机械制图教程第36讲－齿轮、轴承和弹簧

课    题：1、直齿圆锥齿轮

          2、蜗杆、蜗轮简介

3、滚动轴承

4、弹簧

课堂类型：讲授        

教学目的：1、简单介绍直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮的画法

2、讲解滚动轴承和弹簧的种类、用途和规定画法

教学要求：1、了解直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮的画法

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

教学重点：1、滚动轴承的种类、用途和规定画法

          2、弹簧的种类、用途和规定画法

教学难点：1、直齿圆锥齿轮的画法

2、蜗杆、蜗轮的画法

教    具：模型：“直齿圆锥齿轮”、“蜗杆、蜗轮” 、“单列向心球轴承” 、“圆柱螺旋压缩弹簧”；

挂图：“齿轮参数”、 “直齿圆柱锥轮的画法”、“蜗杆、蜗轮的画法”、“滚动轴承的画法”、“弹簧的画法”、  

教学方法：对照挂图和教学模型讲解。

教学过程：

一、复习旧课

1、复习直齿圆柱齿轮各部分的名称及参数。

2、复习直齿圆柱齿轮的的画法、尺寸标注和啮合画法。

二、引入新课题

本次可继续介绍另外两种齿轮——直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮，以及两种常用件——滚动轴承和弹簧。

三、教学内容

（一）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'内有大、小端之分, 如图7—31（a）所示。

为了计算和制造T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h a及

齿根高h f等，如图7—31（b）所示。

（a）                                         （b）

             图7—31    圆锥齿轮各部分名称

2、直齿圆锥齿轮的画法简介

（1）单个圆锥齿轮画法（如图7—32所示）

（a） （b）

                  （c）                                        （d）

图7—32    单个圆锥齿轮的画图步骤

3、圆锥齿轮的啮合图画法（如图7—33所示）

图7—33    圆锥齿轮啮合图的画法

（二）蜗杆、蜗轮简介

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。具体画法见图7—34所示。

图7—34    h杆的规定画法

2、蜗轮的规定画法

蜗轮的画法与圆柱齿轮基本相同，如图7—35所示。在投影为圆的视图中，轮齿部分只需画出分度圆和齿顶圆，其它圆可省略不画，其它结构形状按投影绘制。

图7—35    蜗轮的规定画法

3、蜗杆、蜗轮的啮合画法

蜗杆、蜗轮的啮合画法，如图7—36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。

图7—36    蜗杆蜗轮的啮合画法

（三）滚动轴承

 <7—37  滚动轴承的结构

滚动轴承是用来支承旋转轴的部件，结构紧凑，摩擦阻力小，能在较大的载荷、较高的转速下工作，转动精度较高，在工业中应用十分广泛。滚动轴承的结构及尺寸已经标准化，由专业厂家生产，选用时可查阅有关标准。

1、滚动轴承的结构和类型

滚动轴承的结构一般由四部分组成，如图7—37所示。

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'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: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。                                        

2、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l号  内径代号

1）类型代号

轴承类型代号用阿拉伯数字或大写拉丁字母表示，其含义见表7—6。对照表7—6讲解。

2）尺寸系列代号

尺寸系列代号由滚动轴承的宽（高）度系列代号和直径系列代号组合而成，用两位数字表示。它主要用来区别内径相同而宽（高）度和外径不同的轴承。详细情况请查阅有关标准。

3）内径代号

内径代号表示轴承的公称内径，见表7—7。对照表7—7讲解。

（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、右添加的补充代号。具体情况可查阅有关的国家标准。

轴承代号标记示例：

6208   第一位数6表示类型代号，为深沟球轴承。第二位数2表示尺寸系列代号，宽度系列代号0省，直径系列代号为2。后两位数08表示内径代号，d=8×5=40mm。

N2110   第一个字母N表示类型代号，为圆柱滚子轴承。第二、三两位数21表示尺寸系列代号，宽度系列代号为2，直径系列代号为1。后两位数10表示内径代号，内径d=10×5=50mm。

3、滚动轴承的画法

国家标准GB/T4459.7—1998对滚动轴承的画法作了统一规定，有简化画法和规定画法，简化画法又分为通用画法和特征画法两种。

（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i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，通用画法的尺寸比例见表7—8。对照表7—8讲解。

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。常用滚动轴承的特征画法的尺寸比例示例见表7—9。对照表7—9讲解。

（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。其尺寸比例见表7—10。对照表7—10讲解。

（四）弹簧

弹簧是机械、电器设备中一种常用的零件，主要用于减震、夹紧、储存能量和测力等。弹簧的种类很多，使用较多的是圆柱螺旋弹簧，如图7—38所示。本节主要介绍圆柱螺旋压缩弹簧的尺寸计算和规定画法。

（a） 压缩弹簧                   （b） 拉伸弹簧                 （c） 扭力弹簧

图7—38    圆柱螺旋弹簧

1、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。D1＝D－2d。

（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，D2＝（D＋D1）/2＝D1＋d＝D－d。

（5）有效圈数n ——保持相等节距且参与工作的圈数。

（6）支承圈数n2 ——为了使弹簧工作平衡，端面受力均匀，制造时将弹簧两端的至1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。n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n1 ——有效圈数和支承圈数的总和，即n1＝n＋n2。

（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），H0＝nt＋（n2－0.5）d。

（10）弹簧的展开长度L ——制造弹簧时所需的金属丝长度，L≈n1。

（11）旋向——与螺旋线的旋向意义相同，分为左旋和右旋两种。

2、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p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。

弹簧的表示方法有剖视、视图和示意画法，如图7—39所示。

             （a）  剖视                （b）  视图            （c）  示意图

图7—39    圆柱螺旋压缩弹簧的表示法

圆柱螺旋压缩弹簧的画图步骤如图7—40所示。

（a） （b）

                （c）                                        （d）

图7—40    圆柱螺旋压缩弹簧的画图步骤

(2)装配图中弹簧的简化画法

在装配图中，弹簧被看作实心物体，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7—41（a）、（b）所示。当簧丝直径在图形上小于或等于2mm并被剖切时，其剖面可以涂黑表示，如图7—41（b）所示。也可采用示意画法，如图7—41（c）所示。

（a）被弹簧遮挡处的画法         （b）簧丝断面涂黑             （c）簧丝示意画法

图7—41   装配图中弹簧的画法

四、小结

1、直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮的画法

2、滚动轴承的种类、用途和规定画法

3、弹簧的种类、用途和规定画法