第29讲 螺纹紧固件及其连接

教学目标：1、使学生熟悉常用螺纹紧固件的标记；

2、使学生掌握螺纹紧固件的画法；

3、使学生掌握螺纹紧固件连接的画法

教学重点：螺纹紧固件及其连接的画法

教学难点：螺纹紧固件连接的画法

教学用具：多媒体

教学过程：

一、回顾：

我们在前面讨论了螺纹的基本要素、连接、标注以及画法，今天讨论几种最常用的螺

纹连接的标准件。

在可拆连接中，螺纹紧固件连接是工程上应用得最广泛的连接方式。因此，要掌握常

用螺纹紧固件的标记、画法及其连接画法。

二、常用螺纹紧固件及其标记（GB/T 1237—2000）

螺纹紧固件的类型和结构形式很多，可根据需要从有关标准中查出其尺寸，一般无需画

出它们的零件图。表7-5列出了常用的几种紧固件的名称、标准号、型式及标记示例。

参看教材表7-5

三、常用螺纹紧固件的画法

中被广泛应用，在装配图中画它的机会很多，因此必须熟练掌握其画法。绘制螺纹紧固

件的方法按尺寸来源不同，分为比例画法和查表画法两种。

1、比例画法

根据螺纹公称直径（d、D），按与其近似比例关系计算出各部份尺寸后作图。

此法作图方便，画连接图常用。图7-19为常用螺栓，和螺母的垫圈的比例画法，图中

注明了近似比例关系。螺栓头部和螺母因30倒角而产生截交线，此截交线为双曲线，作图

时，常用圆弧近似代替双曲线的投影。

图7-19 螺栓 螺母和垫圈的比例画法

图7-20为三种螺钉头部的比例画法。

图7-20 螺钉头部的比例画法

2、查表画法

根据紧固件标记，在相应的标准中（见附表2-21~附表2—10）查得各有关尺寸后作图。

例如需绘制下例螺栓，螺母，垫圈的视图，则可从附录有关表格中表查得各主要部分尺

寸。

（1）螺栓GB/5782—2000 M10×40

直径d=10 六角头对边距s=16 螺纹长度b=26

螺栓头厚度k=6.68 公称长度l=40 六角头对角距E=17.7

(2.) 螺母 GB/T6170一2000 M10

厚度Mmax=8.4 其他尺寸与螺栓头部对应部份相同

(3) 垫圈 GB/T97.1-1985 10

外径D=20 内径D=10.5 厚度H=2

根据上述尺寸,即可绘制它们的视图(图9一21)。图中的视图配置，为表达所常用。

四、螺纹紧固件的连接画法

螺纹紧固件的连接形式通常有螺栓连接，螺柱连接和螺钉连接三类。

（一） 螺栓连接

螺栓连接一般适用干两个不太厚并允许钻成通孔的零件连接，如图9一22a。连接前，

先在两被连接件上钻出通孔，如图7-22b,通孔直径一般取1.1d(d为螺栓公称直径)；将螺栓

从一端插入孔中，如图7-22c;另一端再加上垫圈，拧紧螺母，即完成了螺栓连接，如图9一

22d。

为了适应连接不同厚度的零件，螺栓有各种长度的规格。螺栓长度l可按下式估算：

L=t+t+h+m+a

式中：T，T为被连接件的厚度；m为螺母厚度；a为螺栓伸出螺母的长度。h、m均以d为

参考数按比例或查表画出，a≈（0.2～0.3d）。

绘制螺纹紧固件连接装配图，应遵守下列基本规定：

（1）凡不接触的相邻表面，或两相邻表面基本尺寸不同，不论其间隙大小（如螺杆与通

孔之间），需画两条轮廓（间隙过小可夸大化出）。两零件接触表面处只画一条轮廓线。

（2）在剖视、断面图中、相邻两零件的剖面线，应画成不同方向或同向而不同间隔加以

区别。且同一零件在各个剖视、断面图中，其剖面线方向和间隔必须相同。

（3）当连接图画成如图7-22d；所示的剖视图，即剖切平面通过螺杆的轴线时，对于螺

栓螺母及垫圈等均按未剖切绘制，即仍画其外形。

（二）螺柱连接

当被连接两零件之一较厚，或不允许钻成通孔而难于采用螺柱连接；或因拆装频繁，又

不宜采用螺钉连接时，可采用螺柱连接，如图7-23a。螺柱的两端都制有螺纹。连接前，先

在较厚的零件上加工出螺纹，在另一较薄的零件上加工出通孔（孔径≈1.1d），如图7-23b；

然后将双头螺柱的一端（旋入端）旋紧在螺孔内7-23c；再在双头的另一端（紧固端）套上 带通孔的被连接零件，加上垫圈，拧紧螺母，即完成了螺柱连接，如图7-23d。

螺柱连接中的几个有关尺寸确定如下：

1、为保证连接牢固，双头螺柱旋入端的长度b随旋入零件（机体）材料的不同而有四

种长度：

b=1d (用于钢或青铜)

b=1.25d

b=1.5d (用于铸铁)

b=2d (用于铝合金)

2、螺孔与钻孔深度(图7-24)

机体上螺孔的深度应大于旋入端螺纹长度b一般取为b+0.5d;钻孔深度取b+d。

3、螺柱的公称长度L（图7-23d）可通过计算选定：

L=t+h+m+a 式中：t为通孔零件厚度；h为垫圈厚度；m为 螺

母厚度；a为螺柱伸出螺母的长度，a≈（0.2～0.3）d。

画螺柱连接时，还应注意以下几点：

（1）连接图中，螺柱旋入端的螺纹终止线应与结合面齐平，

表示旋入端全部拧入，足够拧紧。

（2）弹簧垫圈用作防松，外径比普通垫圈小，以保证紧压

在螺母底面范围之内。弹簧垫圈开槽的方向应是阻止螺母动方

向，在图中应画成与水平线成60°向左上倾斜的两条（或一条

加粗线），两线间距为m，见附表2-6。其作图比例见图7-19c。

在装配图中，螺栓连接和螺柱连接提倡采用如图7-25所示的简

化画法，将螺栓端部倒角及螺母、螺栓六角头部因倒角而产生

的截交线省略不画；螺孔中钻孔深度也略去不画。

（三） 螺钉连接

螺钉按用途可分为连接螺钉和紧定螺钉

两类。连接螺钉一般用于受力不大不需经常

拆装的零件连接中。它的两个被连接件，较

厚的零件加工出螺孔，较薄的零件加工出通

孔（沉孔和通孔的直径分别稍大于螺钉头和

螺秆的直径），如图7-26a；不用螺母，直接

将螺钉穿入通孔拧入螺孔中，如图7-26b。这

种连接图的画法，其拧入螺孔端与螺柱连接

相似，穿过通孔端与螺栓连接相似。

螺钉的公称长度L，可按下列计算后在长

度系列中选取标准值：

L=t+bm-k

式中：t为沉孔零件厚度;bm为螺纹的旋入深

度，可根据被旋入零件（机体）的才；材料

决定（同两头螺柱）；K为沉头座深度，可相

应地近似取附表2-7、附表2-10中的K值。

画内六角螺钉连接图时要注意以下几点：

（1）螺纹终止线应高于两零件的结合面，表示螺钉有拧紧余地，以保证连接紧固。

（2）螺钉头部与沉孔、螺钉与通孔间分别都有间隙，应画两条轮廓线。

（3）在俯视图中，内六孔倒角圆的投影可省略不画，如图7-26b。

图7-27为常见的沉头螺钉连接图，

其公称长度L为螺钉的全长，L=T+b。螺钉头部的一字槽，在主视图中放正画在中间位置；俯视图中规定画成与水平线倾斜45度角；如果画左视图，一字槽按规定也画在中间位置。槽的宽度可用加粗的粗实线（2b）简化表示。

紧定螺钉用来固定两零件的相对位置，使它们不产生相对运动。图7-28所示，轴、轮

固定在一起，可先在轮廓的适当部位加工出螺孔、然后将轮、轴装配在一起，以螺孔导向，

在轴上钻出锥坑，最后拧入紧定螺钉，即可限定轮、轴的相对位置，使其不能产生轴向相对移动。

五、小结：本节讨论了螺栓、螺柱和螺钉三种不同的螺纹紧固件的用途以及他们的画法，重点在于掌握它们的比例画法以及简化画法，这些需要在课后的练习中进一步学习和巩固。

第三讲

7-2齿轮

齿轮是应用非常广泛的传动件，用以传递动力和运动，并具有改变转速和转向的作用。依据两齿合齿轮轴线在空间的相对位置不同，常见的齿轮传动可分为下列三种形式（图9-43）：

(1) 圆柱齿轮传动——有于两平行之间的传动。

(2) 圆锥齿轮传动——用于两相之间的传动。

(3) 蜗杆蜗轮传动——用于两交叉之间的传动。

齿轮传动的另一种形式为齿轮齿条传动（图9-44），

可用于转动和移动之间的运动转换。

常见的齿轮轮齿是直齿和斜齿。齿轮又有标准齿和

非标准齿之分，具有标准齿的齿轮称为标准齿轮。本节

介绍具有渐开线齿形的标准齿轮的有关知识与规定画

法。

一、 直齿圆柱齿轮（直齿轮）

(一) 直齿圆柱齿轮各部分名称及有关参数（图9-45）

1、齿顶圆（直径d1）

通过圆柱齿轮齿顶的曲面称为齿顶圆柱面。齿顶圆柱面与端平面的交线称为齿顶圆。

2、齿根圆（直径d2）

通过圆柱齿轮齿根的曲面称为齿根圆柱面。齿根圆柱面与端平面的交线称为齿根圆。

３.分度圆（直径d）

齿轮设计和加工时计算尺寸的基准圆称为分度圆。它位于齿顶圆和齿根圆之间，是一个约定的假想圆。

４.节圆（直径d）

两齿轮合时，位于连心线OO上的两齿廓点P，称为节点。分别以O O为圆心，OP为半径所作的两个相切的园称为节圆。 正确安装的标准齿轮的d=d。

5.齿高h

轮齿在齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高。齿高h分为齿顶高h，齿根高h两段（h=h+h）:

齿根高h齿根圆与分度圆之间的径向距离；

吃根高h齿根圆与分度圆之间的径向距离；

6.齿数z

即轮齿的个数，它是齿轮计算的主要参数之一。

8.模数m

由于分度圆周长 πd=pz

所以 d=p/πz

令 p/π=m

则 d=mz

式中m称为齿轮的模数，它等于齿距与圆周率π的比值。模数以毫米为单位，为了便于设计和制造，模数的数值已标准化，如图9-12所示。

模数是设计、制造齿轮的重要参数。由于模数m与齿距p成正比。而p决定了轮齿的大小，所以m

的大小反映了轮齿的大小。模数大，轮齿大，在其他条件相同的情况下，轮齿的

承载能力也就大，反之承载能力就小。另外，能配对折合的两个齿轮，其没，模数必须相等。加工齿轮也须选用与齿轮模数相同的刀具，因而模数又是选择刀具的依据。

9.压力角、齿形角a

如图9-45所示，轮齿在分度圆上齿合点p的受力方向（即渐开线齿廓曲线的法线方向）与该点的瞬时速度方向（分度圆的切线方向）所夹的锐角a称为压力角。我国规定的标准压力角a=20度。

加工齿轮用的基本齿条的法向压力角称为吃形角。故齿形角也为20度，也用a表示。

10.中心距a

两圆柱齿轮轴线之间的距离称为中心距。装配准确的标准齿轮，其中心距a=d1/2+d2/2=1/2(z1+z20

(二)、直齿圆柱齿轮各基本尺寸计算

齿轮轮齿各部分的尺寸都是根据模数来确定的。标准直齿圆柱齿轮各基本尺寸计算关系见表9-13。

（三）、直齿圆柱齿轮的画法

单个齿轮的画法

齿轮的轮齿部分，按GB/T4459.2——1984规定绘制（图9-46）

（1）齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制。

（2）分度圆和分度线用细点画线绘制。（分度线应超出轮齿两端面2-3mm）

（3）齿根圆和齿根线用细实线绘制，也可省略不画；在剖视图中，耻根线用粗实线绘制，这时不可省略。

（4）在剖视图中，当剖切平面通过齿轮轴线时，齿轮一律按不剖处理。

齿轮除了轮齿部分外，其余轮体结构均应按真

实投影绘制。轮体的结构和尺寸，由设计要求

确定。

齿轮属于轮盘类零件，其表达方法与一般

轮盘类零件相同。通常将轴线水平放置，可选

用两个视图（图9-47）；或一个视图和一个局

部视图（参见图9-53），其中的非圆视图可作

半剖视或全剖视。

2、两齿轮齿合的画法。

两齿轮齿合时，除齿合区外，其余部分均按单个齿轮绘制。齿合区按如下规定绘制（图9-48）：

（1）在垂直于齿轮轴线的投影面的视图（反映为圆的视图）中，两节圆应相切，齿顶圆均按粗实线绘制。如图9-48a左视图所示；在齿合的齿顶圆也可以省略不画，如图9-48b左视图所示。齿根园全部省略不画。

（2）在平行于齿轮轴线的投影面的视图（非圆视图）中，当采用剖视且剖切平面通过两齿轮轴线时（图9-48a主视图），在齿合区将一个齿轮的轮齿用粗实线绘制，另一个齿轮的轮齿被遮挡的部分用虚线绘制，虚线也可省略。

当不采用剖视而用外形视图表示时，齿合区的齿顶线不需画出，节线用粗实线绘制；非齿合的节线仍用细点画线绘制，齿根线均不画出（图9-48b主视图）。

如果两轮齿宽不等，则齿合区的画法如图9-49所示。不论两轮齿宽是否一致，一轮的齿顶线与另一轮的齿根线之间，均应有0.25m的间隙。

图9-50为齿轮齿条啮合画法（对应的轴测图见图9-44）。

（四）渐开线齿形的近似画法

由于制造或表注尺寸的需要，有时要在齿轮零件图上画出一个或两个齿形。渐开线齿形有多种近似画法，现介绍其中一种（图9-51），作图步骤如下：

1、画两个圆弧

画齿顶圆弧（直径d）、分度圆弧（直径d）、齿根圆弧（直径d）其中

2、分齿

自圆心O，按360/z分齿，作出1-2个齿的对称线，其中的一条为OO。在分度圆上量取。 式中：S为齿厚；P为齿距。

3、画齿形

连接OA并取其中心点O，以O为圆心，OA为半径作圆弧交基圆与O点。

以O为圆心，OA为半径作弧，在顶圆与基圆之间得BC，即为所求齿形的一部分。

在基圆与根圆之间，做径向线CE，并以r=0.2m(m为模数)

的小圆弧与根圆光滑相连，既得

半边齿形。与相同方法做另一侧齿形，既成。

（五）标准直齿圆柱齿轮的绘制

根据齿轮实物，通过测量，计算确定其主要参数和各基本尺寸，并测量其余各部分尺寸，然后绘制齿轮零件图的过程，称为齿轮绘制。齿轮绘制除齿轮部分外，其余部分与一般轮盘类零件的绘制方法相同，而齿轮部分主要在于确定齿数z和模数m这两个基本参数。直齿圆柱齿轮绘制的一般步骤如下：

1、确定齿数z

数出被测齿轮的齿数。

2、测量齿顶圆直径d

当齿轮的齿数是偶数时，可直接量得d，如图9-52a所示；当齿数为奇数时，应通过测出轴孔直径D和孔壁至齿顶的径向距离H（图9-52b），然后按下式算出d。

3、确定模数

根据

d= m（z+2），得m= d/ （z+2）

将d和z代入上式中，可算出模数m，并对照模数表9-12选取与其相近的标准模数值。

4、计算各基本尺寸

根据确定的标准模数，用表9-13的公式计算出等基本尺寸（注意，当取标准模数后，应重新核算d，一修正或确定所测之d值）

5、校对中心局a

计算所得的尺寸要与实测的中心距核对，必须符合下式：a=1/2(d1+d2)=1/2m(z1+z2)

6、测量齿轮其他各部分尺寸

7、绘制直齿圆柱齿轮零件

图90-53所示为直齿圆柱齿轮的零件图（图中省略了部分内容）。在齿轮零件图中，除

具有一般零件的内容外，齿顶圆直径、分度圆直径必须直接注出，齿根圆直径规定不注（因加工时该尺寸由其他参数控制）；并在图样右上角的参数栏中注写模数、齿数、齿形、齿形角等基本参数。

作业：