项目四绘制直齿圆柱齿轮零件图

学 习 目 标 如图所示为直齿圆柱齿轮零件，绘制其零件图 。通过完成此项目，掌握标准直齿圆柱齿轮轮齿部 分的名称、几何尺寸的计算 ;掌握单个和啮合的标 准直齿圆柱齿轮、锥齿轮及蜗轮蜗杆的规定画法 ; 初步掌握绘制直齿圆柱齿轮零件图的方法及步骤。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 直齿圆柱齿轮 虚拟 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 学习资料 一、标准直齿圆柱齿轮基本知识 直齿圆柱齿轮的典型结构主要由轮缘、轮毂、轮辐或辐板 组成。轮缘上有若干个轮齿，轮缘和轮毂之间由轮辐或辐板连 接，辐板上一般有四个或六个孔，轮毂中间有轴孔和键槽，如 上图所示。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 学习资料 1.标准直齿圆柱齿轮的名称和代号（如图） （ 1）齿顶圆 :通过圆柱齿轮齿顶的圆，其直径用 da表示。 （ 2）齿根圆 :通过圆柱齿轮齿根的圆，其直径用 df表示。 （ 3）分度圆 :位于齿顶圆和齿根圆之间，其直径用 d表示。分度 圆是齿轮设计和制造 时，进行尺寸计算的基准圆。 （ 4）齿高、齿顶高、齿根高 : 齿顶圆与齿根圆之间的径向距 离称为齿高，用 h表示。 齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为 齿顶高，用 ha表示。齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根 高，用 hf表示。 （ 5）齿距、齿厚、槽宽 :在分度圆上，相邻两齿对应齿廓之间 的弧长称为齿距，用 p表示。在分度圆上，齿的两侧对应齿廓之 间的弧长称为齿厚，用 s表示。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 学习资料 直齿圆柱齿轮各部分名称和代号 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 学习资料 在分度圆上，齿槽的两 侧对应齿廓之间的弧长称 为齿槽宽，用 e表示。 在标准齿轮中，齿厚与 槽宽各为齿距的一半，即 s=e=p/2， p=s+e。 （ 6）中心距 :两啮合齿 轮轴线间的距离称为中心 距，用 a表示，如图所示。 装配准确的标准齿轮中心距 为 a=（ d1+d2） /2=m（ z1+z2） /2 齿轮的啮合 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 学习资料 2.标准直齿圆柱齿轮的主要参数 齿轮虽然不是标准件，但轮齿的主要参数国家已标准化，其 主要参数有 : （ 1）齿数 z:齿轮上轮齿的个数。 （ 2）模数 m:如果齿轮的齿数是 z，则分度圆周长为 d=zp， 分度圆直径为 d=zp / 。其中 是无理数，为了便于计算和测量 ， p/ 就称为齿轮的模数，单位为 mm。 模数是设计和制造齿轮的基本参数，也反映了齿轮承载能力 的大小。不同模数的齿轮要用不同模数的刀具来制造。为了便于 设计和制造，减少齿轮成型刀具的规格，国家标准对模数规定了 标准值。渐开线齿轮的模数见表 2-4-1。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 学习资料 （ 3）压力角 :如图所示，轮齿在啮合点 P的受力方向 （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。我国标准齿轮的分度圆压力角为 20 。 一般模数和压力角都相同的齿轮才能相互啮合。 3.标准直齿圆柱齿轮基本尺寸的计算 在设计齿轮时要先确定模数和齿数。在已知模数 m和齿数 z 的情况下，齿轮轮齿的其他参数均可按表 2-4-2的公式计算出 来。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 学习资料 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 学习资料 二、单个直齿圆柱齿轮的规定画法 齿轮是常用件，国标已将其部分重要参数标准化，因此在 绘图时，轮齿的形状结构不需 要按真实投影画出，国家标准 （ GB/T 4459.2 2003）对单个直齿圆柱齿轮的画法作了如下规 定 : （ 1）齿顶圆和齿顶线用粗实线绘制，分度圆和分度线用细 点画线绘制（分度线应超出轮齿两端面 2 3 mm），齿根圆和齿 根线用细实线绘制或省略不画，如图（ a）所示。 （ 2）当剖切平面通过齿轮轴线时，剖视图上的轮齿部分不 剖，齿根线用粗实线绘制，如图（ b）所示。 （ 3）若是斜齿或人字齿，可在非圆视图上用三条与齿线方 向一致的细实线表示齿线形状，如图（ c）所示。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 学习资料 单个直齿圆柱齿轮的画法 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 一、绘制直齿圆柱齿轮零件草图 1.绘制视图 （ 1）根据齿轮的总体尺寸，选择适当图幅和绘图比例，画边 框线、标题栏。 （ 2）画出两视图的图形定位线，画出齿轮的外轮廓线，如图 所示。 绘制直齿圆柱齿轮零件草图（ 1） 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 （ 3）按国标规定的齿轮画法，先画出齿顶圆、齿根圆、分度 圆等 ;按投影关系画出主视图 ; 检查，擦去多余图线，加深粗 实线，画剖面线，完成主、左视图，如图所示。 绘制直齿圆柱齿轮零件草图（ 2） 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 2.尺寸标注 圆柱齿轮主要有径向和轴向两个方向的尺寸，径向尺寸 以轮毂孔轴线为基准，轴向尺寸以齿轮对称面为基准。 （ 1）标注尺寸线及尺寸界线分别标注圆柱齿轮的定形、 定位尺寸和总体尺寸，如图所示。 （ 2）注写尺寸数字 齿轮的尺寸通过测量和计算得到， 常使用的量具有游标卡尺、千分尺和公法线千分尺等。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 绘制直齿圆柱齿轮零件草图（ 3） 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 确定齿顶圆和分度圆直径。通过测量公法线长度或齿顶 圆直径，求得模数，再计算出齿顶圆和分度圆直径。 a.若通过测量齿轮公法线长度求模数，具体步骤如下 : 数出齿数，计算跨齿数 k 用公法线千分尺测出公法线长度（ W），如图所示。在不 同位置测量三次，将数值填入表 2-4-3中并求出平均值。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 求模数 m 查表 2-4-1得 m =2 mm。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 计算分度圆直径 d和齿顶圆直径 da b.若通过测量齿顶圆直径求模数 :当齿数为偶数时，直接测出 齿顶圆直径，如图（ a） 所示 ;当齿数为奇数时，采用间接测 量法，分别测出 D1和 H，然后算出齿顶圆直径 da=2H+D1，如图（ b）所示。 测量齿顶圆直径 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 具体步骤如下 : 数出齿数 : z =135。 采用奇数测量方法测出齿顶圆直径。应在不同位置各测 三次，将数值填入表 2-4-4中并求平均值。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 3.标注技术要求 （ 1）表面粗糙度要求 选齿面的表面粗糙度 Ra值 1.6 m，齿顶圆的表面粗糙度 Ra值在 3.2 6.4 m范 围 内选用。 （ 2）尺寸公差要求 齿顶圆的尺寸公差要求为 : 274h9 ，公差等级 IT9，上极限偏差为 0，下极限偏差为 -0.13 mm， 公差为 0.13 mm。齿轮内孔的尺寸公差要求为 : 55H7，公差 等级 IT7，上极限偏差为 +0.03 mm，下极限偏差为 0，公差为 0.03 mm。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 （ 3）几何公差要求 根据从动齿轮的用途，齿轮零件图上需要标注的几何公 差主要有 : :齿顶圆柱面对 55 mm孔轴线的径向圆跳动公 差值为 0.01 mm。 :键槽两侧面的对称中心平面对 55 mm孔轴线 的对称度公差值为 0.02 mm。 :齿轮右端面对 55 mm孔轴线的垂直度公差值 为 0.01 mm。 文字技术要求和齿轮啮合特性表略。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 4.填写标题栏及齿轮参数表 在右下角的标题栏中填写 :零件名称为直齿圆柱齿轮， 材料为 45钢，绘图比例为 11 ，投影符号为第一角画法，另 还有制图、审核人员签名等内容。 在右上角的齿轮参数表中填写：模数、齿数、齿形角、 径向变位系数、公法线长度、跨齿数及精度等级等内容。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 二、由零件草图画零件图具体步骤如下 : （ 1）对草图的表达方案、尺寸标注以及技术要求等进 行全面检查，力求完整、清晰、合理。 （ 2）选择合适的绘图比例和图幅。画出边框线和标题 栏外框，确定视图位置，画出图形定位线。 （ 3）用细实线将几个视图联系起来画，画出所有尺寸 界线、尺寸线和箭头。 （ 4）注写尺寸数值和技术要求代（符）号。加深图线 、填写标题栏、齿轮参数表和文字说明。 （ 5）校核全图，完成标准直齿圆柱齿轮零件图，如图 所示。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 实施步骤 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 齿轮传动的种类繁多，其中常见的齿轮传动有三种，如图所 示。 齿轮传动的类型 圆柱齿轮传动 用于两平行 轴间的传动 ; 锥齿轮传动 用于两相交轴间的传动 ; 蜗 杆蜗轮传动 用于两交错轴 间的传动。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 一、圆柱齿轮的啮合画法 齿轮必须成对使用，才能传递动力、改变转速和旋转方 向。其中最基本的齿轮传动是圆柱齿轮传动。一对齿轮啮合 时，两齿轮的分度圆应相切，此时分度圆又称节圆。两圆柱 齿轮啮合时，除啮合区外，其余部分均按单个齿轮绘制。啮 合区按如下规定绘制 : 1.投影为圆的视图 在投影为圆的视图中，两齿轮的节圆用细点画线绘制， 啮合区内的齿顶圆均用粗实线绘制，如图（ a）所示，也可 以省略不画，如图（ b）所示。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 2.非圆投影的剖视图 在非圆投影的剖视图中，啮合区的两齿轮节线重合，用 细点画线绘制，齿根线用粗实线绘制。当剖切平面通过齿轮 轴线时，啮合区齿顶线的画法是将一个齿轮的齿顶视为可见 ，画粗实线，另一个齿轮的齿顶被遮住部分画细虚线，如上 图（ a）所示，也可省略不画。 3.非圆投影的外轮廓视图 在非圆投影的外形视图中，啮合区的齿顶线和齿根线不 必画出，节线画成粗实线，如上图（ c）所示。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 如果两轮齿宽不等，则啮合区的画法如图所示。不论两轮轮 齿宽是否一致，一 轮的齿顶线与另一轮的齿根线之间均应 留有 0.25 m的间隙。 齿轮啮合区的画法 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 二、锥齿轮画法 锥齿轮的轮齿均匀地分布在圆锥面上，常用于相交轴间 的传动，两轴间的夹角一般为 90 。由于轮齿分布在圆锥面 上，所以锥齿轮的轮齿一端大，另一端小，轮齿的齿厚是逐 渐变化的，直径和模数也随着齿厚的变化而变化。为了设计 和制造方便，国家标准规定以大端为准，并用它决定轮齿的 有关部分尺寸。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 1.直齿锥齿轮各部分的名称 直齿锥齿轮各部分的名称及代号 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 （ 1）齿数 z :已给定。 （ 2）模数 m :设计、制造齿轮的重要参数。 （ 3）分度圆锥角 :锥齿轮轴线与分度圆锥母线的夹角。 直齿锥齿轮各部分参数的尺寸与齿数 z、模数 m及分度 圆锥角 有关，其计算公式见表 2-4-5。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 2.直齿锥齿轮的画法 （ 1）单个直齿锥齿轮的画法 锥齿轮的规定画法与圆柱齿轮基本相同，一般用主、左两个 视图表示。 单个直齿锥齿轮的规定画法 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 （ 2）两啮合锥齿轮的画法 锥齿轮啮合的条件是必须有相同的模数。一对安装正确 的标准锥齿轮啮合时，分度圆锥面应相切。锥齿轮啮合时， 轮齿部分和啮合区的画法与直齿圆柱齿轮的啮合画法相同。 主视图画成剖视图，由于两齿轮的分度圆锥面相切， 因此其分度线重合，画成细点画线。在啮合区内，应将其中 一个齿轮的齿顶线画成粗实线，而将另一个齿轮的齿顶线画 成细虚线或省略不画。 视图画成外形视图，轴线垂直相交的两锥齿轮啮合时 ，两个圆锥角之和为 90 。锥齿轮啮合的规定画法如图所示 。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 三、蜗杆、蜗轮的画法 蜗杆蜗轮传动一般用于垂直交错两轴之间的传动，如 图所示。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 1.蜗杆、蜗轮的主要参数及其尺寸关系 （ 1）模数 m为设计和加工方便，规定以蜗杆的轴向模 数 mx和蜗轮的端面模数 mt为标准模数。 （ 2）蜗杆直径系数 q蜗杆直径系数是蜗杆特有的一项 重要参数，它等于蜗杆的分度圆直径 d与轴向模数 mx的比 值，即 对应于不同的标准模数，国标规定了相应的 q值，引 入这一系数的目的主要是为了减少上图蜗杆蜗轮传动加工 刀具的数目。蜗杆直径系数 q的数值可查阅 GB/T 10085 1988。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 （ 3）导程角 沿蜗杆分度圆柱面展开，螺旋线展成倾斜 直线，斜线与底线间的夹角 称为蜗杆的导程角，如图所 示。 当蜗杆直径系数 q和头数 z1选定后，它们之间的关系为 一对啮合的蜗杆、蜗轮，其模数应相等，即标准模数 m=mx=mt;且蜗轮的螺旋角 与蜗轮的螺旋角 应大小相等、旋 向相同，即 =。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 蜗杆、蜗轮的主要尺寸及其相互关系可参见图和表 2 -4 -6。 蜗杆、蜗轮的主要尺寸和规定画法 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 2.蜗杆、蜗轮的规定画法 （ 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，它的齿顶线、分度线、齿根线画法与圆柱齿轮 相同，牙型可用局部剖视图或局部放大图画出。具体画法如 上图（ a）所示。 （ 2）蜗轮的规定画法蜗轮的画法与圆柱齿轮基本相同， 如上图（ b）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，其他圆可省略不画。 剖视图的画法与 圆柱齿轮相同，其结构形状按投影绘制。 项目四 绘制直齿圆柱齿轮零件图 知识拓展 3.蜗杆、蜗轮的啮合画法 （ 1）在蜗轮投影为非圆的视图上画全剖视图，当剖切平 面通过蜗轮的轴线时，蜗杆的齿顶圆用粗实线绘制，蜗轮被 蜗杆遮住的部分不必画出。如图（ a）所示。 （ 2）在蜗轮投影为圆的视图上，蜗轮的分度圆与蜗杆的 分度线应相切，如图（ b）所示。 支架零件图