 |
Изображение и обозначение резьбы
|
|
|
|
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
«СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ»
Оглавление
Раздел 6 1. Типы соединений деталей. 1
6.1. Разъемные соединения. 1
6.1.1. Резьбовые соединения. 1
6.1.2. Нерезьбовые соединения. 27
6.2. Неразъемные соединения. 32
6.2.1. Сварное соединение. 32
6.2.2. Паяное соединение. 39
6.2.3. Клеевое соединение. 40
Раздел 6 1. Типы соединений деталей
Разъемные соединения
Соединения деталей подразделяются на разъемные и неразъемные. Разъемными называются соединения, повторная сборка и разборка которых возможна без повреждения их составных частей. Соединения, для которых не предусматривается возможность их разборки и, следовательно, которые нельзя разобрать без повреждения, называют неразъемными.
Резьбовые соединения
В машиностроении получили широкое распространение резьбовые соединения, которые обладают такими достоинствами, как универсальность, высокая надежность, способность воспринимать большие нагрузки, сравнительно малые размеры и масса.
Резьбовые соединения могут быть отнесены к одному из двух типов.
1. Осуществляемые непосредственным свинчиванием деталей, без применения специальных соединительных частей.
2. Осуществляемые с помощью специальных соединительных деталей, таких как болты, винты, шпильки и пр.
Основным элементом всех резьбовых соединений является резьба.
Понятие о резьбах, основные термины и определения
Резьба – поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. В соответствии с этим резьбы различают:
– в зависимости от поверхности, на которой нарезана резьба, – цилиндрические и конические;
|
|
|
– в зависимости от профиля – треугольные, трапецеидальные, круглые, прямоугольные и др;
– в зависимости от направления винтовой поверхности – правые и левые. Резьба, образованная винтовым движением контура по часовой стрелке, называется правой, против часовой стрелки – левой.
– по числу заходов – однозаходные и многозаходные. Винтовым движением одного профиля образуется однозаходная резьба. При одновременном винтовом движении нескольких контуров, расположенных по отношению друг к другу под определенными углами, образуется многозаходная резьба;
– по эксплуатационному назначению – крепежные, крепежно-уплотнительные, ходовые, специальные.
Основные параметры резьбы определяются по ГОСТ 11708-82 (рис. 6.1).
Рис.6.1. Основные параметры резьбы
Рассмотрим последовательно каждый из них.
Профиль резьбы – контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ее ось.
Угол профиля α – угол между боковыми сторонами профиля.
Высота исходного треугольника Н – расстояние между вершиной и основанием исходного треугольника резьбы.
Шаг резьбы Р – расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы.
Ход резьбы (Рh) – величина относительного осевого перемещения гайки за один оборот. В однозаходной резьбе ход равен шагу (Р = Ph), а в многозаходной – произведению шага на число заходов (Ph = Р × n).
Резьбу характеризуют три диаметра: наружный d (D), внутренний d 1 (D 1), средний d 2 (D 2).
Наружный диаметр резьбы d (D) – диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной или впадин внутренней резьбы, где D – наружный диаметр внутренней резьбы (гайки), d – наружный диаметр наружной резьбы (болта).
Внутренний диаметр резьбы d 1 (D 1) – диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг впадин наружной или вокруг вершин внутренней резьбы, где d – внутренний диаметр болта, D – внутренний диаметр гайки.
|
|
|
Длина резьбы – длина участка детали, на котором образована резьба, включая сбег резьбы и фаску (рис. 6.2).
Сбег резьбы – участок в зоне перехода к гладкой части детали, на котором резьба имеет неполный профиль.
Рис.6.2. Изображение участков резьбы
Виды резьб.
По назначению все резьбы делятся на крепежные, крепежно-уплотнительные, ходовые и специальные.
Крепежные резьбы применяют для разъемного соединения деталей машин и приборов. Основное их назначение – обеспечить прочность и сохранить плотность стыка в процессе эксплуатации.
Метрическая резьба является основным типом крепежной резьбы. Это резьба однозаходная, преимущественно правая. Она имеет профиль равнобедренного треугольника с углом при вершине 60° (рис. 6.3, а). При одинаковых наружных диаметрах стандартизированные резьбы могут выполняться с крупным и мелким шагом. Метрические резьбы с мелким шагом нарезаются преимущественно на тонкостенных деталях. Крупный шаг для каждого диаметра один, а мелкий – для одних и тех же диаметров имеет различные значения.
Трубная цилиндрическая рез ьба (рис. 6.3, б) является крепежно-уплотнительной резьбой, применяется в трубных соединениях. Имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине 55°. Вершины и впадины профиля скруглены. Совпадение профилей внутренней и наружной резьбы обеспечивает герметичность в соединении.
Трубная коническая резьба (рис. 6.3, в) применяется в соединениях топливных, масляных, водяных и воздушных трубопроводов. Имеет профиль, аналогичный профилю трубной цилиндрической резьбы.
Коническая дюймовая резьба (рис. 6.3, г) с углом профиля 60° применяется для герметических соединений трубопроводов машин и станков. Нарезается на конической поверхности с конусностью 1:16.
Трапецеидальная резьба (рис. 6.3, д) является ходовой и служит для передачи движения, главным образом возвратно-поступательного. Бывает однозаходной и многозаходной, правой и левой. Профиль резьбы – равнобокая трапеция с углом между боковыми сторонами 30°. Для каждого диаметра резьбы стандарт предусматривает три различных шага.
Упорная резьба (рис. 6.3, е) служит для передачи движения при больших усилиях. Имеет профиль неравнобокой трапеции, впадины профиля закруглены, для каждого диаметра имеет три различных шага.
|
|
|
Рис. 6.3. Типы резьб:
а – крепежная; б, в, г – крепежно-уплотнительные; д, е – ходовые
Специальные резьбы – это резьбы, отличающиеся от стандартных. Существуют два вида специальных резьб:
1. Со стандартным профилем, но размеры диаметра или шага отличаются от установленных стандартом.
2. С нестандартным профилем – с квадратным или прямоугольным, который изготавливается по индивидуальным чертежам с заданными параметрами резьбы.
Изображение и обозначение резьбы
Правила изображения резьбы и нанесения ее обозначений на чертежах устанавливает ГОСТ 2.311-68.
Резьбу на стержне изображают сплошными основными линиями по наружному диаметру (выступам) и сплошными тонкими линиями по внутреннему диаметру (впадинам). Сплошную тонкую линию проводят на всю длину резьбы без сбега. Эта линия пересекает фаску (рис. 6.4, а). Для изображения на плоскости, перпендикулярной оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу, примерно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте (рис. 6.4, а, б). Сплошную тонкую линию при изображении резьбы наносят на расстоянии не менее 0,8 мм от основной линии и не более величины шага резьбы.
Рис. 6.4. Изображение резьбы на стержне
Коническую резьбу на виде со стороны меньшего основания конуса изображают окружностями внутреннего и наружного диаметров резьбы меньшего основания и окружностей диаметра большего основания (рис. 6.4, б).
Резьбу в отверстии изображают сплошными линиями по внутреннему диаметру и сплошными тонкими линиями – по наружному (рис. 6.5). На изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси отверстия, по наружному диаметру проводят дугу, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте (рис. 6.5, б, в). Фаски, не имеющие специального конструктивного назначения, в проекции на плоскость, перпендикулярную оси резьбы, не изображают.
Рис. 6.5. Изображение резьбы в отверстии
|
|
|
Линию, определяющую границу резьбы, наносят на стержне и в отверстии с учетом длины резьбы без сбега. Ее проводят до линии наружного диаметра резьбы сплошной основной линией (см. рис. 6.4 и 6.5, а, б). Размер длины резьбы на стержне и в отверстии указывают без сбега (см. рис. 6.4, а и 6.5, а). Резьбу, показываемую как невидимую, изображают штриховыми линиями одной толщины по наружному и внутреннему диаметрам. Границу резьбы в этом случае проводят штриховой линией (рис. 6.6).
Рис. 6.6. Изображение невидимой резьбы
При изображении резьбы в разрезах и сечениях штриховку проводят до сплошной основной линии, т. е. до линии наружного диаметра резьбы на стержне и до линии внутреннего диаметра в отверстии (см. рис. 6.5).
На чертежах, по которым резьба не изготавливается, например, на сборочных, изображение резьбы показывают на всю глубину сверления. Размер глубины сверления наносят на чертеже только с учетом цилиндрической части.
Резьбу нестандартного профиля показывают со всеми ее размерами и дополнительными надписями (рис. 6.7). Кроме размеров и предельных отклонений резьбы, на чертеже указываются дополнительные данные о числе заходов, о левом направлении резьбы с дополнением слова «Резьба».
Рис. 6.7. Изображение резьбы нестандартного профиля
В соединениях резьба условно изображается на стержне, а в отверстии – только та часть резьбы, которая не закрыта стержнем (рис. 6.8, а).
Условное изображение резьбы не дает полного представления о ней, так как все резьбы обозначаются одинаково. Поэтому изображение стандартной резьбы дополняется условным обозначением, в котором указывается:
– буквенное обозначение, определяющее тип резьбы;
– номинальный диаметр резьбы;
– шаг и ход резьбы;
– направление резьбы;
– условное обозначение поля допуска и класса точности;
– номер стандарта.
Рис. 6.8. Изображение резьбы в соединениях и её условное обозначение
На учебных чертежах допускается не указывать поле допуска и класс точности при обозначении резьбы.
Обозначение резьбы на цилиндрических стержнях и в отверстиях относят к наружному диаметру, проставляя значение над размерной линией, на ее продолжении или на полке (рис. 6.8, б). Обозначение конической и трубной цилиндрической резьбы относят к контуру резьбы посредством линий-выносок с полкой, над которой пишут обозначение резьбы (рис. 6.8, в). В условном обозначении трубной цилиндрической резьбы указывается внутренний диаметр трубы в дюймах (1 " = 25,4 мм), на внешней поверхности которой выполняется данная резьба. В условном обозначении конической резьбы указывается наружный диаметр в среднем (приблизительно) сечении по длине резьбы в дюймах.
|
|
|
При обозначении метрической и дюймовых резьб с крупным шагом шаг резьбы не указывается.
В обозначение многозаходных резьб входит ход резьбы, а шаг проставляется в скобках. Направление указывается только для левой резьбы буквами LH.
Примеры обозначения резьб (см. рис. 6.8):
– М20 – метрическая резьба с наружным диаметром 20 мм и крупным шагом резьбы;
– М20×2 – метрическая резьба с наружным диаметром 20 мм и мелким шагом 2 мм;
– S30×3LH – упорная резьба однозаходная с наружным диаметром 30мм, шагом 3мм, левая;
– Тr20×8(Р4) – трапецеидальная резьба двухзаходная с наружным диаметром 20 мм, ходом 8 мм, шагом 4 мм;
– G7/8 – трубная цилиндрическая резьба с размером внутреннего диаметра трубы 7/8.;
– R3/4 – наружная трубная коническая резьба с размером наружного диаметра 3/4. в среднем (приблизительном) сечении по длине резьбы.
Болты
Болт представляет собой цилиндрический стержень с резьбой на одном конце и головкой на другом, чаще всего в виде шестигранной призмы. В большинстве конструкций болтов на его головке имеется фаска, сглаживающая острые края и облегчающая наложение гаечного ключа при свинчивании.
Существуют различные типы болтов, отличающиеся друг от друга по форме и размерам головки и стержня, по форме стержня, по шагу резьбы, по точности изготовления, характеру исполнения. В зависимости от условий работы и назначения, головки болтов могут иметь шестигранную, полукруглую и потайную формы.
Болты с шестигранной головкой имеют несколько исполнений (рис. 6.9):
– исполнение 1 – без отверстий в головке и в стержне;
– исполнение 2 – с отверстиями в стержне;
– исполнение 3 – с двумя отверстиями в головке болта.
Рис. 6.9. Изображение болта в 3-х исполнениях
Каждому диаметру резьбы болта d соответствуют определенные размеры его головки. При одном и том же диаметре резьбы болт может изготавливаться различной длины l, которая стандартизирована.
Обычно резьбовые крепежные изделия на чертежах располагаются так, что их ось расположена горизонтально. Все необходимые размеры для вычерчивания болтов приведены в соответствующих таблицах ГОСТов. Чертеж болта выполняется в двух видах с указанием необходимых размеров (рис. 6.10).
Рис. 6.10. Изображение элементов болта
Так, на рис. 6.10 показана простановка размеров элементов болта: d –диаметр болта; l0 – длина резьбы; l – длина болта; D1 – диаметр описанной окружности головки; D – диаметр фаски головки болта; h – высота головки болта; S – размер под ключ.
При вычерчивании болта наибольшее затруднение вызывает изображение фаски на шестигранной головке. Рассмотрим последовательность ее выполнения (рис. 6.11).
Рис.6.11. Построение фаски головки болта
Построим шестигранник в двух проекциях по размерам S, D, h, с торцевой окружностью диаметра D 1 = 0,95 S, где S – размер под ключ. На виде слева она изображается окружностью, пересекающей вертикальную осевую линию в точках 1 и 2, а на главном виде – отрезком 12 22.
Через точки 12 и 22 проведем проекции образующих конуса под углом 30° к проекции основания призмы. На главном виде получаются точки А2 и В2 – проекции точек пересечения боковых ребер призмы с поверхностью конуса. Ребра призмы располагаются симметрично относительно её оси, поэтому точки пересечения всех ребер с поверхностью конуса будут располагаться на одной высоте от основания призмы.
Фаска представляет собой поверхность усеченного конуса. При пересечении граней шестигранника с конической поверхностью фаски образуют гиперболы, которые с целью упрощения построения заменяют дугами окружностей радиусов R и r.
Проведя из точки А 2 прямую параллельно основанию призмы, получим С2 и Е2 – точки пересечения ребер с поверхностью конуса. Фронтальную проекцию грани А2С2 делим пополам, к линии 12А2 (фаске) в точке А2 проводим перпендикуляр, который пересечет линию, делящую фронтальную проекцию грани пополам в точке О * и ось головки болта в точке О. Из точки О радиусом R = ОС2 и из точек О * и О ** радиусом r = О * А2 проводим три дуги окружностей. На этом построение фаски завершено.
Рассмотренный способ построения является универсальным при изображении фасок с углом 30° на любых гранных деталях, в том числе и при изображении гайки. Под чертежом болта следует выполнить надпись условного обозначения болта чертежным шрифтом.
Для крепежных деталей, к которым относятся болты, винты, шпильки, гайки, установлены технические требования (ГОСТ 1759-70), которые включают в себя классы прочности (для изделий из легированных сталей) или группы прочности (для изделий из специальных сталей и цветных металлов), классы точности (допуски размеров), виды покрытий и т. д.
Классы прочности. Для крепежных изделий установлены классы прочности 3.6, 4.6, 4.8, 5.8, 6.6, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9 и 12.9. Обозначение состоит из двух цифр, первая соответствует номинальному значению временного сопротивления разрыву (Н/мм2), вторая – отношению номинального значения предела текучести к временному сопротивлению в процентах.
Класс точности. Для крепежных изделий установлены три (А, В, С) класса точности. Для классов А и В – поля допусков внутренней резьбы – 6 Н, наружной – 6 g; для класса С – наружной – 8 g, внутренней – 7 Н.
Покрытия. Крепежные изделия поставляют или без покрытия, или с покрытием, которое указывают цифрами, например: 01 – цинковое хроматирование, 02 – кадмиевое хроматирование, 03 – многослойное медно-никелевое и т. д.
Пример условного обозначения болта исполнения 1 с диаметром резьбы d = 12 мм, с размером под ключ S = 18 мм, длиной l = 60 мм, с крупным шагом резьбы, с полем допуска 6 g, класса точности 5.8 (точку между цифрами не ставят), без покрытия:
Болт М 12 – 6 g ×60.58 (S 18) ГОСТ 7798-70.
Гайки
Гайкой называют изделие, имеющее резьбовое отверстие для навинчивания на болт, шпильку и др. Гайки классифицируют по форме поверхности, характеру исполнения, шагу резьбы, точности изготовления. По форме поверхности различают гайки шестигранные, круглые, гайки-барашки, колпачковые.
Наибольшее распространение получили шестигранные гайки, которые изготавливаются повышенной, грубой и нормальной точности. Последние изготавливаются в трех исполнениях (рис. 6.12):
– исполнение 1 – с двумя коническими фасками;
– исполнение 2 – с одной конической фаской;
– исполнение 3 – без фасок, но с коническим выступом с одного торца (нет на чертеже).
Чертеж гайки выполняется в двух изображениях. На плоскости проекций, параллельной оси гайки, соединяем половину вида с половиной фронтального разреза и изображаем вид слева со стороны фаски. Все необходимые размеры для вычерчивания гаек приведены в соответствующих таблицах ГОСТов. Способ вычерчивания гайки с фаской одинаков с построением головки болта (см. рис. 6.11). Под чертежом гайки наносят ее условное обозначение.
Например: гайка исполнения 1 диаметром резьбы d = 12 мм, размером под ключ S =18 мм, крупным шагом резьбы, полем допуска 6 Н, класса прочности 5.8, без покрытия:
Гайка М 12 – 6 Н. 58 (S 18) ГОСТ 5915–70.
Рис. 6.12. Изображение гайки
Шайбы
Шайбой называют изделие, имеющее форму диска с цилиндрическим отверстием под болт. Это деталь, которую устанавливают для предохранения материала детали от задиров и смятия при затяжке гайки и более равномерного распределения давления на соединяемые детали, а также, чтобы исключить возможность самоотвинчивания крепежной детали. Шайбы разделяют на круглые, косые, пружинные, стопорные и др.
Круглые обычные шайбы изготавливают в двух исполнениях (рис. 6.13):
– исполнение 1 – без фаски;
– исполнение 2 – с фаской.
По величине эти шайбы разделяются на нормальные и увеличенные. Форму круглой шайбы определяет одно изображение. Чертеж шайбы выполняют с фронтальным разрезом. Все необходимые размеры для вычерчивания шайб приведены в соответствующих таблицах ГОСТов.
Рис. 6.13. Изображение шайбы
Пример условного обозначения шайбы исполнения 1 для крепежной детали с диаметром резьбы d =14 мм, толщиной, установленной в стандарте, изготовленной из стали марки 08 кп, с цинковым покрытием (01), толщиной 16 мкм:
Шайба 14.01.08кп. 0.16 ГОСТ 11371-78.
Шпильки
Шпилькой называется крепежная деталь, представляющая собой цилиндрический стержень, оба конца которого имеют резьбу. Конструкция и размеры шпилек стандартизированы.
Шпильки общего назначения предназначены для соединения деталей как с резьбовыми, так и гладкими отверстиями. Одним концом, называемым ввинчиваемым, шпилька завертывается в резьбовое отверстие одной из скрепляемых деталей. На другой резьбовой конец, называемый гаечным, навинчивается гайка. Шпильки выпускаются двух классов точности в двух исполнениях. При изображении шпильки вычерчивают только один вид на плоскости, параллельной оси шпильки, и указывают размеры резьбы d, длину шпильки l (рис. 6.14).
Рис. 6.14. Изображение шпильки
Длина ввинчиваемого конца l 1 определяется материалом детали, в которую он завинчивается (см. ГОСТ 22032-76, 22034-76, 22038-76, 22040-76).
Длина гаечного конца l 0 определяется из ГОСТов в зависимости от диаметра резьбы d и длины шпильки l. Под длиной шпильки понимают длину стержня без длины ввинчиваемого резьбового конца l 1.
Например: шпилька с ввинчиваемым концом длиной d, класса точности В (полем допуска 6 g), исполнения 1, с диаметром резьбы d =20 мм, крупным шагом Р = 2,5 мм, длиной l = 150 мм, класса прочности 5.8, без покрытия обозначается так:
Шпилька М 20 – 6 g ×150.58 ГОСТ 22032-76.
|
|
|
