《機械制圖》教案 第14課 認識其他常用零件的表示方法

課題第14課認識其他常用零件的表示方法

課時2課時(90min)

知識技能目標：

(1)熟悉直齒圓柱齒輪和直齒圓錐齒輪各部分名稱與參數，并掌握其規(guī)定畫法

(2)熟悉鍵與銷的種類與標記方法，熟悉鍵連接與銷連接的規(guī)定畫法,掌握鍵槽的畫法與標注方法

(3)了解常用滾動軸承的結構與分類，熟悉其代號與畫法

教學目標

(4)掌握圓柱螺旋壓縮彈簧各部分名稱、尺寸關系及規(guī)定畫法

素質目標：

(1)培養(yǎng)精益求精、科學嚴謹、追求卓越的工匠精神

(2)領略科技前沿，增強民族自豪感和科技自信心

教學重點：齒輪、鍵、滾動軸承、彈簧常用零件的表示方法

教學重難點

教學難點：齒輪、鍵、滾動軸承、彈簧常用零件的繪制與標注

教學方法案例分析法、問答法、討論法、講授法

教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材

課前(甥1考勒(2min)一任務引入(5min)一傳授新知(48min)一任務實施(15nin)一學以致用

教學設計

(15min)一課堂小結(3min)-＞作業(yè)布置(2min)

教學過程主要教學內容及步驟設計意圖

【教師】布置課前任務，和學生負責人取得聯(lián)系，讓其提醒同學通過APP或

其他學習軟件，完成課前任務通過課前任務，讓

請大家查閱囪輪、鍵、滾動軸承、彈簧的相關資料，完成"任務工單一繪學生了解本次課的主

課前任務

制與標注常用零件”中的引導問題。要內容，增加學生的

學習興趣

【學生】完成課前任務

【教師】使用APP進行簽到培養(yǎng)學生的組織紀

考勤

律性，掌握學生的出

(2min)【學生】班干部報請假人員及原因

勤情況

【教師】講述‘任務引入”中的相關內容，展示“圖6-20”圖片(詳見教材)，

并提出以下問題：通過問題導入的方

任務引入觀察圖片，思考如何用1:1的比例及規(guī)定畫法分別在(p25mm處畫出深法，引導學生主動思

(5min)溝球軸承6205,在(pl7mm處畫出圓錐滾子軸承32203.考，激發(fā)學生的學習

興趣

【學生】觀察、思考、回答

【教師】通過學生的回答引入要講的知識，講解常用零件的表示方法運用多媒體課件，

一、齒輪結合問題引導、分組

討論等方式幫助學生

齒輪傳動在機器中應用相當廣泛，它能將一根軸上的動力傳遞給另一根軸，

了解常用機件如齒

傳授新知并能根據要求改變另一軸的轉速和旋轉方向，常見的齒輪有圓柱齒輪、圓錐齒輪、

輪、鍵、滾動軸承和

(48min)蝸桿和蝸輪。

彈簧的基礎知識，通

＞【教師】播放“圖6-23動畫a"“圖6-23動畫b"“圖6-23動畫c”的

過具體例題，讓學生

視頻(詳見教材)，展示常見的齒輪圖片(詳見教材)，提問：“觀察視頻，分

掌握常用零件的規(guī)定

析這些齒輪輪齒有什么不同？"，安排學生小組討論并派代表回答問題

畫法，提升學生的學

?【學生】聆聽、分組、觀察、思考、討論、回答問題習積極性和主動性

*【教師】總結學生的回答，引出齒輪的分類

按輪齒方向不同，圓柱齒輪可分為直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和人字齒圓

柱齒輪等，圓錐齒輪可分為直齒圓錐齒輪和斜齒圓推齒輪。

1.直齒圓柱齒輪

1)直齒圓柱齒輪各部分名稱與參數

直齒圓柱齒輪各部分的名稱及重要參數，如圖6-25所示(詳見教材).

【教師】播放“圖63動畫"和“圖6-25動畫”的視頻(詳見教材)

(1)齒數(z)—齒輪上輪齒的個數.

(2)齒頂圓直徑(da)——通過齒輪各齒頂的圓柱面直徑。

(3)齒根圓直徑(df)—通過齒輪各齒根的圓柱面直徑。

(4)分度圓直徑(d)------^個假想圓柱面的直徑。該假想圓柱面在垂直于

齒向的截面內切割輪齒，使得齒槽寬(e)和齒厚(s)相等，這個假想的圓柱面

稱為分度圓.

……(詳見教材)

2)單個直齒圓柱齒輪的規(guī)定畫法

＞【教師】展示“圖6?26”圖片(詳見教材),播放“圖6?26a動畫"和“圖

6-26b動畫”的視頻(詳見教材)，幫助學生更直現的理解圓柱齒輪的規(guī)定畫法

為簡化作圖，《機械制圖齒輪表示法》(GB/T4459.2—2(X)3)對齒輪的畫

法進行了如下規(guī)定。

(I)在輪齒部分中，齒頂圓和齒頂線用粗實線繪制，分度圓和分度線用細點

畫線繪制。

(2)在輪齒部分中，齒根圓和齒根線用細實線繪制，也可省略不畫。但在剖

視圖中，齒根線用粗實線繪制。

(3)表示齒輪一般用兩個視圖，或用一個視圖和一個局部視圖。

(4)在剖視圖中，當剖切面通過齒輪的軸線時，輪齒一律按不剖處理。

(5)如需要表明齒形，可在圖形中用粗實線畫出一個或兩個齒，也可用適當

比例的局部放大圖表示。

＞【知識拓展】

(?)當需要表示齒線的特征時，可用三條與齒線方向一致的細實線表示。直

齒則不需要表示.

(2)當需要注出齒條的長度時，可在畫出齒形的圖中注出，并在另一視圖中

用粗實線畫出具范圍線。

3)兩直齒圓柱齒輪嚙合的規(guī)定畫法

兩齒輪嚙合時，除嚙合區(qū)外，其余部分的結構均按單個齒輪的畫法繪制，繪

圖時應注意以下幾點。

(1)畫嚙合圖時，一般采用兩個視圖表示。在垂直于圓柱齒輪軸線的視圖中，

兩分度圓相切；嚙合區(qū)內的齒頂圓用粗實線繪制，或省略不畫；齒根線用細實線

繪制或省略不畫。

(2)在圓柱齒輪嚙合的剖視圖中，在嚙合區(qū)域內，將一個齒輪的輪齒用粗實

線繪制，另一個齒輪的輪齒被遮擋部分用虛線繪制，或被遮擋部分省略不畫，且

一個齒輪的齒頂線與另一個齒輪的齒根線之間的間隙為0.25m（模數）。

（3）在平行于圓柱齒輪軸線的外形視圖中，兩分度線重合，用粗實線繪制；

嚙合區(qū)的齒頂線K需要畫出。

【教師】播放“圖6-29動畫”的視頻（詳見教材），幫助學生更直觀的

理解兩圓柱齒輪嚙合時的畫法

2.直齒圓錐齒輪

直齒圓錐齒輪的輪齒是在圓錐面上加工而成的，因此輪齒沿圓錐素線方向一

端大、一端小，齒厚、齒槽寬、齒高及模數也隨之變化.為了設計和制造方便，

通常規(guī)定直齒圓錐齒輪以大端的模數為標準模數，用它來計算和決定齒輪其他各

部分的尺寸。

1）直齒圓錐齒輪各部分名稱與代號

*【教師】播放“圖6?30二維動畫"和"圖6?30三維動畫”的視頻（詳見

教材）

直齒圓錐齒輪各部分的名稱和代號如圖6-30所示（詳見教材），其尺寸關系

如表6-7所示（詳見教材）。

2）單個直齒圓推齒輪的規(guī)定畫法

單個直齒圓錐齒輪的畫圖步驟如圖6-31所示（詳見教材）,在畫圖時要注意

以下幾點.

（1）圓錐齒輪的主視圖一般用剖視圖來表示，但輪齒按不剖處理.

（2）畫圓錐方輪的左視圖時，需要用粗實線畫出大端和小端的齒頂圓；用細

點畫線畫出大端分度圓；不需要畫出大、小端的齒根圓和小端分度圓；齒輪輪齒

部分以外的結構均按真實投影繪制。

3）兩直齒圓錐齒輪嚙合的規(guī)定畫法

.【教師】展示“圖6?32”（詳見教材），播放“圖6-32動畫”的視頻（詳

見教材），提問：“根據單個直齒圖錐齒輪的畫法，結合兩百齒圓柱齒輪嚙合的

畫法，嘗試繪制兩直齒圓錐齒輪嚙合的圖樣”，安排學生分組討論并派代表展示

結果

小【學生】觀察圖片、分組、思考、討論、繪制圖樣

*【教師】總結學生的繪制情況，詳細講解兩直齒圓錐齒輪嚙合的畫圖步驟

圓錐齒輪嚙合時的圓法與圓柱齒輪嚙合時的畫法基本相同，一股采用主、左

視圖表示,且主視圖畫成剖視圖。在嚙合區(qū)域內,應將一個齒輪的齒頂線畫成粗

實線，而將另一個齒輪的齒頂線畫成虛線或省略不畫。此外，兩圓錐齒輪嚙合時，

其分度線向相切.

3.蝸桿和蝸輪

蝸桿和蝸輪用于垂直交錯兩軸之間的傳動，通常蝸桿是主動的，蝸輪是從動

的。蝸桿、蝸輪的傳動比大，結構緊湊，但效率低，蝸桿的齒數（即頭數）Z】相

當于螺桿上螺紋的線數。蝸桿常用單頭或雙頭，在傳動時，蝸桿旋轉一圈，則蝸

輪只轉過一個齒或兩個齒.因此，可得到大的傳動比（i=Z2/Z]*2為蝸輪齒數），

蝸桿和蝸輪的輪齒是螺旋形的，蝸輪的齒頂面和齒根面常制成圓環(huán)面.嚙合的蝸

桿、蝸輪的模數相同，且蝸輪的螺旋角和蝸桿的螺旋線升角大4版等、方向相同.

蝸桿和蝸輪各部分幾何要素的代號和規(guī)定畫法，如圖6-33和圖6-34所示（詳

見教材），其畫法與圓柱齒輪基本相同，但是在蝸輪投影為圓的視圖中，只畫出

分度圓和齒外圓，不畫齒頂圓與齒根圓。在外形視圖中，蝸桿的齒根圓和齒根線

用細實線繪制或省略不畫.其中，區(qū)是蝸桿的軸向齒距；42是蝸輪齒頂的最外圓

直徑；口2是蝸輪的齒頂圓環(huán)面喉圓的直徑.

＞【教師】播放“圖6?33動畫"和"圖6?34動畫"（詳見教材），詳細講

解簡化畫法的相關知識

蝸桿和蝸輪的嚙合畫法，如圖6-35所示（詳見教材）.在主視圖中，蝸輪被

蝸桿遮住的部分不必畫出；在左視圖中，蝸輪的分度圓和蝸桿的分度線相切。

二、鍵連接和銷連接

鍵和銷都是標準件，鍵連接和銷連接是工程中常用的一種可拆連接。

1.鍵及鍵連接

在機器和設備中，通常用鍵來連接軸和軸上的零件（如齒輪、皮帶輪等）。

使它們能一起轉動，即在輪孑次口軸上分別加工鍵槽，用鍵將輪和軸連接起來進行

轉動，這種連接稱為鍵連接。

*【教師】展示“圖6?36”（詳見教材），播放"圖6-36動畫“（詳見教

材），幫助學生更直觀的理解犍連接

1）鍵的種類及標記

鍵的種類很多，常見的有普通平鍵、半圓鍵和鉤頭楔鍵等.其中，普通平鍵

應用最廣,它分為A型、B型和C型三種.

鍵的標記由國家標準代號、標準件的名稱、型號和規(guī)格尺寸四部分組成.鍵

的形式及其標記示例如表6-8所示（詳見教材）.

2）鍵槽的畫法及尺寸標注

鍵是標準件，一般不必畫出其零件圖，但應畫出零件上與鍵相配合的鍵槽。

普通平鍵鍵槽的畫法和尺寸標注如圖6-38所示（詳見教材）.

*【教師】播放“圖6-38動畫“（詳見教材），幫助學生更直觀的理解普

通平鍵鍵槽的畫法和尺寸標注

3）普通平鍵連接的畫法

普通平鍵的兩側面為工作面，底面和頂面為非工作面。在繪制裝配圖時，鍵

的兩側面和鍵的底面分別與軸上的鍵槽接觸，故畫成一條線，平鍵的頂面與鍵槽

的底面之間是有間隙的，必須畫成兩條線。

當剖切面通過軸的軸線和鍵的對稱面時，軸和鍵按不剖繪制；為了表示鍵在

軸上的裝配關系，在軸上采用了局部剖視圖。

小【教師】播放“圖6-39動畫“（詳見教材），幫助學生更直觀的理解普

通平鍵連接的畫法

2.銷及銷連接

銷也是常用的標準件，主要用于零件間的連接、定位或防松。常見的銷有圓

柱銷、圓推銷和開口銷三種。開口銷經常與開槽螺母配合使用，可起到防松脫的

作用。銷的種類、標記及畫法如表6-9所示（詳見教材）。當剖切面通過銷的軸

線時，銷按不剖處理。

三、滾動軸承

滾動軸承是用來支承軸的標準件，具有結構緊湊、摩擦力小等優(yōu)點，因此在

機械生產中被廣泛應用。滾動軸承的規(guī)格形式多樣，且都已經標準化，需要用時

可查閱相關標準。

1.滾動軸承的結構與分類

*【教師】展示“圖6?40”圖片(詳見教材)，提問：“滾動軸承由哪些部

分組成？“并隨機抽取學生回答問題

＞＞【學生】玲聽、思考、回答問題

＞【教師】公布正確答案，引出滾動軸承的相關知識

滾動軸承一般由外圈、內圈、滾動體和保持架四部分組成.內圈與軸相配合，

通常與軸一起轉動；外圈一般固定在機體或軸承座內不轉動.

滾動軸承的分類方法很多，按其受載荷的方向不同可分為以下三類。

向心軸承：三要承受徑向載荷，如深溝球軸承。

推力軸承：只承受軸向載荷，如推力球軸承。

向心推力軸承：同時承受徑向和軸向載荷，如圓推滾子軸承。

2.滾動軸承的代號

滾動軸承的代號由前置代號、基本代號和后置代號組成。前置代號和后置代

號是軸承在結構形狀、尺寸、公差、技術要求等方面有所改變時，在基本代號左、

右添加的補充代號。若無特殊要求，滾動軸承一般只標記基本代號.

基本代號表示滾動軸承的基本類型、結構和尺寸，是滾動軸承代號的基礎。

基本代號由類型代號、尺寸系列代號和內徑代號三部分構成，其組成順序為

類型代號||尺寸系列代號||內徑代號|

類型代號：用阿拉伯數字或大寫字母表示,如表6-10所示(詳見教材).

尺寸系列代號：由軸承寬(高)度系列代號和直徑系列代號組成，用兩位數

字表示。尺寸系列代號主要用于區(qū)分內徑相同，而寬度和外徑不同的軸承。

內徑代號：表示軸承的公稱內徑，用兩位數字表示，具體如下.

-代號為00、01、02、03時，分別表示軸承內徑d=10mm、12mm、15

mm、17mm；

——代號為04~96時(22、28、32除外)，代號數字乘以5即為軸承內徑；

-軸承公稱內徑為1~9mm,大于或等于500mm,以及22mm、28mm、

32mm時，內徑代號用公稱內徑數表示，且應與尺寸系列代號之間用"’隔開。

滾動軸承代號標記示例如下。

(1)軸承基本代號6208.

6208

工一內徑代號：d=40mm

?--------尺寸系列代號(02)：寬度系列代號0省略，直徑系列代號為2

------------類型代號：深溝球軸承

(2)軸承基本代號62/22。

62/22

―內徑代號：d=22mm

--------尺寸系列代號(02)：寬度系列代號0省略，直徑系列代號為2

?------------類型代號：深溝球軸承

(3)軸承基本代號30312.

30312

—內徑代號：d=60mm

--------尺寸系列代號(03)：寬度系列代號0不可省略，直徑系列代號:

?-----------類型代號：圓錐滾子軸承

3.滾動軸承的畫法

國家標準對滾動軸承的畫法進行了統(tǒng)一規(guī)定，有規(guī)定畫法和簡化畫法兩種，

如表6-11所示(詳見教材)。其中，簡化畫法又分為特征畫法和通用畫法，但在

同一張圖樣中只允許采用一種畫法。

四、彈簧

彈簧是一種用于減振、夾緊、自動復位和儲存能量的零件。彈簧的種類很多，

常見的有壓縮彈簧、拉伸彈簧和扭轉彈簧。

沙【教師】展示”圖6.41”圖片(詳見救材)，播放“圖6-41動畫a"”圖

64動畫b"“圖6-41動畫c”(詳見教材)

1,圓柱螺旋壓縮彈簧各部分名稱和尺寸關系

如圖6-42所示(詳見教材)為圓柱螺旋壓縮彈簧各部分的尺寸關系。

(1)材料直徑(d)：又稱線徑，是指用于制造彈簧的鋼絲直徑。

(2)彈簧直徑。

彈簧中徑D：彈簧的平均直徑，。=(劣+4)/2.

彈簧內徑5：彈簧的最小直徑，O|=D-九

彈簧外徑Q:彈簧的最大直徑，出=。+乙

(3)節(jié)距(t)：除兩端的支承圈外，彈簧上相鄰兩圈截面中心線的軸向距

離,—^=〃3~。/2。

(4)支承圈數：九2)：為了保證彈簧壓縮時受力均勻、工作平穩(wěn)，制造時

需要將彈簧兩端并緊且磨平。這部分并緊、磨平的圈數稱為支承圈數。支承圈數

有L5圈、2圈和2.5圈三種，2.5圈較為常用，即兩端各并緊1.25,其中包括磨

平的0.75圈。

(5)有效圈數(n)：圓柱螺旋壓縮彈簧除支承圈外，具有相等節(jié)距的圈數。

(6)總圈數(5)：彈簧的支承圈數和有效圈數之和，即％=0

(7)彈簧的自由高度或自由長度(%)：彈簧不受外力作用時的高度,即

Ho=nt+(n2-0.5)(/

當〃2=1.5時HQ=nt+d

當月2=2時Ho=nt+1.5d

當做=2.5時Ho=nt+2d

(8)彈簧展開長度(L):制造彈簧的鋼絲長度，即

2

L=勺xj(itD:)+rwiiDn}o

(9)旋向：圓柱螺旋壓縮彈簧分左旋和右旋兩種。其中，右旋彈簧最為常見。

2.圓柱螺旋壓縮彈簧的規(guī)定畫法

＞【教師】展示“圖6/3”圖片(詳見教材)，播放“圖6-43動畫“(詳

見教材)，引出圓柱螺旋壓縮彈簧的畫法

(I)在平行于彈簧軸線投影面的視圖或剖視圖中，圓柱螺旋壓縮彈簧各圈的

輪廓應畫成直線。

(2)圓柱螺旋壓縮彈簧均可畫成右旋，對必須保證的旋向要求應在"技術要

求"中注明。

(3)當要求圓柱螺旋壓縮彈簧兩端并緊且磨平時，不論支承圈的圈數多少和

末端貼緊情況如何，均按圖643所示的形式繪制，必要時可按支承圈的實際結構

繪制。

(4)有效圈數在4圈以上的圓柱螺旋壓縮彈簧，中間部分可省略不畫，只畫

通過彈簧簧絲剖面中心的兩條細點畫線。當中間部分省略后，并允許適當縮短圖

形的長度。

(5)在裝配圖中，圓柱螺旋壓縮彈簧被剖切時，可按圖6-44所示(詳見教材)

的三種方法繪制。其中，當彈簧簧絲直徑在圖形上等于或小于2mm時，斷面可涂

黑表示，也可以采用示意畫法.

(6)零件上,被彈簧擋住的結構f不畫出，但其可見部分應從彈簧的夕院

廊或從彈簧簧絲斷面的中心、線畫起。

如圖6-45所示(詳見教材)為圓柱螺旋壓縮^簧的工作圖。當需要表示單簧

負荷與高度之間的變化關系時，必須用圖解表示。主視圖上方的機械性能曲線畫成

直線.其中，片為彈簧的預加負荷，鳥為彈簧的最大負荷，6為彈簧的允許極限

負荷。

3.圓柱螺旋玉縮彈簧的作圖步驟

【例6-2】

某圓柱螺旋壓縮彈簧簧絲直徑，/=5nun,彈簧外徑D2=43mm,節(jié)距

t=10mm,有效圈數〃=8,支承圈數%=250試畫出圓柱螺旋壓縮彈簧的剖

視圖。

【解】

(1)計算。

總圈數=%+〃=8+2.5=10.5

自由高度"()=〃'+2d=8x10mm+2x5mm=90mm

彈簧中徑D=D2-d=43mm-5mm=38mm

展開長度L?=3.14x38mmx10.5?1253mm

(2)畫圖。

小【救師】展示“圖6-46”圖片(詳見教材)，播放"圖6-46動畫“(詳

見教材)，詳細講解圓柱螺旋壓縮彈簧剖視圖的畫圖步驟

①根據彈簧中徑D和自由高度〃。作中心、線和端面線。

②畫出支承圈部分彈簧簧絲的斷面。

③畫出有效圈部分彈簧簧絲的斷面。先在CE線上根據節(jié)距1畫出圓2和圓3,

然后分別從圓1與圓2、圓3與圓4圓心轆中點處作垂線與AB線相交，畫圓5

和圓6,最后在AB線上根據節(jié)距t畫出圓7。

④按右旋方向作相應圓的公切線及畫剖面線，即完成作圖。

【學生】聆聽、記錄、理解

【教師】安排學生根據課堂知識，完成任務引入中的問題，繪制相應圖形通過帶領學生在裝

任務實施配度中補充繪制滾動

【學生】復習回顧、觀察圖片、繪制圖形

(15min)軸承，讓學生充分理

【教師】展示“圖6-47”(詳見教材)，講解作圖步驟，并評價學生的繪制解所學知識，并與實

情況踐相結合

【作圖步驟】

(1)查《滾動軸承深溝球軸承外形尺寸》(GB/T276-2013)可知，深

溝球軸承6205的尺寸為d=25mm、0=52mm、

D-d52mm-25mm…

A=-----=---------------=13.5mm，則。

22

(2)查《滾動軸承圓錐滾子軸承外形尺寸》(GB/T297—2015)可知，

圓錐滾子軸承30203的尺寸為d=11mm、￡>=40mm、T=13.25mm、

，、AD-d40mm-17mm-「

4=12mm，則A=-----=---------------=11.5mm0

22

(3)根據表6-11(詳見教材)畫出深溝球軸承6205和圓推滾子軸承30203,

如圖6-47所示(詳見教材)。

【教師】展示“圖6-21“(詳見教材)，提出任務，安其浮生分組完成繪制

通過拓展和綜合訓

如圖所示，已知兩嚙合齒輪的模數，大齒輪齒數加=4mm,兩齒輪的中心

練，培養(yǎng)學生的實操

距馬=33，試計算兩齒輪的分度圓、齒頂圓及齒根圓亙徑，并補全直齒圓柱齒

學以致用