第八章 标准件和常用件的特殊表示法
学习要点
- 掌握螺纹、常用螺纹紧固件及其连接的规定画法和标注。
- 了解直齿圆柱齿轮及其啮合的规定画法。
- 了解键、销的画法和标记。
- 了解滚动轴承和圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法。
本章采用的国家标准主要有:《机械制图 螺纹及螺纹紧固件表示法》(GB/T 4459.1—1995)、《机械制图 齿轮表示法》(GB/T 4459.2—2003)、《通用齿轮和重型机械用圆柱齿轮 模数》(GB/T 1357—2008)、《机械制图 滚动轴承表示法》(GB/T 4459.7—1998)、《滚动轴承 分类》(GB/T 271—2008)、《机械制图 弹簧表示法》(GB/T 4459.4—2003)、《冷卷圆柱螺旋弹簧技术条件 第 2 部分:压缩弹簧》(GB/T 1239.2—2009)、《普通圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数(两端圈并紧磨平或制扁)》(GB/T 2089—2009)、《圆柱螺旋弹簧尺寸系列》(GB/T 1358—2009)等。
第一节 螺 纹
一、螺纹的形成及螺纹要素
1. 螺纹的形成
螺纹是指在圆柱或圆锥表面上沿着螺旋线所形成的,具有规定牙型断面的连续凸起和沟槽。凸起部分称为螺纹的牙,其顶端称为牙顶,沟槽底部称为牙底。在圆柱表面上加工的螺纹称为圆柱螺纹;在圆锥表面上加工的螺纹称为圆锥螺纹。在圆柱(或圆锥)外表面形成的螺纹称为外螺纹,在圆柱(或圆锥)内表面形成的螺纹称为内螺纹。
常用的螺纹加工方法分为切削加工和挤压加工两类。图 8-1 所示为用车刀切削加工螺纹,将零件装夹在车床的卡盘上,卡盘带动零件做匀速旋转,同时螺纹车刀沿零件轴线做匀速直线运动,当螺纹车刀给零件一个适当的背吃刀量时,在零件表面即形成了螺纹。
图 8-2 所示为用丝锥攻螺纹,先用钻头钻出光孔(孔的锥顶角规定画成 $120^\circ$),再用丝


锥攻螺纹制成内螺纹。
2. 螺纹的工艺结构和结构要素
(1)螺纹的工艺结构
1)螺纹端部。 为了便于装配,在内外螺纹的端部一般加工成倒角、倒圆,如图 8-3 所示。

2)螺尾和退刀槽。 加工螺纹时,由于车刀的退出和丝锥的本身结构,都会造成螺纹最后几个牙型不完整,这一段螺纹称为螺纹的收尾,简称螺尾。螺尾为非正常工作部分。车削螺纹时,为了便于退刀,并避免产生螺尾,可在螺纹的终止处预先车出一小槽,称为退刀槽,如图 8-4 所示。

(2)螺纹的结构要素
1)牙型。 在通过螺纹轴线的断面上,螺纹轮廓的形状称为螺纹的牙型,常见的有三角形、梯形、锯齿形等,如图 8-5 所示。螺纹牙型标志着螺纹特征,它以不同的代号来表示,称为螺纹特征代号,如“M”“Tr”“B”等。在螺纹牙型上,相邻两牙相邻两侧面间的夹角称为牙型角,不同种类螺纹的牙型角各不相同。

2)直径。 螺纹的直径分为大径($d$ 或 $D$)、小径($d_1$ 或 $D_1$)、中径($d_2$ 或 $D_2$),如图 8-6 所示。
- ① 大径(公称直径)。 与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱面的直径,称为螺纹的大径,也称公称直径。外螺纹的大径用 $d$ 表示,内螺纹的大径用 $D$ 表示。
- ② 小径。 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱面的直径,称为螺纹的小径。外螺纹的小径用 $d_1$ 表示,内螺纹的小径用 $D_1$ 表示。
- ③ 中径。 假想在大径和小径之间有一圆柱面,其母线上螺纹牙型的凸起宽度与沟槽宽度相等,这一圆柱面的直径称为螺纹中径。外螺纹的中径用 $d_2$ 表示,内螺纹的中径用 $D_2$ 表示。中径是反映螺纹精度的主要参数。
3)线数 $n$。 形成螺纹时,螺旋线的条数称为线数。螺纹有单线和多线之分,沿同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 8-7 所示。

4)螺距 $P$ 和导程 $P_h$。 螺纹相邻两牙在中径线上对应两点间的距离,称为螺距,用 $P$ 表示。同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点间的距离,称为导程,用 $P_h$ 表示。单线螺纹的导程等于螺距,多线螺纹的螺距、导程和线数之间的关系为:$P_h = nP$,如图 8-7 所示。

5)旋向。 螺纹旋向有左旋和右旋之分,如图 8-8 所示。内、外螺纹旋合时,顺时针旋入的螺纹称为右旋螺纹;逆时针旋入的螺纹称为左旋螺纹。判断螺纹旋向时,可将其沿轴线竖起,螺纹可见部分由左向右上升为右旋,反之为左旋。工程上常用右旋螺纹。
内、外螺纹须配合使用,只有螺纹要素完全相同的内、外螺纹才能旋合。
在螺纹的各要素中,牙型、大径和螺距为基本要素,这三个基本要素都符合国家标准的螺纹称为标准螺纹;牙型符合国家标准,而大径或螺距不符合国家标准的螺纹称为特殊螺纹;牙型不符合国家标准的螺纹称为非标准螺纹(如矩形螺纹)。
二、螺纹的表示法
1. 螺纹的规定画法
国家标准规定了螺纹在图样中的特殊表示法,见表 8-1。
| 种类 | 规定画法 | 说明 |
|---|---|---|
| 外螺纹 | 小径线画入倒角 C0.15d,螺纹终止线画粗实线,螺纹长度 $l$,大径线画粗实线;倒角圆不画,约 3/4 圈细实线圆 |
1. 外螺纹大径用粗实线表示,小径用细实线表示并画入倒角内;螺纹终止线用粗实线表示。 2. 螺纹小径尺寸约 $0.85d$($d$ 为外螺纹大径),倒角约 $0.15d$。 3. 在投影为圆的视图中省略倒角圆,小径画成约 3/4 圈细实线圆。 |
| 外螺纹 | A—A 剖视图,剖面线画到大径为止 |
采用剖视图或断面图时,剖面线应画到表示大径的粗实线为止。 |
| 外螺纹 | 带内孔的外螺纹,只画出表示螺纹牙高度的一段 | 在画带有内孔的外螺纹时,为了表示孔的结构,可以采用半剖视图或者局部剖视图,被剖切部分的螺纹终止线仅画出表示螺纹牙高度的一段。 |
| 内螺纹 | 剖视图:$0.85D$、$D$、C0.15D,倒角圆不画 |
1. 内螺纹小径用粗实线表示,大径用细实线表示,螺纹终止线用粗实线表示。 2. 螺纹小径尺寸约 $0.85D$($D$ 为内螺纹大径),倒角约 $0.15D$。 3. 在投影为圆的视图中省略倒角圆,大径画成约 3/4 圈细实线圆。 |
| 内螺纹 | A—A 剖视图,螺纹终止线画粗实线,剖面线画到小径为止 |
采用剖视图或断面图时,剖面线应画到小径的粗实线为止。 |
| 内螺纹 | 不通孔(盲孔)螺纹:螺孔深度、钻孔深度、底部圆锥角 $120^\circ$ | 1. 不通孔(盲孔)螺纹的钻孔深度大于螺孔深度 $0.5D$。 2. 钻孔底部圆锥角画成 $120^\circ$。 |
| 种类 | 规定画法 | 说明 |
|---|---|---|
| 内外螺纹旋合 | 旋合部分按外螺纹画,表示大、小径的粗、细线应对齐;A—A 剖视图中剖面线画到粗实线为止 |
1. 内、外螺纹旋合一般画成剖视图,旋合部分按外螺纹画,其余部分按各自的规定画。 2. 表示内、外螺纹大、小径的粗、细实线应分别对齐。 3. 剖视图或断面图中的剖面线应画到粗实线为止。剖切平面通过螺纹轴线时,外螺纹按不剖绘制。 |
2. 螺纹孔相交的画法
螺纹孔相交时,只需画出钻孔的交线,如图 8-9 所示。

3. 螺尾的画法
螺尾部分一般不必画出,当需要表示螺尾时,该部分的牙底用与轴线成 $30^\circ$ 的细线绘制,如图 8-10 所示。
注意: 在 GB/T 4459.1—1995 中规定,凡是图样中所标注的螺纹长度,均指不包括螺尾在内的有效螺纹的长度。
4. 螺纹牙型的表示法
在需要表示螺纹牙型,并注出所画的尺寸及要求时,可按图 8-11 所示画成局部剖视图或局部放大图。


三、螺纹的种类
标准螺纹的各要素如大径、螺距等均已规定,设计选用时应查阅相应标准。上述几种螺纹在图样中一般只需标注螺纹标记代号,即能区别出各种牙型。螺纹分为三大类,常用的螺纹分类如下:
- 螺纹
- 紧固连接螺纹——普通螺纹(粗牙、细牙)
- 传动连接螺纹
- 梯形螺纹
- 锯齿形螺纹
- 矩形螺纹(非标准螺纹)
- 管螺纹
- $55^\circ$ 密封管螺纹
- $55^\circ$ 非密封管螺纹
- $60^\circ$ 密封管螺纹
其中,普通螺纹牙型角为 $60^\circ$。同一种大径的普通螺纹,一般有几种螺距,螺距最大的一种称为粗牙普通螺纹,其余的称为细牙普通螺纹(主要用于细小的精密零件或薄壁零件)。
梯形螺纹是常用的传动螺纹,其牙型为等腰梯形,牙型角为 $30^\circ$;锯齿形螺纹的牙型为不等腰梯形,牙型角为 $33^\circ$。
$55^\circ$ 密封管螺纹牙型为三角形,牙型角为 $55^\circ$,这种螺纹旋合后有密封能力,常用于压力在 $1.57\,\text{MPa}$ 以下的管道,如日常生活中用的水管、煤气管润滑油管等。
$55^\circ$ 非密封管螺纹牙型为三角形,牙型角为 $55^\circ$,常用于电线管等不需要密封的管路系统中的连接。
$60^\circ$ 密封管螺纹的牙型为三角形,适用于管子、阀门、管接头、旋塞及其他管路附件的密封螺纹连接。
四、螺纹的图样标注
图样中的螺纹采用规定画法,对其五个要素,国家标准规定以不同螺纹的标记来表达。完整的螺纹标记由特征代号、尺寸代号、公差带代号和其他信息组成。
1. 普通螺纹的完整标记
普通螺纹完整标记的内容和格式为
螺纹特征代号 尺寸代号-公差带代号-旋合长度代号-旋向代号
各项说明如下:
- (1)螺纹特征代号 以字母“M”表示。
- (2)尺寸代号 单线螺纹尺寸代号为“公称直径×螺距”,同一大径的粗牙普通螺纹只有一种螺距,不需标注;细牙有多种螺距,必须标注;多线螺纹尺寸代号为“公称直径×Ph 导程 P 螺距”。
- (3)公差带代号 由中径和顶径公差带代号组成,若两个代号相同只注写一个。
注意: 公差带代号中外螺纹用小写字母、内螺纹用大写字母表示基本偏差代号。
- (4)旋合长度代号 普通螺纹的旋合长度分为短、中、长三组,分别用代号 S、N、L
表示(常用螺纹的旋合长度可查阅 GB/T 197—2003)。中等旋合长度(N)不标注。
- (5)旋向代号 左旋螺纹应标注旋向代号“LH”;右旋螺纹不标注。
螺纹副的标记:用斜线将其公差带代号分开,左边为内螺纹,右边为外螺纹,如 M18-6H/5g6g。
2. 梯形螺纹和锯齿形螺纹的完整标记
梯形螺纹和锯齿形螺纹完整标记的内容和格式为
螺纹特征代号 尺寸代号-旋向代号-公差带代号-旋合长度代号
各项说明如下:
- (1)螺纹特征代号 梯形螺纹以字母“Tr”表示,锯齿形螺纹以字母“B”表示。
- (2)尺寸代号 单线螺纹尺寸代号为“公称直径×螺距”,多线螺纹尺寸代号为“公称直径×导程(P 螺距)”。
- (3)旋向代号 左旋螺纹应标注旋向代号“LH”,右旋螺纹不标注。
- (4)公差带代号 只标注中径公差带代号。
- (5)旋合长度代号 只有中、长两组旋合长度。长旋合长度代号为“L”,中等旋合长度(N)不标注。
3. 管螺纹的完整标记
寸制密封管螺纹完整标记的内容和格式为
螺纹特征代号 尺寸代号-旋向代号
寸制非密封管螺纹完整标记的内容和格式为
螺纹特征代号 尺寸代号-中径公差带代号-旋向代号
各项说明如下:
- (1)螺纹特征代号
- Rp——$55^\circ$ 密封圆柱内管螺纹
- Rc——$55^\circ$ 密封圆锥内管螺纹
- G——$55^\circ$ 非密封管螺纹
- R₁——与圆柱内螺纹 Rp 相配合的圆锥外螺纹
- R₂——与圆锥内螺纹 Rc 相配合的圆锥外螺纹
- (2)尺寸代号 管螺纹的尺寸代号,一般指管子通孔的近似直径,并非螺纹大径,画图时需查阅国家标准。
- (3)公差带代号 非密封圆柱内螺纹的中径公差带代号可省略不标;非密封圆柱外螺纹中径公差带代号分为 A、B 两种,必须标注。
- (4)旋向代号 左旋螺纹应标注旋向代号“LH”,右旋螺纹不标注。
密封管螺纹副的标记:用斜线将其特征代号分开,左边为内螺纹,右边为外螺纹。例如,Rp/R₁ 3 LH。
非密封管螺纹副的标记:只标注外螺纹的标记代号。
4. 常用螺纹标注示例
普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的规定标注示例见表 8-2。
| 螺纹种类 | 螺纹代号 | 标记图例 | 标记形式 | 标记说明 |
|---|---|---|---|---|
| 普通螺纹 | M(粗牙) | M16-5g6g-S |
M16-5g6g-S |
粗牙普通螺纹,公称直径 $16\,\text{mm}$,单线,右旋,中径和顶径公差带代号分别为 5g 和 6g,短旋合长度。粗牙普通螺纹不标注螺距。 |
| 普通螺纹 | M(粗牙) | M16-6H-L-LH |
M16-6H-L-LH |
粗牙普通螺纹,公称直径 $16\,\text{mm}$,单线,左旋,中径和顶径公差带代号均为 6H,长旋合长度。 |
| 普通螺纹 | M(细牙) | M16×Ph2P1-5g6g-S |
M16×Ph2P1-5g6g-S |
细牙普通螺纹,公称直径 $16\,\text{mm}$,螺距 $1\,\text{mm}$,导程 $2\,\text{mm}$,双线,右旋,中径和顶径公差带代号分别为 5g 和 6g,短旋合长度。 |
| 管螺纹 | G($55^\circ$ 非密封) | G1/2 A |
G1/2 A |
$55^\circ$ 非密封外管螺纹,尺寸代号 1/2,公差等级为 A 级,右旋。外管螺纹的公差等级分为 A 级和 B 级,需标注。 |
| 管螺纹 | G($55^\circ$ 非密封) | G1/2 LH |
G1/2 LH |
$55^\circ$ 非密封内管螺纹,尺寸代号 1/2,公差等级为 A 级,左旋。内管螺纹的公差等级只有一种,不需标注。 |
| 管螺纹 | Rp/Rc/R₁/R₂($55^\circ$ 密封) | Rc3/4 |
Rc3/4 |
$55^\circ$ 密封圆锥内管螺纹,尺寸代号为 3/4,右旋。 |
| 螺纹种类 | 螺纹代号 | 标记图例 | 标记形式 | 标记说明 |
|---|---|---|---|---|
| 梯形螺纹 | Tr(单线) | Tr40×7-7e |
Tr40×7-7e |
梯形螺纹,公称直径 $40\,\text{mm}$,螺距 $7\,\text{mm}$,单线,右旋,中径公差带为 7e,中等旋合长度。 |
| 梯形螺纹 | Tr(多线) | Tr40×14(P7)LH-8H-L |
Tr40×14(P7)LH-8H-L |
梯形螺纹,公称直径 $40\,\text{mm}$,导程 $14\,\text{mm}$,螺距 $7\,\text{mm}$,双线,左旋,中径公差带代号为 8H,长旋合长度。 |
| 锯齿形螺纹 | B(单线) | B40×7LH-7e |
B40×7LH-7e |
锯齿形螺纹,公称直径 $40\,\text{mm}$,螺距 $7\,\text{mm}$,左旋,中径公差带代号为 7e,中等旋合长度(N 不标注)。 |
| 锯齿形螺纹 | B(多线) | B40×14(P7)-8c |
B40×14(P7)-8c |
锯齿形螺纹,公称直径 $40\,\text{mm}$,导程 $14\,\text{mm}$,螺距 $7\,\text{mm}$,双线,右旋,中径公差带代号为 8c,中等旋合长度(N 不标注)。 |
第二节 螺纹紧固件
一、常用螺纹紧固件及其规定标记
1. 螺纹紧固件
螺纹紧固件通过螺纹实现零件之间的连接和紧固。常用的螺纹紧固件有螺栓、双头螺柱、螺钉、螺母和垫圈等,如图 8-12 所示,并由专门的企业大批生产,使用单位可按生产要求根据相关标准选用。在机械设计中选用这些标准件时,不需要画出其零件图,但要写出规定的标记,便于外购。
2. 规定标记
常用螺纹紧固件的规定标记示例见表 8-3。

| 名称 | 图例 | 规定标记及说明 |
|---|---|---|
| 六角头螺栓 | 螺栓外形及六角头俯视图 | 螺栓 GB/T 5782 M8×30 名称:螺栓 国标代号:GB/T 5782 螺纹规格:M8 公称长度:30mm |
| 双头螺柱 ($b_m = 1d$) |
双头螺柱外形图 | 螺柱 GB/T 897 M10×40 名称:螺柱 国标代号:GB/T 897 螺纹规格:M10 公称长度:40mm |
| 开槽圆柱头螺钉 | 螺钉外形图 | 螺钉 GB/T 65 M10×45 名称:螺钉 国标代号:GB/T 65 螺纹规格:M10 公称长度:45mm |
| 开槽沉头螺钉 | 螺钉外形图 | 螺钉 GB/T 68 M10×50 名称:螺钉 国标代号:GB/T 68 螺纹规格:M10 公称长度:50mm |
| 开槽锥端紧定螺钉 | 紧定螺钉外形图 | 螺钉 GB/T 71 M10×35 名称:螺钉 国标代号:GB/T 71 螺纹规格:M10 公称长度:35mm |
| 名称 | 图例 | 规定标记及说明 |
|---|---|---|
| 六角螺母 | 螺母外形及俯视图 | 螺母 GB/T 6170 M10 名称:螺母 国标代号:GB/T 6170 螺纹规格:M10 |
| 平垫圈 | 垫圈外形及俯视图 | 垫圈 GB/T 97.1 10-140HV 名称:垫圈 国标代号:GB/T 97.1 公称尺寸:$\phi 10.5$ 螺纹规格:10(M10) 性能等级:140HV(硬度)级 |
| 标准型弹簧垫圈 | 垫圈外形及俯视图 | 垫圈 GB/T 93 10 名称:垫圈 国标代号:GB/T 93 公称尺寸:$\phi 10.5$ 螺纹规格:10(M10) |
二、螺纹紧固件及其连接表示法
1. 螺纹紧固件的规定画法
根据螺纹紧固件的规定标记,可从附录 C 或有关标准中查出它们的结构形式和全部尺寸。绘图时一般不按实际尺寸画出,而是采用比例画法,即螺纹紧固件的各部分尺寸(除公称长度 $L$ 外)均按与螺纹规格($d$ 或 $D$)成一定比例关系来确定。
2. 螺纹紧固件的连接画法
绘制螺纹紧固件的连接图时,应遵循下列基本规定:
- 两零件接触表面画一条线,非接触表面画两条线。
- 在剖视图中,相邻两个零件的剖面线方向相反,或方向一致间隔不等;同一个零件在不同剖视图中的剖面线方向和间隔必须一致。
- 剖切平面沿螺纹紧固件的轴线或实心零件的轴线剖切时,这些零件按不剖绘制,只画外形;必要时,可采用局部剖视。
3. 螺纹紧固件的连接类型
螺纹紧固件的连接类型主要有:
(1) 螺栓连接 螺栓连接用于两个零件不太厚并允许钻成通孔的场合。螺栓连接中各零件的比例画法及螺母、螺栓的简化画法如图 8-13 所示。
螺栓连接的比例画法和简化画法如图 8-14 所示。
螺栓的公称长度:
$$ l \geqslant t_1 + t_2 + h + m + a $$
式中,$t_1$、$t_2$ 是两个被连接件的厚度;$h$ 是平垫圈的厚度;$m$ 是螺母的厚度;$a$ 是螺栓伸出端的长度,一般取 $a = (0.3 \sim 0.4)d$,$d$ 为螺栓的公称直径。计算出 $l$ 值后,再从螺栓长度标准系列值中选取相近的标准长度。


(2) 双头螺柱连接 双头螺柱连接用于被连接件之一较厚且不宜钻成通孔的场合。螺柱的两端均制有螺纹,一端为旋入端,全部旋入螺孔内;另一端为紧固端。被连接的较厚零件加工螺孔,另一零件加工通孔。双头螺柱连接中各零件的比例画法及螺母、双头螺柱的简化画法如图 8-15 所示。

双头螺柱连接的比例画法和简化画法如图 8-16 所示。
注意: 旋入端的螺纹终止线应与螺孔的端面平齐,螺孔底部为 $120^\circ$ 锥角。
根据被旋入零件的材料不同,国家标准规定了四种旋入端长度 $b_m$:
- $b_m = d$(GB/T 897—1988)用于钢和青铜
- $b_m = 1.25d$(GB/T 898—1988)或 $b_m = 1.5d$(GB/T 899—1988)用于铸铁
- $b_m = 2d$(GB/T 900—1988)用于铝
其中,$d$ 是双头螺柱的公称直径。
螺柱的公称长度 $l$:
$$ l \geqslant t + h + m + a $$
式中,$t$ 是钻有通孔的较薄被连接件的厚度;$h$ 是弹簧垫圈的厚度;$m$ 是螺母的厚度;$a$ 是螺柱的伸出端长度,一般可取 $a = (0.3 \sim 0.4)d$,$d$ 是螺栓的公称直径。计算出的 $l$ 值的选用方法与螺栓连接相同。
(3) 螺钉连接 螺钉按用途可分为连接螺钉和紧定螺钉两类。
1)连接螺钉。 连接螺钉一般用于受力不大且不需经常拆卸的场合。常见的两种螺钉连接如图 8-17 所示。旋入螺孔一端的画法与双头螺柱相似,但螺纹终止线必须高于螺孔孔口,以使连接可靠。

注意: 在俯视图中,螺钉头部螺钉旋具槽按规定应画成与水平线倾斜 $45^\circ$。

螺钉的公称长度 $l$:
$$ l \geqslant t + b_m $$
式中,$t$ 是钻有通孔的较薄零件的厚度;$b_m$ 是旋入长度,其确定与双头螺柱连接相同,当被旋入零件的材料为钢和青铜时,取 $b_m = d$,材料为铸铁时,取 $b_m = 1.25d$ 或 $b_m = 1.5d$,材料为铝时,取 $b_m = 2d$。
2)紧定螺钉。 用来固定两零件的相对位置,使其不产生相对运动。使用时,螺钉拧入一个零件的螺孔中,将其尾端压进另一零件的凹坑或插入另一零件的小孔中。紧定螺钉连接如图 8-18 所示。

第三节 齿 轮
齿轮是机器或部件中广泛使用的传动零件,可以用来传递动力,改变转速和回转方向。齿轮属于常用非标准件,其参数中模数和压力角已标准化。
齿轮的种类很多,常见的三种齿轮传动形式如图 8-19 所示。
- 圆柱齿轮传动——用于两平行轴之间的传动;
- 锥齿轮传动——用于两相交轴之间的传动;
- 蜗轮蜗杆传动——用于两交叉轴之间的传动。
一、直齿圆柱齿轮主要术语
圆柱齿轮按其齿形方向可分为:直齿、斜齿和人字齿,这里主要介绍直齿圆柱齿轮,如图 8-20 所示。


(8) 压力角 $\alpha$ 一对啮合齿轮的轮齿齿廓在接触点 $C$ 处的公法线与两分度圆的内公切线之间的夹角称为压力角。渐开线齿轮分度圆上压力角为 $20^\circ$。
(9) 中心距 $a$ 一对啮合齿轮轴线之间的最短距离称为中心距。
一对正确啮合的齿轮,它们的模数和压力角都必须相等。
(1) 齿顶圆(直径 $d_a$) 通过轮齿顶部的圆。
(2) 齿根圆(直径 $d_f$) 通过轮齿根部的圆。
(3) 分度圆(直径 $d$) 标准齿轮上通过齿厚等于齿槽宽度所在位置的圆。分度圆是设计和制造齿轮时计算尺寸的依据。
(4) 齿高 $h$、齿顶高 $h_a$、齿根高 $h_f$ 齿顶圆和齿根圆之间的径向距离称为齿高;齿顶圆和分度圆之间的径向距离称为齿顶高;齿根圆和分度圆之间的径向距离称为齿根高;$h = h_a + h_f$。
(5) 齿距 $p$ 分度圆上相邻两齿间对应点的弧长称为齿距。齿距 $p =$ 齿槽宽 $e +$ 齿厚 $s$。
(6) 齿数 $z$ 齿轮的轮齿个数称为齿数。
(7) 模数 $m$ 齿轮的重要参数之一,$m = p / \pi$。因此,当齿数一定时,模数 $m$ 增大,则齿距 $p$ 增大,齿轮的承载能力就大。模数的数值已标准化,见表 8-4 所示。
| 第一系列 | 1 | 1.25 | 1.5 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 第二系列 | 1.125 | 1.375 | 1.75 | 2.25 | 2.75 | 3.5 | 4.5 | 5.5 | (6.5) | 7 | 9 | 11 | 14 | 18 | 22 | 28 | 36 | 45 |
注:选用模数时,应优先选用第一系列,括号里的模数尽可能不用。
二、直齿圆柱齿轮各部分的尺寸计算
齿轮各部分的尺寸均根据模数和齿数计算,见表 8-5。
| 名称 | 代号 | 计算公式 |
|---|---|---|
| 分度圆直径 | $d$ | $d = mz$ |
| 齿顶圆直径 | $d_a$ | $d_a = m(z + 2)$ |
| 齿根圆直径 | $d_f$ | $d_f = m(z - 2.5)$ |
| 齿顶高 | $h_a$ | $h_a = m$ |
| 齿根高 | $h_f$ | $h_f = 1.25m$ |
| 齿高 | $h$ | $h = h_a + h_f = 2.25m$ |
| 齿距 | $p$ | $p = \pi m$ |
| 齿厚 | $s$ | $s = p / 2$ |
| 中心距 | $a$ | $a = m(z_1 + z_2) / 2 = (d_1 + d_2) / 2$ |
三、圆柱齿轮表示法
1. 单个齿轮的规定画法
单个齿轮的规定画法如图 8-21 所示。

1) 用粗实线画齿顶圆和齿顶线。 2) 用细点画线画分度圆和分度线。 3) 在全剖的主视图中(见图 8-21a 右),当剖切平面通过齿轮的轴线时,轮齿按不剖画,齿根线用粗实线画。 4) 不剖时,用细实线画齿根圆和齿根线(见图 8-21a 左、b),也可省略不画。 5) 斜齿与人字齿的齿线形状,可用三条与齿线方向一致的细实线表示(见图 8-21c、d)。
6) 其他部分根据实际情况,按投影关系绘制。
2. 啮合齿轮的规定画法
一对标准齿轮正确啮合时,它们的分度圆相切,此时分度圆又称节圆。啮合齿轮的规定画法为(见图 8-22):
1) 非啮合区按单个齿轮的画法绘制。
2) 啮合区主视图采用全剖视图时,两齿轮的分度线重合,用细点画线表示,一般将主动齿轮的齿顶线画成粗实线,从动齿轮的齿顶线画成细虚线,两个齿轮的齿根线均画成粗实线(见图 8-22a 右);主视图画外形图时,啮合区两齿轮重合的节线画成粗实线,两齿轮的齿顶线和齿根线省略不画(见图 8-22a 左)。左视图在啮合区有两种画法,一种在啮合区画出齿顶线,一种在啮合区不画齿顶线(见图 8-22b、c)。
3) 斜齿和人字齿可以在主视图的外形图上用细实线表示齿轮的方向,画法同单个齿轮。

四、标准直齿圆柱齿轮的测绘
根据现有齿轮通过测量、计算,确定其主要参数及各部分尺寸,绘制所需视图的过程称为测绘,其步骤如下:
1) 数齿数 $z$。
2) 测量 $d_a$。偶数齿可直接量取;奇数齿可分步量取。
3) 计算 $m$。由 $m = d_a / (z + 2)$,算出 $m$,再查表取一接近的标准模数。
4) 根据齿数和模数计算齿轮各部分尺寸及测量其他部分尺寸。
5) 绘制齿轮的零件图(齿轮参数表一般放在图样右上角),如图 8-23 所示。

第四节 键 和 销
键和销属于标准件,其结构形式和尺寸均可从相关标准中查阅。
一、键及键连接
1. 键和键槽
键用于连接轴和安装在轴上的零件(如齿轮、带轮等),使它们一起转动,起传递转矩的作用。常用的键有普通平键、半圆键和钩头型楔键,如图 8-24 所示。常用键的形式和规定标记见表 8-6。

| 名称和国标 | 图例 | 规定标记 |
|---|---|---|
| 普通平键 GB/T 1096—2003 |
平键外形及端视图 | GB/T 1096 键 $b \times h \times L$ |
| 半圆键 GB/T 1099.1—2003 |
半圆键外形及端视图 | GB/T 1099.1 键 $b \times h \times D$ |
| 钩头型楔键 GB/T 1565—2003 |
钩头楔键外形及端视图 | GB/T 1564 键 $b \times L$ |
<!-- 存疑:第 217 页 钩头型楔键“名称和国标”列为 GB/T 1565—2003,但其“规定标记”列写为 GB/T 1564,按图面文字转录。 -->
使用键连接时,需在轴和轮毂上加工键槽。绘制键连接图时,应根据轴径查阅相关国家标准,确定轴和轮毂的键槽尺寸及极限偏差。普通平键连接时,键槽的结构和尺寸如图 8-25 所示。

2. 键连接的规定画法
(1) 普通平键连接 键的两侧面是工作面,连接时与轴和轮毂的键槽侧面接触;键的底面也与轴的键槽底面接触,绘制键连接图时,这些接触的表面均应画成一条线。键的顶面为非工作面,与轮毂的键槽顶面不接触,应画两条线表示其间隙,如图 8-26a 所示。
(2) 半圆键连接 半圆键与普通平键连接的情况基本相同,其画法如图 8-26b 所示。
(3) 钩头型楔键连接 钩头型楔键的顶面有 $1:100$ 的斜度,键的顶面和底面是工作面,分别与轮毂的键槽顶面和轴的键槽底面接触,这些接触的表面均应画成一条线。键的两
侧面为非工作面,连接时与键槽的侧面不接触,应画两条线表示其间隙,如图 8-26c 所示。

二、销及销连接
常用的销有圆柱销、圆锥销和开口销(与槽型螺母配合使用,起防松作用),如图 8-27 所示。销主要用于零件间的连接或固定,也可作为安全装置中的过载剪断元件。

| 名称和国标 | 形式(简图) | 规定标记及说明 |
|---|---|---|
| 圆柱销 GB/T 119.1—2000 |
圆柱销简图 | 公称直径 $d = 8\,\text{mm}$,公差为 m6,公称长度 $l = 30\,\text{mm}$,材料为钢,不经淬火,不经表面处理的圆柱销的规定标记为: 销 GB/T 119.1 8m6×30 |
| 名称和国标 | 形式(简图) | 规定标记及说明 |
|---|---|---|
| 圆锥销 GB/T 117—2000 |
圆锥销简图 | 公称直径 $d = 10\,\text{mm}$,公称长度 $l = 60\,\text{mm}$,材料为 35 钢,热处理硬度为 28~38HRC,表面氧化处理的 A 型圆锥销的标记为: 销 GB/T 117 10×60 |
| 开口销 GB/T 91—2000 |
开口销简图 | 公称规格为 $5\,\text{mm}$,公称长度 $l = 50\,\text{mm}$,材料为低碳钢,不经淬火,不经表面处理的开口销的规定标记为: 销 GB/T 91 5×50 |
圆柱销和圆锥销的连接画法如图 8-28 所示。

注意:
1) 当剖切平面沿销的轴线剖切时,销按不剖绘制。
2) 用销连接和定位的两个零件上的销孔,通常一起加工,并在零件图上注写“装配时作”或“与××件配作”。
第五节 滚动轴承
滚动轴承是一种支承旋转轴的组件,因其具有结构紧凑、摩擦阻力小、转动灵活、使用寿命长等特点,在机械设备中被广泛应用。
一、滚动轴承的结构和类型
滚动轴承通常由外圈、内圈、滚动体及保持架组成。一般外圈装在机座的轴孔内,固定不动;内圈套在轴上,随轴一起转动;保持架将滚动体隔开,使其均匀分布在圆周方向。滚动轴承的分类主要有:
1. 按所承受载荷方向不同分类
(1) 向心轴承 主要用于承受径向载荷,如深沟球轴承(见图 8-29a)。
(2)推力轴承 主要用于承受轴向载荷,如圆锥滚子轴承(见图 8-29b)和推力球轴承(见图 8-29c)。
- 按滚动体不同分类
(1)球滚动轴承 滚动体为球体。
(2)滚子滚动轴承 滚动体为滚子(又分为圆柱滚子、圆锥滚子等)。

二、滚动轴承的代号和标记
国家标准规定,滚动轴承的代号组成和排列顺序如下:
前置代号 基本代号 后置代号
滚动轴承的基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸,一般情况下只标记轴承的基本代号;当轴承的结构形状、尺寸、公差、技术性能等有改变时,用前置和后置代号在基本代号左右添加补充代号。本书仅介绍基本代号的相关内容,其他内容可查阅有关国家标准。
1. 滚动轴承的基本代号
滚动轴承的基本代号组成和排列顺序如下:
类型代号 尺寸系列代号 内径代号
(1)类型代号 用阿拉伯数字或大写拉丁字母表示,见表 8-8。
| 代号 | 轴承类型 | 代号 | 轴承类型 |
|---|---|---|---|
| 0 | 双列角接触球轴承 | 6 | 深沟球轴承 |
| 1 | 调心球轴承 | 7 | 角接触球轴承 |
| 2 | 调心滚子轴承和推力调心滚子轴承 | 8 | 推力圆柱滚子轴承 |
| 3 | 圆锥滚子轴承 | N | 圆柱滚子轴承,双列或多列用 NN 表示 |
| 4 | 双列深沟球轴承 | U | 外球面球轴承 |
| 5 | 推力球轴承 | QJ | 四点接触球轴承 |
(2)尺寸系列代号 由两位数字组成,前者表示宽(高)度系列代号,后者表示直径系列代号。
(3)内径代号 由两位数字组成,表示轴承的公称直径(轴承内圈孔径)。内径代号为 00、01、02、03 时,轴承的公称直径分别是 10mm、12mm、15mm、17mm;内径代号大于或等于 4 时,公称直径 = 内径代号 $\times 5$(在 20~480mm 范围内)。
例如:轴承 6208
代号含义:6——类型代号,表示深沟球轴承;
2——尺寸系列代号,为 02 系列,对深沟球轴承首位为 0 时可省略;
08——内径代号,公称直径 $d = 8 \times 5\text{mm} = 40\text{mm}$。
2. 滚动轴承的标记
滚动轴承的完整标记应为:名称、代号、国家标准号。
轴承标记示例:
滚动轴承 6208 GB/T 276—2013;滚动轴承 30308 GB/T 297—2015
三、滚动轴承表示法
在装配图中画滚动轴承时,先根据国家标准查出其外径 $D$、内径 $d$ 和宽度 $B$ 或 $T$ 等主要尺寸,再采用简化画法(分为通用画法和特征画法,在同一图样中一般只采用其中一种画法)或规定画法进行绘制。几种常用滚动轴承的规定画法及基本代号见表 8-9。
| 轴承名称、类型及标准号 | 规定画法 | 特征画法 | 类型代号 | 尺寸系列代号 | 基本代号 |
|---|---|---|---|---|---|
| 深沟球轴承 60000 型 GB/T 276—2013 | 规定画法示意图,标有 $B$、$B/2$、$A/2$、$d$、$D$、$60^\circ$ | 特征画法示意图 | 6 | 宽(高)度系列代号:(0)1、(0)2、(0)3、(0)4、11、14、16;直径系列代号:对应基本代号 | 6000、6200、6300、6400、61100、61400、61600 |
| 圆锥滚子轴承 30000 型 GB/T 297—2015 | 规定画法示意图,标有 $T$、$C$、$A/2$、$d$、$D$、$B$、$15^\circ$ | 特征画法示意图,标有 $30^\circ$ | 3 | 01、05、08、21、22、24、32 | 30100、30500、30800、32100、32200、32400、33200 |
(续)
| 轴承名称、类型及标准号 | 规定画法 | 特征画法 | 类型代号 | 尺寸系列代号 | 基本代号 |
|---|---|---|---|---|---|
| 推力球轴承 50000 型 GB/T 301—2015 | 规定画法示意图,标有 $T$、$T/2$、$d$、$D$、$A/2$、$60^\circ$ | 特征画法示意图,标有 $A/6$ | 5 | 03、07、09、22、25、34、40 | 50300、50700、50900、52200、52500、53400、54000 |
注意:在规定画法的剖视图中,滚动体不画剖面线;内、外圈的剖面区域内可画成方向和间隔相同的剖面线,在不致引起误解时,允许省略不画。