制图课本后半部分教案.doc

第七章 零件图
目的要求：
1） 了解零件图的作用与内容，能绘制和阅读中等复杂的零件图
2） 掌握零件测绘的基本方法，进一步培养徒手画图的能力
3） 零件图的尺寸标注要完整、清晰、正确、合理，符合国标
4） 了解常见工艺结构的作用和尺寸注法
5) 了解常用的零件（齿轮、弹簧）的结构和画法
6) 了解表面粗糙度、公差与配合的基本概念，能识别它们的标注代号及其含义

重点难点：
1） 培养工程意识，达到能绘制和阅读中等复杂程度的零件图
2） 培养具有一定的工艺意识，深刻领会零件图的尺寸标注合理性
3) 掌握零件测绘的技巧以及零件相关技术要求的确定
4) 理解配合的含义和尺寸公差及表面粗糙度的标注
5) 掌握螺纹的结构要素及其规定画法和标记
6) 掌握齿轮、弹簧的结构及其规定画法和标记
授课学时：8学时
本章主要作图练习：
1） 标记各种螺纹，并能查阅相应的国家标准。
2） 已知螺纹标记，按规定画法绘制螺纹及螺纹连接图。
3） 绘制单个直齿圆柱齿轮以及两圆柱齿轮的啮合连接图。
4） 标注零件图的尺寸。
5） 表面粗糙度注写练习。
6） 配合尺寸各符号的意义以及配合尺寸、零件图基本尺寸和公差尺寸查阅和注写。
7） 看典型零件图。
8） 抄绘零件图。
授课内容：
任何机器（或部件）都是由若干零件所构成。表达零件的图样称为零件图。本章主要讨论零件图的作用和内容、零件上的常见结构及常用零件的画法、零件的视图选择、零件图中尺寸的合理标注、零件的技术要求、读零件图的方法及步骤、零件测绘及零件草图、计算机绘制零件图等。要学好本章的内容，应具备一定的设计和制造工艺知识，并具有一定的计算机绘图能力。
§7-1 零件图的作用和内容

一台机器是由若干个零件按一定的装配关系和技术要求装配而成，我们把构成机器的最小单元称为零件。在生产中，零件图是指导零件的加工制造、检验的技术文件。
一张零件图包括下列内容：
（1）一组图形：合理运用各种机件表达方法（视图、剖视图、断面图）等，正确、完整、清晰、简洁地表达零件的结构形状。
（2）完整尺寸：零件制造和检验所需的全部尺寸。所标尺寸必须正确、完整、清晰、合理。
（3）技术要求：零件制造、检验、使用时应达到的技术指标。除用文字在图纸空白处书写出技术要求（热处理、表面处理）外，还有用符号表示的技术要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差等。
（4）标题栏：在图纸右下角的标题栏中填写零件的名称、材料、数量、图号、比例以及设计有关人的签名、日期等。

§7-2 零件上的常见结构及常用零件的画法

一 螺纹
螺纹是指在圆柱表面或圆锥表面上，沿着螺旋线形成的具有相同断面的连续凸起和沟槽。螺纹的凸起部分称为牙，螺纹凸起部分顶端的表面称为牙顶，螺纹沟槽底部的表面称为牙底。在外表面上形成的螺纹称为外螺纹，在内表面上形成的螺纹称为内螺纹。人们常见的螺钉和螺母上的螺纹，分别是外螺纹和内螺纹。
1、螺纹的形成
动点沿直线作等速运动，直线同时绕一条与之平行（相交）的轴线作等角速度旋转，点的这种复合运动轨迹称为圆柱（圆锥）螺旋线。
决定螺旋线形状和大小的三个要素：导面、导程和旋向。
平面图形沿螺旋线运动，将形成螺旋面。以螺旋面为表面的螺旋体成为螺纹。（换言之，螺纹是指在圆柱或圆锥表面上，沿螺旋线所形成的，具有相同剖面的连续凸脊和沟槽。）在圆柱外表面上形成的螺纹，称为外螺纹；在圆柱内表面上形成的螺纹，称为内螺纹。
2、螺纹五要素（只有五个要素完全相同的内外螺纹才能旋和在一起。）
1）牙型
在通过螺纹轴线的剖面上，有形状相同的连续的凸脊和沟槽，它们的轮廓形状，称为螺纹牙型。凸脊的顶端称为牙顶；沟槽的底部称为牙底。常见的螺纹牙型有三角形、梯形、锯龄形等。
图7-1 常见的螺纹牙型
2）大径
螺纹的最大直径，又称公称直径，即通过外螺纹的牙顶（内螺纹的牙底）的假想圆柱面的直径。外螺纹用d、内螺纹用D表示大径。
小径：螺纹的最小直径，即通过外螺纹的牙底（内螺纹的牙顶）的假想圆柱面的直径。外螺纹用d1、内螺纹用D1表示。
中径：在大径和小径之间有一假想圆柱面，其母线通过牙型上沟槽宽度和凸脊宽度相等
3）线数：在同一圆柱（圆锥）上加工出的螺纹条数称为螺纹的线数。
沿一条螺旋线形成的螺纹，称为单线螺纹；沿两条或两条以上，且在轴向等距离分布的螺旋线所形成的螺纹，称为多线螺纹。
4）螺距和导程
相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，称为螺距，用“P”表示。在同一螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，称为导程，用“L”表示。螺旋线数为n，则导程与螺距有如下关系：
L＝nP
图7-3 螺纹的线数，螺距和导程
5）旋向
螺纹分左旋和右旋两种，顺时针旋转时旋入的螺纹，称为右旋螺纹；逆时针旋转时旋入的螺纹，称为左旋螺纹。常用的螺纹为右旋螺纹。
内外螺纹必须成对配合使用，螺纹的牙型、直径、螺距、线数和旋向，这五个要素完全相同时，内外螺纹才能相互旋合。
3、螺纹的分类
牙型、大径、螺距是决定螺纹的最基本因素。根据这三个要素是否符合国家标准，可将其分为标准螺纹、特殊螺纹（只有牙型符合）和非标准螺纹（牙型不符合）。
螺纹按用途可分为：连接螺纹和传动螺纹。
普通螺纹是最常用的连接螺纹，牙型角为60°。同一大径可有几种螺距，将其中螺距最大的一种螺纹称为粗牙普通螺纹，其他螺距的螺纹称为细牙普通螺纹。
管螺纹也是连接螺纹，牙型角为55°。根据管螺纹的特性，又可将其分为用螺纹密封的管螺纹（Rp、Rc、R）和非螺纹密封的管螺纹（G、ZG））。
用螺纹密封的管螺纹，其连接本身具有一定的密封性，多用于高温高压系统。
非螺纹密封的管螺纹，无密封性，常用于润滑管路系统。
最常见的传动螺纹:梯形螺纹Tr和锯齿形螺纹B，其中梯形螺纹应用最广。
4、螺纹在图样上的表示方法
标准和特殊螺纹采用规定画法配合螺纹标记来表示；非标准螺纹用牙型的图形及尺寸标注来表示。
螺尾、倒角及退刀槽
为了便于内外螺纹的旋合，在螺纹的端部制成45°的倒角。在制造螺纹时，由于退刀的原故，螺纹的尾部会出现渐浅部分，这种不完整的牙型，称为螺尾。为了消除这种现象，应在螺纹终止处加工一个退刀槽。

图7-4 具有退刀槽的外螺纹及其画法
5、 螺纹的规定画法
国家标准GB4459.1－84中统一规定了螺纹的示意画法：
螺纹用通过牙顶和牙底的圆柱面轮廓线表示。内外螺纹旋合时，旋合部分按外螺纹绘制。
1） 外螺纹的画法
外螺纹大径用粗实线表示，小径用细实线表示，螺杆的倒角和倒圆部分也要画出，小径可近似地画成大径的0.85倍，螺纹终止线用粗实线表示。在投影为圆的视图上，表示牙底的细实线只画约3／4圈，螺杆端面的倒角圆省略不画。螺尾一般不画，当需要表示螺尾时，表示螺尾部分牙底的细实线应画成与轴线成30°的夹角。
2） 内螺纹的画法
当内螺纹画成剖视图时，大径用细实线表示，小径和螺纹终止线用粗实线表示，剖面线画到粗实线处。螺孔应将钻孔深度和螺孔深度分别画出，底部的锥顶角应画成120°。螺纹不可见时，所有图形都为虚线。
3）螺纹连接的画法
内外螺纹连接画成剖视图时，旋合部分按外螺纹的画法绘制，其余部分仍按各自的规定画法绘制。并且，内外螺纹的大径线和小径线应对齐，螺纹的小径与螺杆的倒角大小无关，剖面线均应画到粗实线。
表7-1 螺纹的规定画法
6、螺纹的标记和在图上的标注方法
1） 普通螺纹
普通螺纹的完整标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号三部分组成，其格式：
螺纹特征代号 公称直径×螺距 旋向－中径公差带 顶径公差带－旋合长度
螺纹代号 公差带代号 旋合长度代号
普通螺纹代号是由螺纹特征代号M、螺纹公称直径和螺距以及螺纹的旋向组成。粗牙普通螺纹不标注螺距。当螺纹为左旋时，标注“LH”字，右旋不标注旋向。
公差带代号由中径公差带和顶径公差带两组组成，它们都是由表示公差等级的数字和表示公差带位置的字母组成。大写字母表示内螺纹，小写字母表示外螺纹。若两组公差带相同，则只标注一组。
旋合长度分为短（S）、中（N）、长（L）三种，中等旋合长度最为常用。当采用中等旋合长度时，不标注旋合长度代号。
2）梯形螺纹
梯形螺纹的完整标记与普通螺纹基本一致，特征代号用Tr表示，其牙型角为30°，不分粗细牙，单线螺纹用“公称直径×螺距”表示，多线螺纹用“公称直径×导程（P螺距）”表示。其公差带代号只标注中径的，旋合长度只分中旋合长度和长旋合长度两种。
3）管螺纹
管螺纹的尺寸代号是指用于加工该螺纹的管子孔径的近似值，不是螺纹大径，其尺寸代号的单位是英寸。
管螺纹代号格式：牙型符号尺寸代号中径公差等级代号旋向
非螺纹密封的管螺纹其特征代号为“G”和“ZG”，牙型角55°；公差等级代号只标注外螺纹的，分A、B两级。
用螺纹密封的管螺纹其牙型角为55°，螺纹特征代号为：“Rc”圆锥内螺纹，“Rp”圆柱内螺纹，“R”圆锥外螺纹。
二 零件的工艺结构
零件的结构除满足设计要求外，还要考虑加工制造的方便
1、倒角和倒圆
为了便于装配及操作安全，常在零件的端部或孔口的端部加工出倒角。常见倒角为45°，也有30°或60°的倒角。为避免阶梯轴轴肩的根部，因应力集中而容易断裂，故在轴肩根部加工成圆角过渡，称为倒圆。倒角和倒圆的大小可根据轴（孔）直径查阅“机械零件设计手册”。
2、退刀槽和越程槽
车削加工、磨削加工时，为了便于退出刀具或避免砂轮损坏及保证加工安全，常在被加工表面的台肩处预先加工出退刀槽或砂轮越程槽，其结构和尺寸可根据轴（孔）直径，查阅“机械零件设计手册”。其尺寸可按“槽宽χ槽深”或“槽宽χ 直径”标注。
3、孔
孔常用钻头加工，孔末端留有钻头锥尖形成的锥坑，其锥角为118°，画成120°。
4、沉孔和凸台
为保证零件之间接触良好，零件上与其他零件接触的表面都需要加工，而为了降低加工费用和减少接触面积，便采用沉孔或凸台结构。
三 常用零件的结构和画法
1、齿轮
齿轮结构在机械传动中应用很广，除用来传递动力外，还可以改变转动方向、转动速度和运动方式等。
根据两轴线的相对位置不同，齿轮可分为三大类
（a）圆柱齿轮传动 （b）圆锥齿轮传动 （c）蜗轮蜗杆齿轮传动
图7-5 常见的齿轮转动
圆柱齿轮：用于两平行轴间的传动
圆锥齿轮：用于两相交轴间的传动
蜗轮蜗杆：用于两交叉轴间的传动
2、直齿圆柱齿轮
1、直齿圆柱齿轮的基本参数，轮齿的各部分名称和尺寸关系
1）齿轮的基本参数和轮齿各部分的名称
齿数（Z）——齿轮的齿数。
齿顶圆（直径da）——通过齿顶的圆。齿根圆（直径df）——通过齿根的圆。
分度圆（直径d）——设计、制造齿轮时计算齿轮各部分尺寸的基准圆。
节圆——当两齿轮啮合传动时，其齿廓在连心线O1O2上接触于点P处，以O1P和O2P为半径的两个圆称为相应齿轮的节圆。由此可见，两个节圆相切于P点（称为节点）。节圆直径只有在装配后才确定。一对装配准确的标准齿轮，其节圆和分度圆重合。
齿顶高（ha）——分度圆到齿顶圆的径向距离。
齿根高（hf）——分度圆到齿根圆的径向距离。
齿高（h）——齿顶圆到齿根圆的径向距离。
齿距（p）——在分度圆上，相邻两齿对应点的距离。
齿厚（s）——在分度圆上，每一齿上的弧长。
齿宽（b）——齿轮的有齿部分沿分度圆柱面的直母线方向量度的宽度。
压力角（a）——过齿廓与分度圆的交点P的径向直线与该点处的齿廓切线所夹的锐角。我国规定标准齿轮的压力角为20°。
啮合角（a′）——两齿轮传动时，两相啮齿的齿廓接触点处的公法线与两节圆的内公切线所夹的锐角，称为啮合角。啮合角就是在P点处两齿轮受力方向与运动方向的夹角。
一对装配准确的标准齿轮，其啮合角等于压力角，即a′=a。
模数（m）：由于分度圆周长pd=pz，所以d=(p/p)z。
令比值p/p =m。m称为齿轮的模数，所以d=mz。
由于p是常数，所以m的大小决定了p的大小，模数m大则齿距p也大，随之齿厚s也增大，则该齿轮的承载能力也增大。
由上可知一对正确啮合的齿轮的模数m和压力角a必须相等，为了便于设计和加工，模数已经标准化，
图7-6 直齿圆柱齿轮轮齿各部分名称
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
1.75,2.25,2.75,（3.25）,3.5,（3.75）,4.5,5.5,（6.5）,7,9,（11）,14,18,22,28,（30）,36,45
表7-3 齿轮的模数标准系列摘录（GB/T1357-1987）
表7-4 标准齿轮齿轮轮齿（正常齿）各部分的尺寸关系
名称及代号
公 式
模数m
m =p/p =d/z
齿顶高ha
ha =m
齿根高hf
hf=1.25m
齿高h
d=2.25m
分度圆直径d
d =mz
齿顶圆直径da
da =d+2ha=m（z+2）
齿根圆直径df
Df =d－2hf=m（z－2.25）
齿距p
p=pm
中心距a
a=（d1+d2）/2=m（z1+z2）/2

2）齿轮各部分尺寸与模数的关系
标准齿轮轮齿各部分的尺寸，都根据模数来确定，标准直齿圆柱齿轮轮齿（正常齿）各部分的尺寸与模数的关系见表7-4。

2、直齿圆柱齿轮的画法
根据GB/T4459.2-1984中的规定，直齿圆柱齿轮的画法如下：
1） 轮齿部分的画法
轮齿部分按下列规定绘制：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（分度线应超出齿轮两端2~3mm）；齿根圆和齿根线用细实线绘制，也可以省略不画，在剖视图中，齿根线用粗实线绘制。如需表明齿形时，也可在图形中用粗实线画出一个或两个齿，或用适当比例的局部放大图表示。
2） 单个直齿圆柱齿轮的画法
单个直齿圆柱齿轮的轮齿部分按上述规定绘制，其余部分按真实的投影绘制。在剖视图中，当剖切平面通过齿轮的轴线时，齿轮按不剖绘制。
图7-7 直齿圆柱齿轮的画法
3） 直齿圆柱齿轮的啮合画法
是一对啮合直齿圆柱齿轮，其啮合区的画法如下：
ⅰ 在垂直于圆柱齿轮轴线的投影面的视图中，两节圆应相切。在啮合区的齿顶圆均用粗实线绘制，如图7-13b所示；也可以省略不画，如图7-13a所示。齿根圆全部不画。
ⅱ 在平行圆柱齿轮轴线的投影面的视图中，啮合区内的齿顶线不需画出，节圆用粗实线画出。当画成剖视图且剖切平面通过两啮合齿轮的轴线时，在啮合区内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部分用虚线绘制，（这条虚线也可以不画）。在剖视图中，当剖切面不通过啮合齿轮的轴线时，齿轮一律按不剖绘制。
图7-8 直齿圆柱齿轮的啮合画法
3、弹簧
弹簧是一种用来减震、夹紧、承受冲击、测力和贮存能量的零件。其种类多，用途广，特点是在外力去掉后立即反复原状。着重介绍圆柱螺旋弹簧（压缩、拉伸、扭转）。
圆柱螺旋弹簧，根据用途不同可分为压缩弹簧、拉伸弹簧和扭转弹簧。

（a）压缩弹簧 （b）拉伸弹簧 （c）扭转弹簧
图7-9 圆柱螺旋弹簧图 图7-10 压缩螺旋弹簧的尺寸
1）圆柱螺旋压缩弹簧的各部分名称及其尺寸计算
（1） 簧丝直径d：弹簧钢丝直径
（2） 弹簧直径
弹簧中径D2：（弹簧的规格直径）
弹簧内径D1：D1=D2－d
弹簧外径D：D=D2+d
（3） 节距t：除支承圈外，相邻两圈沿轴向的距离。
（4） 有效圈数n、支承圈数n0和总圈数n1：为了使压缩弹簧工作时受力均匀，保证轴线垂直于支承端面，两端常并紧且磨平。这部分圈数仅起支承作用，所以叫支承圈。支承圈数（n0）有1.5圈、2圈和2.5圈3种。2.5圈用得较多，即两端各并紧1／2圈，磨平3／4圈。压缩弹簧除支承圈外，具有相同节距的圈数称有效圈数（n），有效圈数n与支承圈数n0之和称总圈数n1，即：n1＝n+n0
（5） 自由高度（或长度）H0：弹簧在不受外力时的高度。
H0＝nt+（n0－0.5）d
n0=1.5 H0=nt+d
n0=2 H0=nt+1.5d
n0=2.5 H0=nt+2d
（6） 弹簧展开长度L：制造时弹簧丝的长度
2） 普通圆柱螺旋压缩弹簧的标记
GB/T2089—1980规定的标记格式加下：
名称 端部型式d´D´H0－精度 旋向 标准号·材料牌号－表面处理
例：压簧 3×20×80 GB/T2089—1980
3）圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法
（1）在平行于弹簧轴线的投影面上的视图中，其各圈的轮廓应画成直线。常采用通过轴线的全剖视。
（2）表示四圈以上的螺旋弹簧时，允许每端只画两圈（不包括支承圈），中间各圈可省略不画，只画通过簧丝断面中心的两条点划线。当中间部分省略后，也可适当地缩短图形的长度。
（3）在装配图中弹簧中间各圈采取省略画法后，弹簧后面被挡住的零件轮廓不必画出。
（4）当弹簧被剖切，钢丝直径在图上小于2mm时，其断面可以涂黑表示。
（5）右旋弹簧或旋向不作规定的螺旋弹簧在图上均画成右旋，左旋弹簧允许画成右旋，但无论画成左旋或右旋，图纸上一律要注明“左旋”字样（弹簧旋向定义与螺纹旋向定义相同）。

（a） 涂黑画法 （b） 示意画法
图7-12 簧丝d£ 2mm的画法

（a）全剖 （b） 不剖
图7-11 圆柱螺旋压缩弹簧视图的画法

§7-3 零件图的视图选择
零件的结构、形状各不相同。为了将零件的结构形状完整、清晰地表达出来，就要求选用适当的视图、剖视、断面等表达方法，并在便于看图的前提下，力求画图简便。为此，在零件图的视图选择时，必须认真选择好主视图，同时选配好其他视图。
一 主视图的选择
主视图是一组视图的核心，选择得合理与否对看图和画图影响很大。
在选择主视图时应注意以下两个要求：
1、主视图应较好地反映零件的形状特征
这一条称为“形状特征原则”是选择主视图投影方向的依据。从形体分析角度来说，就是要求选择能将零件各组成部分的形状及其相对位置反映得最充分的方向作为主视图的投影方向。
主视图的投影方向只能确定主视图的形状，不能确定主视图在图纸上的位置；例如，按箭头A的方向投影，既可以把上述轴的主视图按轴线水平画，也可以按垂直和倾斜位置画，因此还必须确定零件的
图7-13 轴的主视图选择
2、主视图应尽可能反映零件加工位置或工作位置
“加工位置原则”或“工作位置原则”是确定零件的安放位置的依据。
加工位置是零件在机床上加工时的装夹位置。主视图与加工位置一致的优点是方便看图加工。轴、套、轮和盘盖类零件的主视图，一般按车削加工位置安放，即将轴线垂直于侧面，并将车削加工量较多的一端放在右边，如图7-22（b）所示。
工作位置是零件安装在机器中工作的位置。主视图与工作位置一致的优点在于便于对照装配图来看图和画图。支座、箱体类零件，一般按工作位置安放，因为这类零件结构形状一般比较复杂，在加工不同的表面时往往其加工位置也不同。图7-23（b）所示轴承座的主视图就是按工作位置绘制的。如果零件的工作位置是倾斜的，或者工作时在运动，因而其工作位置是不断变化的，则习惯上将零件摆正，使更多的表面平行或垂直于基本投影面。

图 7-14 轴承座的主视图选择
二 其他视图的选择
在选择其他视图时，应注意以下两点：
1）所选的视图之间必须互相配合呼应。
2）有时还要考虑到视图与尺寸注法的配合。
对于回转体，由于在标注尺寸时要加上符号“f”或“Sf”，一个带尺寸的视图就能清楚地表达它们的形状。同理，由一些同轴线的回转体（包括孔）及轴线相交的回转体所组成的零件，用一个带尺寸的视图也能把它们的形状表达清楚。
图7-15 用一个带尺寸的视图表达回转体的形状
主视图选定后，如果依靠尺寸配合还不能表达清楚零件的形状，则在选择其他视图时，应根据形体分析或结构分析，对零件各组成部分的内外结构形状逐个加以考虑。为了表达清楚每个组成部分的形状和相对位置，首先考虑还需要哪些视图（包括断面）与主视图配合，然后考虑其他视图之间的配合。这就是说，每个图形都应有明确的表达目的。

三 典型零件的表达方案
1、轴套类
结构特点：主体结构是同轴回转体，并且轴向尺寸远大于径向尺寸，在沿轴线方向通常
有轴肩、倒角、螺纹、退刀槽、键槽、销孔、螺纹孔等结构要素。
功能：主要用来支承传动零件和传递动力。
加工方法：以车床加工为主，装夹时零件轴线水平放置。
表达特点：主体结构只需一个基本视图。再根据各部分结构特点，选用断面图、局部放大图等来表达一些小结构（退刀槽、键槽、越程槽、中心孔）。
尺寸标注分析：轴的径向尺寸基准是轴的轴线。
2、盘盖类
结构特点：主体结构是同轴回转体，并且轴向尺寸远小于径向尺寸。
功能：（轮）与轴配合用来传递旋转运动和扭矩，盘（盖）主要起支承、轴向定位及密封。加工方法：以车床加工为主，装夹时零件轴线水平放置。
表达特点：主体结构一般需要两个基本视图，主视图全剖或半剖。如果有轮辐、肋板等结构，可用移出断面或重合断面表示。
尺寸标注分析：盘盖类零件的径向方向的基准都是回转轴线，长度方向的主要基准是经过加工的较大端面。圆周上均匀分布的小孔的定位圆直径是这类零件典型定位尺寸。
3、叉架类
结构特点：形状不规则，外形比较复杂。叉杆零件常有弯曲或倾斜结构。
功能：这类零件包括各种用途的拨叉和支架。拨叉主要用在机床、内燃机等各种机器的操纵机构上，实现一定动作，改变其它零件的位置；支架主要起支承和连接作用。按功能可将这类零件的结构分为三部分：支撑部分、工作部分（只有拨叉有）、连接部分。
加工方法：因叉架类零件一般都是锻件或铸件，往往要在多种机床上加工。
表达特点：这类零件的结构形状较为复杂且不太规则，一般都需要两个以上基本视图。主视图的投影方向按照形状特征原则，主视图的零件位置按照工作位置或自然位置。基本视图上一般用局部剖表示内部结构。另外，往往用斜视图、斜剖表达倾斜结构，用断面图表达连接部分的肋、臂。
尺寸标注分析：叉架类零件在长、宽、高三个方向的主要基准一般为孔的中心线（或轴线）、对称平面和较大的加工面。
4、箱体类
结构特点：主体形状为壳体，内外形状都较复杂，尤其内腔比较复杂，表面过渡线较多。此类零件箱壁上有各种位置的孔，并多有带安装孔的底板，上面带有凹坑或凸台结构；支承孔处常设有加厚凸台或加强肋。
功能：箱体类零件一般是机器或部件的主体部分，它起着支承、包容、保护运动零件和其它零件的作用。
表达特点：一般按工作位置和形状特征原则选择主视图，需要三个或三个以上的基本视图，并要采用比较复杂的剖切面形成各种剖视图来表达复杂的内部结构。箱体零件上常常会出现一些截交线和相贯线，应认真分析，在视图上应画成过渡线。
加工方法：箱体类零件的加工工序和加工位置复杂多变。
尺寸标注分析：箱体类零件的长、宽、高三个方向的主要基准采用中心线、轴线、对称平面和较大的加工平面。因结构形状复杂，定位尺寸多，各孔中心线（或轴线）间的距离一定要直接注出来。
§7-4 零件图中尺寸的合理标注
一 零件图中尺寸标注的基本要求
零件图中的尺寸，应标注得齐全、清晰和合理，在第三章中已介绍了用形体分析法齐全、清晰地标注尺寸的问题，这里主要介绍合理标注尺寸的基本知识。
合理标注尺寸，就是所注的尺寸必须做到：
1．满足设计要求，以保证机器的质量；
2．满足工艺要求，以便于加工制造和检测。要达到这些要求，必须掌握一定的生产实际知识和有关的专业知识。这里仅介绍一些基本原则和方法。
二 尺寸基准的选择
按照零件的功能、结构和工艺要求，决定零件上面、线、点的位置所依据的面、线、点，称为尺寸基准（也就是标注尺寸的起点）。零件的长、宽、高三个方向至少要有一个尺寸基准。当同一个方向上有几个基准时，其中必有一个是主要基准，其余是辅助基准。要合理标注尺寸，一定要正确选择尺寸基准。按照其作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准。
1、设计基准
设计基准是根据零件在机器中的作用和结构特点，为保证零件的设计要求而确定的基准。通常选择机器或部件中确定零件位置的接触面、对称面、回转面的轴线等作为设计基准。例如图7-16（a）所示的轴承架，在机器中是以接触面Ⅰ、Ⅱ和对称面Ⅲ（图7-16b）来定位的，以保证 轴孔的轴线与对面另一个轴承架（或其他的零件）上轴孔的轴线在同一直线上，并使相对的两个轴孔的端面间的距离达到必要的精确度。因此，上述三个平面是轴承架的设计基准。

图7-16 轴承架的设计基准
2、工艺基准
工艺基准是确定零件在机床上加工时的装夹位置，以及测量零件尺寸时所利用的点、线、面。例如，图7-29所示的套在车床上加工时，是用其左端的大圆柱面来定位的；在测量有关轴向尺寸a，b，c时，则以右端面为起点，因此，这两个面是工艺基准。
从设计基准出发标注尺寸，能保证设计要求；从工艺基准出发标注尺寸，则便于加工和测量。因此，最好使工艺基准和设计基准重合。当设计基准和工艺 基准不重合时，所注尺寸应在保证设计要求的前提下，满足工艺要求，即选择设 计基准为主要基准。

图7-17 套的工艺基准

三 合理标注零件尺寸时应注意的一些问题
1、功能尺寸必须直接标出
影响产品的工作性能和装配技术要求的尺寸，称为功能尺寸。
由于零件在加工制造时总会产生尺寸误差，为了保证零件的加工质量，而又避免不必要的增加成本，在加工时，图样中所标注的尺寸都必须保证其精确度要求（没有注出的尺寸则不保证）。因此，功能尺寸必须直接注出。
2、非功能尺寸的注法要符合制造工艺要求
零件的制造工艺取决于它的材料、结构形状、设计要求、产量大小和工厂设备条件等，因此，按照制造工艺标注尺寸时，必须根据具体情况来处理。
1、用木模造型的铸件，要符合木模制造的要求。
按形体分析法标注尺寸，一般能满足木模制造要求。
对于零件上半径相同的工艺小圆角尺寸，可在图样右上角作统一说明。
2、轴套类零件要尽量符合加工顺序和满足检测方法的要求。
轴套类零件，常制有退刀槽（或砂轮越程槽）和倒角，在标注有关孔或轴的分段的长度尺寸时，必须把这些工艺结构包括在内，才符合工艺要求。
3、在加工阶梯孔时，一般是先加工小孔，然后依次加工出大孔。因此，在标注轴向尺寸时，应从端面标注大孔的深度，以便测量。
（4）毛面的尺寸注法
标注零件上毛面的尺寸时，加工面与毛面之间，在同一个方向上，只能有一个尺寸联系，其余则为毛面与毛面之间或加工面与加工面之间联系。
图7-18 轴的尺寸注法举例
a 正确 b 错误 a 正确 b 错误
图7-19 一般阶梯孔的尺寸注法图 图7-20 毛面的尺寸注法
3、不能注成封闭尺寸链
封闭尺寸链是首尾相接，形成一整圈的一组尺寸，每个尺寸叫尺寸链中的一环。图7-21（a）中，尺寸a，b，c，l就形成了一组封闭尺寸，标注的问题在于存在一个多余的尺寸。
（a） 封闭尺寸链 （b）有开口环的尺寸注法
图 7-21
加工时，若要保证每一个尺寸的精确度要求，就会增加加工成本，如果保证其中的任意两个尺寸，例如a，c，则尺寸b的误差为另外二个误差的总和，可能达不到设计的要求。因此，尺寸一般都应注成开口的（图7-21（b）），即不能有多余的尺寸，这时对精确度的要求最低的一环不注尺寸，称为开口环，这样既保证了设计要求，又可节约加工费用。
4、各种孔的旁注法
零件上各种孔的尺寸，除采用普通标注法外，还可采用旁注法。

§7-5 零件的技术要求
图7-22 表面粗糙度
零件图上除了表达零件形状尺寸外，还必须标注和说明制造零件时应达到的一些技术要求，技术要求主要包括：表面粗糙度、尺寸公差、形状和位置公差、材料的热处理及表面处理以及其他有关制造零件的要求等。本节主要介绍表面粗糙度和极限与配合。

一、表面粗糙度（GB/T131-1993）
在产品制造过程中，表面质量是评定零件质量的重要技术指标。它与机器零件的耐磨性、抗疲劳强度、接触刚度、密封性、抗腐蚀性、配合以及外观都有密切的关系。因此，零件的表面质量直接影响着机器的使用和寿命。
1、表面粗糙度的概念
不论采用何种加工所获得的零件表面，都不是绝对平整和光滑的。由于刀具在零件表面上留下的刀痕、切削时表面金属的塑性变形和机床振动等因素的影响，使零件表面存在微观不平的凹凸不平的轮廓峰。
零件表面具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。
表面粗糙度是评定零件表面质量的一项重要指标，它对零件的寿命、工作性能（配合性质、强度、耐磨性、抗腐蚀性、密封性）、外观等影响较大。
2、表面粗糙度的参数
用来描述表面粗糙度的参数，称为表面粗糙度评定参数。这些参数有：轮廓算术平均偏差（Ra）；微观不平十点高度（Rz）；轮廓最大高度（Ry）。零件图中多采用轮廓算术平均偏差（Ra）。
3、表面粗糙度的选用
表面粗糙度参数数值的选择，既要考虑表面功能的需要，也要考虑产品的制造成本。因此，在满足使用性能要求的前提下，应尽可能选用较大的表面粗糙度参数数值。
4、表面粗糙度符号和代号
1）表面粗糙度符号的画法见表7-5。
2）表面粗糙度标注方法举例见表7-5。
3）表面粗糙度在图样上标注的几个注意问题：
（1） 表面粗糙度代（符）号一般标注在可见轮廓线、尺寸界线或它们的延长线上；对于镀涂表面，可标注在表示线（粗点划线）上，符号的尖端必须从材料外指向被标注表面。
（2） 表面粗糙度代号中，数字的大小和方向必须与图中尺寸数值的大小和方向一致。
（3） 在同一图样上，每一表面只标注一次符号、代号。

表7-5 Ra的画法和标注方法示例

二 极限与配合
1、零件的互换性
按零件图要求加工出来的一批相同规格的零件，装配时不需经过任何的选择或修配，任选其中一件就能达到规定的技术要求和连接装配使用要求，这种性质称为互换性。零件具有互换性，便于装配和维修，也利于组织生产和协作，提高生产率。建立公差与配合制度是保证零件具有互换性的必要条件。
2、极限与配合的概念及有关术语和定义
在生产实际中，零件尺寸不可能加工得绝对的精确。为了使零件具有互换性，必须对零件尺寸的加工误差规定一个允许的变动范围，这个变动量称为尺寸公差，简称公差。
图7-23 轴孔配合与尺寸公差
下面以轴的尺寸为例（参看图7-39b），将有关尺寸公差的术语和定义介绍如下：
（1）基本尺寸（f50）：设计给定的尺寸
（2）实际尺寸：零件加工完后通过测量所得的尺寸。
（3）极限尺寸：允许尺寸变化的两个极限值。实际尺寸位于其中，也可达到极限尺寸，它以基本尺寸为基数来确定。
最大极限值（f50.018）：两个极限尺寸中较大的一个。
最小极限值（f50.002）：两个极限尺寸中较小的一个。
如果实际尺寸在两个极限尺寸所决定的闭区间内，则为合格；否则不合格。
（4）尺寸偏差（简称偏差）：某一尺寸（实际尺寸、极限尺寸等）减其基本尺寸所得的代数差。
上偏差（+0.018）：最大极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。
下偏差（+0.002）：最小极限尺寸减其基本尺寸所得的代数差。
上偏差和下偏差统称为极限偏差。偏差可以为正、负或零值。孔的上、下偏差代号分别用大写字母ES、EI表示；轴的上、下偏差代号分别用小写字母es、ei表示；
（5）尺寸公差（简称公差）（0.016）：允许尺寸的变动量。
公差=最大极限尺寸－最小极限尺寸=上偏差－下偏差
公差是没有正负号的绝对值。
（6）零线：在公差与配合图解（简称公差带图）中，表示基本尺寸的一条直线，以其为基准确定偏差和公差。零线之上的偏差为正，零线之下的偏差为负。
（7）尺寸公差带（简称公差带）：在公差带图解中，由代表上，下偏差的两条直线所限定的一个区域。
公差带与公差的区别在于公差带既表示了公差（公差带的大小），又表示了公差相对于零线的位置（公差带位置）
图7-24 孔、轴公差带示意图
国家标准规定，孔、轴的公差带由标准公差和基本偏差确定，前者确定公差带的大小，后者确定公差带相对于零线的位置。为了满足不同的配合要求，国家标准制定了标准公差系列和基本偏差系列。
（8）标准公差（0.016）：国家标准规定用来确定公差带大小的标准化数值。
标准公差的数值取决于公差等级和基本尺寸。公差等级是用来确定尺寸的精确度的。国家标准将公差等级分为20级，即IT01，IT0，IT1，IT2，…，IT18。IT表示标准公差，数字表示公差等级。IT01级的精确度最高，以下逐级降低。在一般的机器的配合尺寸中，孔用IT6—IT12级，轴用IT5—IT12级。在保证质量的条件下，应选用较低的公差等级。附表23为基本尺寸至500mm，公差等级由IT1至IT18级的标准公差数值。
（9）基本偏差（+0.002） 国家标准规定用来确定公差带相对于零线位置的那个极限偏差，它可以是上偏差或下偏差，一般为靠近零线的那个偏差，如图7-40所示。
为了满足各种配合的需要，国家标准规定了基本偏差系列，并根据不同的基本尺寸和基本偏差代号确定了轴和孔的基本偏差数值；基本偏差代号用拉丁字母表示，大写为孔，小写为轴，各28个。图7-25表示基本偏差系列。此示意图只表示公差带中属于基本偏差的一端，表示极限偏差的另一端是开口的，开口的一端取决于公差带的大小，它由设计者选用的标准公差的大小确定。
3、配合与配合制
1）配合
基本尺寸相同，相互结合的孔和轴公差带之间的关系。
孔和轴配合时，由于它们的实际尺寸不同，将产生“过盈”或“间隙”。孔的尺寸减去与之配合的轴的尺寸所得的代数值，为正时是间隙，为负时是过盈。
2）配合种类
根据使用要求不同，相结合的两零件装配后松紧程度不同，国家标准将配合分为三类：
(1) 间隙配合：孔和轴装配时具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合，此时，孔的公差带在轴的公差带之上，如图7-25（a）所示。
最小间隙=孔的最小极限尺寸－轴的最大极限尺寸
最大间隙=孔的最大极限尺寸－轴的最小极限尺寸
(2) 过盈配合：孔和轴装配时具有过盈（包括最小过盈为零）的配合，此时，孔的公差带在轴的公差带之下，如图7-25（b）所示。
最小过盈=孔的最大极限尺寸－轴的最小极限尺寸
最大过盈=孔的最小极限尺寸－轴的最大极限尺寸
(3) 过渡配合：可能具有过盈，也有可能具有间隙的配合。此时，孔的公差带与轴的公差带相互重叠，如图7-25（c）所示。
最大过盈=孔的最小极限尺寸－轴的最大极限尺寸
最大间隙=孔的最大极限尺寸－轴