见附录：附表5．
(三) 螺钉连接 按用途可分为连接螺钉和紧定螺钉．
常用的连接螺钉有开槽圆柱头螺钉、开槽沉头螺钉、紧定螺钉等．
螺钉连接一般用于受力不大而又不需经常拆卸的地方，其连接形式与螺柱连接相似，只是它不用螺母而是依靠螺钉头部把两被连接件压紧，如图9.21(a)所示．
图9.21(b)为螺钉连接的近似画法，画图时应注意下列几点：
(a) (b)
图9.21 螺钉连接及其近似画法
1．螺钉的公称长度l 应按被连接件的厚度δ与旋入机体的深度b 0之和来确定，见图9.21(a)，应再化整成标准系列值．螺钉旋入机体的深度b 0同螺柱的旋入端长度一样应根据机体的材料而定，b 0的计算方法与螺柱连接中b m 的计算方法相同．为保证连接可靠，必须使 (l —b ) ＜δ，即螺钉上的螺纹不能全部旋入螺孔内，而应保留一定的余量．
2．在垂直于螺钉轴线的投影面的视图中，螺钉头部的起子槽要偏转45°画出．
3．与螺钉头接触的被连接件，必须制成光孔，而不能制成螺孔．
(a)连接前 (b)连接后
图9.22 锥端紧定螺钉的连接画法．
紧定螺钉用来固定两个零件的相对位置，使它们不产生相对运动．如图9.22中开槽锥端紧定螺钉，固定了轮子与轴的相对位置，轮子就不会沿轴向滑出．
紧定螺钉按其末端型式不同有锥端紧定螺钉、平端紧定螺钉、圆柱端紧定螺钉等．
螺钉的规定标记为
螺钉GB65—85—M5×30
表示螺纹为M5，公称长度l ＝30mm 的开槽圆柱头螺钉．
常用的螺钉种类及其标记见表9.5．
表9.5 常见的螺钉种类及其标记
种类 图 例 标记说明
连接螺钉(a) 开槽圆柱头螺钉 (b) 开槽沉头螺钉
(GB65-85) (GB68-85) 螺钉GB65—85—M5×30表示螺纹规格d ＝M5，公称长度l ＝30mm 开槽圆柱头螺钉．
注：有关详细尺寸及其他类型螺钉，请参看手册或有关标准． 紧定螺钉 (a) 开槽锥端紧定螺钉(Gb71-85) 螺钉GB71—85—M10×30表示螺纹规格d ＝M10，公称长度l ＝30mm 开槽锥端紧定螺钉． (b) 开槽平端紧定螺钉(GB73-85) (c) 开槽长圆柱端紧定螺钉(GB75-85)
螺钉的详细尺寸见附录：附表6、附表7、附表8．
图9.23所示出的为各种螺钉头部的比例画法．
(a)开糟圆柱头螺钉 (b)开糟沉头螺钉 (c)紧定螺钉
图9.23 螺钉头部的比例画法
(四) 螺纹连接简化画法 在装配图上，螺纹连接之处甚多，为了简化作图，螺纹紧固件的工艺结构，如倒角、退刀槽、缩颈、凸肩等均可省略不画．同时，不穿通的螺纹孔可不画出钻孔深度，仅按螺纹有效部分的深度 (不包括螺尾) 画出．六角头螺栓的头部和六角螺母的外形也可简化成正六棱柱来画，如图9.24(a，b) 所示．
在装配图上，如果螺钉起子槽的投影很狭窄，可把槽口全部涂黑．起子槽在垂直于螺钉轴线的投影面的视图中也涂黑，但要画成偏转45°，见图9.24(c)所示．
(a) (b) (c)
图9.24 螺纹连接的简化画法
§9.2 键、销连接
一 键连接
键通常用来连接轴和装在轴上的转动零件 (如齿轮、皮带轮等) ，起传递扭矩的作用，这种连接称为键连接．这时必须在轮毂和轴上分别加工出键槽，将键嵌入键槽里．这样，轴与轮子就可连接在一起转动，如图9.25所示．
(a) 平键连接 (b)半圆键连接
图9.25 键连接
常用的键有普通平键和半圆键．图9.26和图9.27表示平键和半圆键的画法和尺寸注法．
(a) (b) (c)
图9.26 普通平键
图9.27 半圆键
键属于标准件，其结构形式、尺寸和技术要求在国家标准中有统一规定，见附录：附表12．
加工轮毂上的键槽一般用插刀或拉刀，轴上的键槽用铣刀加工．图9.8示出键槽的加工方法、画法和尺寸注法．图上尺寸b ，t ，t 1的数值根据轴径d 或孔径D 在附录：表13中查出．
(a)轮毂上的键槽 (b)轴上的平键槽 (c)轴上的半圆键槽
图9.28 键槽加工方法和尺寸标注
普通平键标记示例：
键B18×100 GBl096－79
表示键宽b ＝18mm ，键长L ＝100mm ，键高h ＝11mm (从附录：附表13查出) 的平头B 型普通平键．A 型为圆头普通平键，标记“A ”字可省略不注．
普通平键的高度h 和宽度b 是根据被连接的轴的直径在附表13中选取，而长度L 则按轮毂长度，参照附表12长度系列确定．键的其余尺寸和键槽尺寸均可在这两个表中查到．
半圆键标记示例：
键6×25 GBl099－79
表示键宽b ＝6mm ，高h ＝10mm ，直径d 1＝25mm 的半圆键．
键在装配图上的画法如图9.29所示．在主视图上，键被纵向剖切，按不剖处理，不画剖面线；左视图上被横向剖切，要画剖面线．
21
(a)普通平键连接 (b)半圆键连接
图9.29 键连接的画法
普通平键和半圆键的工作面是它们的两个侧面，所以键和键槽的两侧面应紧密接触，画图时同一侧的键和键槽的侧面画成重合的直线，不留空隙；而键的顶面与轮毂顶面不是工作表面，不应接触，画图时此处应画出间隙．
二 销连接
销连接属于可拆的连接，通常用于零件间的连接、定位或防松．销是标准件，常用的销有圆柱销 (GB119—86) 、圆锥销 (GB117－86) 和开口销 (GB91—86) ．圆柱销按其配合的不同，共有四种：A 型 (dm6)、B 型 (dh8)、C 型 (dh11)、D 型 (du8) ．圆锥销有两种：A 型 (磨削) 和B 型 (车削) ．圆锥销的公称直径是指小端直径，它有1 : 50的锥度．
用销连接和定位的两个零件上的销孔，常须一起加工，故在零件图上应注写“配作”或“与××件配作”(表9.6) ．
常用销的形式、规定标记、尺寸注法及其连接画法详见表9.6．
圆柱销和圆锥销的各部分尺寸见附录：表14、表15．
使用螺栓连接时，为了防止螺母松动而使连接失效，可采用开槽螺母并加开口销．这种螺母有一端加工出通槽，同时螺栓杆部开一小孔．螺母拧入后，使槽对准小孔，把开口销从槽口的一端插入孔内，从槽口另一端伸出，然后把开口销扳开，使它不能从小孔滑出，螺母便不会松动．见表9.6．
表9.6 常见销的形式、规定标记、尺寸注法及连接画法 名称 型 式 连接画法和尺寸标注
22
圆
柱
销
标记：
公称直径d =8，长度l =30，A 型圆柱销：
销GB119―86―A8×30
圆
锥
销
标记：
公称直径d =4，长度l =20，A 型圆锥销：
销GB117―86―A4×20
开
口
销
标记：
开口销：公称直径d =5，长度l =50，A 销
销GB119―86―A5×50
§9.3 齿轮
一 齿轮传动的形式
23
齿轮传动在机器中应用很广泛，它既可以用来传递动力，也可以用来变换转速和旋转方向．
常用的齿轮传动形式有三种：
(一) 圆柱齿轮 用于两平行轴之间的传动，见图9.30(a)；
(a)圆柱齿轮 (b)圆锥齿轮 (c)蜗轮与蜗杆
图9.30 齿轮的种类
(二) 圆锥齿轮 用于相交两轴之间的传动，见图9.30(b)；
(三) 蜗轮与锅杆 用于交叉两轴之间的传动，见图9.30(c)．
二 直齿圆柱齿轮
圆柱齿轮由于轮齿与齿轮轴线方向不同，可分为直齿、斜齿和人字齿等，按其齿廓曲线分，又有渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮等．这里只介绍使用最普遍的渐开线齿轮，重点是直齿圆柱齿轮．
(一) 直齿圆柱齿轮各几何要素的名称和尺寸关系 (图9.31) ：
齿顶圆直径d a —— 过齿顶面所作的圆的直径．
齿根圆直径d f —— 过齿根所作的圆的直径．
分度圆直径d —— 齿轮上一个假想的圆柱面，轮齿的尺寸以此圆柱面为基准来确定，该圆柱与垂直于齿轮轴的平面的交线即为分度圆．它位于齿厚和齿间相等的地方． 齿厚s —— 每个轮齿在分度圆上的弧长．
齿间ω —— 两齿相邻两侧面在分度圆上的弧长，对于标准齿轮：ω＝s ．
齿距p —— 在分度圆上相邻两齿对应点之间的弧长，对于标准齿轮：p ＝s ＋ω． 齿宽b —— 轮齿的轴向长度．
齿顶高h a —— 分度圆至齿顶圆间的径向距离．
齿根高h f —— 分度圆至齿根圆间的径向距离．
齿高h —— 齿顶高与齿根高之和，故h ＝h a ＋h f ．
压力角α—— 也称齿形角，如图9.31(b)所示．它是轮齿在分度圆上啮合点P 处的受力方向和该点瞬时运动方向之间的夹角．我国标准齿轮的压力角规定为20°．
齿数z —— 一个齿轮的轮齿总数．
24
(a) (b)
图9.31 圆柱齿轮各部分名称
模数m 是设计和制造齿轮的重要参数．模数与轮齿有关参数间的关系如下： 从图9.31可以看出，齿轮分度圆的周长
z ． πd ＝zp ，于是d ＝p 令m ＝p，则d ＝mz ．式中m 称为模数．
从上式可知：模数m 与齿距p 成正比，而p ＝s ＋ω＝2s ．这表明m 越大，齿厚s 也越大，轮齿承载力就越强．为了便于设计和制造，模数的数值已标准化和系列化．标准模数值列于表9.7中．
一对啮合的齿轮，它们的模数和压力角必须相同．
表9.7 模数标准系列 (GDl357—873) 第一系列 0.1, 0.12, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.25, 1.5, 2, 2.5,
3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50
0.35, 0.7, 0.9, 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 p 第二系列
注：选取时，优先采用第一系列，括号内的模数尽可能不用．
计算轮齿各几何要素的基本参数是模数m 和齿数z ，其计算公式见表9.8．
表9.8 标准直齿圆柱齿轮的计算公式 名 称
分度圆直径
齿顶高
齿根高 d =mz h a =m h f =1.25m 计 算 公 式 举例（已知m =10, z=25） d =10×25=250mm h a =10mm h f =1.25×10=12.5mm
25
齿顶圆直径
齿根圆直径
中心距 d a =d +2h a =mz +2m =m (z +2) d f =d －2h f =mz －2.5m =m (z －2.5) a =(d 1+d 2)/2 d a =10×(25+2)=270mm d f =10×(25－2.5)=225mm 根据一对啮合齿轮的分度圆直径d 1
和d 2算出a
(二) 单个圆柱齿轮的画法 齿轮的轮齿是在专用机床上用齿轮刀具加工出来的，故一般不需要画出轮齿的真实投影．《齿轮画法》(GB 4459.2—84). 规定了齿轮的画法如下所述 (图9.32) ．
绘制齿轮外形投影时：
1．齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制；
2．分度圆和分度线用点划线绘制；
3．齿根圆和齿根线用细实线绘制，如图9.32(a)，也可省略不画，如图
9.32 (b) ． 如果在齿轮的非圆视图上作剖视，轮齿规定按不剖绘制，如图9.32(c)．
对于斜齿圆柱齿轮和人字齿轮，可将非圆视图画成半剖视或局部剖视，在表示外形的部分画出三根与轮齿方向平行的细实线，用来表示轮齿的方向，如图9.32(d)．
(a)不剖画法 (b)不剖画法
(c)剖视画法 (d)剖视画法
图9.32 圆柱齿轮的规定画法
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图9.33 圆柱齿轮零件图
齿轮零件图，除用视图表达形状外，还需根据生产要求，完整、合理地注出尺寸．轮齿部分只注出齿顶圆直径、分度圆直径及齿宽，齿根圆直径不注．在零件图的右上角，注出模数、齿数、压力角和精度等．直齿圆柱齿轮零件图如图9.33所示．
(三) 齿轮啮合的规定画法
1．外形视图画法．图9.34示出一对啮合的直齿圆柱齿轮，在投影为圆的视图上，两分度圆应相切，在啮合区内，齿顶圆用粗实线画出，如图9.34(a)或省略不画，如图
9.34(b)．在投影为非圆的视图上，啮合区内的齿顶线、齿根线不画出，而分度线则用粗实线绘制，见图9.34(b)．
(a)剖视图画法 (b)外形视图画法
图9.34 圆柱齿轮的啮合画法．
2．剖视图画法．在平行于两齿轮轴线的投影的剖视图中，轮齿仍作不剖处理；在啮合区中，两齿轮的分度线重合为一条点划线；两齿轮的齿顶线，一条画成粗实线，另
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一条被遮挡的画成虚线；两齿轮的齿根线都画成粗实线，如图9.34(a)所示．齿顶线与齿根线之间，应有0.25m 的间隙，因为h f — h a ＝1.25m — m ＝0.25m ．其放大的投影见图9.35．
图9.35 啮合区的投影
三 锥齿轮与蜗轮蜗杆简介
(一) 锥齿轮 锥齿轮通常用于垂直相交的两轴之间的传动．锥齿轮有直齿和斜齿， 以直齿圆锥齿轮最常用．由于轮齿是在圆锥面加工出来的，因而齿厚一端大一端小，模数也随着齿厚的变化而由大变小．国家规定以大端的模数作为标准模数，用它来确定轮齿的有关尺寸．一对啮合的锥齿轮，其模数也必须相同．锥齿轮各部分几何要素的名称见图9.36．
图9.36 直齿圆锥齿轮各几何要素的名称和代号
单个直齿圆锥齿轮的主视图画成全剖视，反映为圆的视图中用粗实线画出齿大端和齿小端的齿顶圆，用点划线画出齿大端分度圆，齿根圆不画出，如图9.36所示．其啮合画法见图9.37．
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图9.37 锥齿轮啮合画法．
(二) 蜗杆与蜗轮 蜗杆和蜗轮用于垂直交叉的两轴之间的传动，通常蜗杆为主动，蜗轮为从动．蜗杆的外形很象一段梯形螺纹的螺杆，有单头和双头，左旋和右旋．蜗杆的齿数 (即头数) z 1相当于该螺杆上梯形螺纹的头数．蜗轮则与斜齿轮相似，其齿数z 2远大于z 1．蜗杆转一周时蜗轮只转过一个齿或两个齿，故蜗杆蜗轮机构常用于减速齿轮箱中．啮合的蜗杆和蜗轮具有相同的模数，且蜗轮的螺旋角等于蜗杆的螺旋线升角．
蜗杆和蜗轮各部分几何要素的代号和规定画法见图9.38和图9.39．蜗轮、蜗杆的画法与圆柱齿轮基本相同，但是在蜗轮投影为圆的视图中，只画出分度圆和最大圆，不画齿顶圆和齿根圆，如图9.39所示．蜗杆常用一个主视图表示，如要表示齿形时可画出几个齿的齿形，如图9.38所示．蜗轮与蜗杆的啮合画法见图9.40．在主视图中，蜗轮被蜗杆遮住的部分不画出；在左视图中，蜗轮的分度圆和蜗杆的分度线相切，其余见图中所示．
图9.38 蜗杆各几何要素的代号和规定画法
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图9.39 蜗轮各几何要素的代号和规定画法
(a) (b)
图9.40 蜗杆、蜗轮的啮合画法
§9.4 弹簧
弹簧的用途很广，种类也很多，它主要用于减震、夹紧、测力和储存能量等．弹簧在外力去掉之后能立即恢复原状．用得较多的弹簧有图9.41所示的几种．本节只介绍圆柱螺旋压缩弹簧的画法和尺寸计算方法．
(a)压缩弹簧 (b)拉伸弹簧 (c)扭转弹簧 (d)蜗卷弹簧
图9.41 常用的弹簧．
一 圆柱螺旋压缩弹簧各部分名称及其尺寸关系
这种弹簧的术语、代号以及有关的尺寸计算如图9.42所示．
簧丝直径d —— 制造弹簧的钢丝直径．
弹簧外径D —— 弹簧外圈直径．
弹簧内径D l —— 弹簧内圈直径．D 1＝D —2d ．
弹簧中径D 2 —— 弹簧外径和内径的平均值．D 2＝(D l 十D ) ／2＝D 1十d ＝D 一d ．
有效圈数n 、支承圈数n 2和总圈数n 1 —— 为了使压缩弹簧工作时受力均匀，增加 30
稳定性，所以制造时将两端并紧磨平，且仅起支承作用的各圈称为支承圈，一般取支承圈数n 2＝1.5，2及2.5．除支承圈外，保持相等螺距的圈数称为有效圈数．支承圈数与有效圈数之和称为总圈数，即n 1＝n 十n 2．
节距t —— 除支承圈外，相邻两圈对应点间的轴向距离． 自由高度H 0 —— 弹簧不受外力时的高度．H 0＝nt 十 (n 2—0.5) d ．
簧丝展开长度L —— 弹簧钢丝胚料长度．L ≈l (p D 2) +t ． 旋向——簧丝绕线方向，有左、右旋两种，无规定时一般制成右旋．
2
2
图9.42 螺旋弹簧各部分名称
二 圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法
按真实投影绘制弹簧很复杂，为了简化作图，国家标准 (GB 4459.4—84) 规定了弹簧的画法 (图9.43) ．
(1) 在平行于弹簧轴线的投影面的视图中，螺旋弹簧各圈的轮廓线应画成直线． (2) 螺旋弹簧均可画成右旋．左旋螺旋弹簧不论画成左旋还是右旋，一律加注旋向“左”字．
(3) 螺旋压缩弹簧不论支承圈的圈数多少，均按图9.43所示情况绘制．图9.43分别表示弹簧的视图、剖视图和示意图画法．
(a)视图 (b)剖视图 (c)示意图
图9.43 圆柱螺旋压缩弹簧画法
(4) 有效圈数在4圈以上的螺旋弹簧，其中间部分可省略不画．两端除支承圈外，还应画出l 一2圈有效圈．当中间部分省略后，应该适当缩短图形的长度．
(5) 在装配图中，弹簧作剖视时被弹簧挡住的结构不画出，可见部分应从弹簧的外轮廓线或从弹簧钢丝剖面的中心线画起，如图9.44(a)所示．如弹簧钢丝剖面的直径在图形上等于或小于2mm 时，剖面可以涂黑表示如图9.44(b)所示，也可用示意图绘制，如图9.44(c)所示．
(a)不画挡住部分的零件轮廓 (b)簧丝剖面涂黑 (c)簧丝示意画法
图9.44 装配图中弹簧的规定画法
三 圆柱螺旋压缩弹簧画法示例
例：已知弹簧外径D ＝45mm ，簧丝直径d ＝5mm ，节距t ＝10mm ，有效圈数n ＝8，支承圈数n 2＝2.5，右旋，试画出这个弹簧．
(a)根据自由高度H 0 (b)根据簧丝直径d (c)根据节距t 作 (d)按右旋方向作簧丝 和弹簧中径D 2作 画出支承圈部分 簧丝剖面 剖面图的切线，加 作矩形ABCD 深，画剖面线
图9.45 弹簧的画图步骤
解：先计算作图用的数据：
弹簧中径D 2＝D —d ＝45—5＝40mm 自由高度H 0＝nt 十(n 2—0.5) d
＝8×10十(2.5—0.5) ×5＝90mm
画图步骤见图9.45． 四 圆柱螺旋压缩弹簧的图例
圆柱螺旋压缩弹簧的图例如图9.46所示．
图9.46 弹簧零件图
§9.5 滚动轴承
滚动轴承是用来支承旋转轴的部件．它结构紧凑，摩擦小，在机器、仪表中应用广泛．滚动轴承是标准组件，使用时根据设计要求，按照国家标准规定的代号选用．画装配图时，根据国家标准规定的简化画法或示意画法画出即可． 一 滚动轴承的结构及其分类
滚动轴承的种类很多，但其结构大致相同，一般由外圈、内圈、滚动体及保持架组成，如图9.47所示．内圈装在轴上，随轴一起转动；外圈装在机体或轴承座内，一般固定不动；滚动体安装在内、外圈之间的滚道中，其形状有球形、圆柱形和圆锥形等，当内圈转动时，它们在滚道内滚动；保持架用来隔离滚动体，使各滚动体之间保持一定的距离．
图9.47 滚动轴承
滚动轴承按其承受负荷方向的不同，可分为三种型式 (表9.9) ： （一）向心轴承 主要用于承受径向负荷，例如深沟球轴承．
（二）推力轴承 主要用于承受轴向负荷，例如平底推力球轴承．
（三）向心推力轴承 可以同时承受径向负荷和轴向负荷，例如圆锥滚子轴承．
表9.9 常用滚动轴承画法及其尺寸比例
名称
标准号、结构、代号
简 化 画 法
示 意 画 法
GB276-89
深沟球轴承
000型
(1) 由D ，B 画出外轮
廓；
(2) 由(D-d)/2=A，画出
内、外圈剖面； (3) 由A/2，B/2定出滚
珠球心，以A/2为直径画圆；
(4) 由球心向上、向下作
60°斜线，交滚珠圆两点；
(5) 自所求两点作出外
（内）圈的内（外）轮廓
GB297-84
(1) D ，d ，T ，B ，C 画
出外轮廓；
(2) 由(D-d)/2=A，画出
内、外圈剖面； (3) 由A/2，T/2定出滚
锥中心，再作倾斜15°线画出滚子轴线； (4) 由A/2，A/4，C 作出
滚锥外形线；
(5) 作出内、外圈轮廓
圆锥滚子轴承
7000型
GB301-84
平底推力球轴承
8000型
(1) 由D ，T 画出外轮
廓；
(2) 由(D-d)/2=A，画内外圈剖面；
(3) 由A/2，T/2定出滚
珠中心，以T/2为直径画圆；
(4) 由珠中心向上、向下
作60°斜线，交滚珠圆两点；
(5) 自所求两点，作左、
右圈的轮廓线
注：主要尺寸的数值由标准中查出．
二 滚动轴承的画法
滚动轴承是标准组件，不必画出其各组成部分的零件图．在装配图上，只需根据轴承的几个主要外形尺寸，例如外径D 、内径d 、宽度B ，画出外形轮廓，轮廓内用简化画法或示意画法绘制 (表9.9) ．深沟球轴承各主要尺寸的数值由标准中查出 (见附录：附表16) ．
三 滚动轴承的代号
为了便于选用，国家标准 (GB272—88) 规定了滚动轴承的代号，基本代号用七位数字表示，但通常只用到四位．在标注时，当最左边为“0”时规定不写．代号的数字从右边数起：
第一、二位数字表示轴承内径，代号数字为00，01，02，03时分别表示内径d ＝10，12，15，17mm ；代号数字为04—99时，代号数字乘以5，即为轴承内径．
第三位数字表示轴承直径系列，即在内径相同时，有各种不同的外径尺寸．例如，该位数字l 和7为特轻系列，2为轻窄系列，3为中窄系列，4为重窄系列等．
第四位数字表示轴承类型．例如该位数字为0表示深沟球轴承，7表示圆锥滚子轴承，8表示推力球轴承等．
下面举例说明滚动轴承的规定标记： 滚动轴承208 GB276—89；
径：d ＝8×5＝40mm ， 直径系列：“2”为轻窄系列，
型：最左边的“0”规定不写， 即为深沟球轴承．
滚动轴承8107 GB301—84
表示内径：d ＝7×5＝35mm ， 表示直径系列：“1”为特轻系列， 表示类型：“8”为平底推力球轴承．