Общие сведения о резьбовых соединениях

Резьба.

Резьба – винтовой выступ (канавка) постоянного сечения, выполненный на наружной поверхности детали цилиндрической или конической формы (болты, винты, шпильки, трубы) или на внутренней поверхности сопрягаемых с ними деталей (гайки, муфты).

Образование поверхности резьбы можно представить как результат перемещения какой-либо плоской фигуры (треугольника, четырехугольника и др.) по образующей какой-либо поверхности вращения, при этом сама образующая совершает вращательное движение вокруг оси.

Резьба служит для скрепления деталей или для взаимного перемещения их во время работы. В технике применяют следующие виды резьб:

- по направлению витков – правая и левая;

- по форме профиля – треугольныая трапецеидальныая, прямоугольная, круглая, упорная;

- по расположению на детали – внешняя и внутренняя;

- по характеру поверхности – цилиндрическая и коническая;

- по назначению – крепежная, ходовая, специальная, метрическая, дюймовая;

- по числу заходов – однозаходная и многозаходная.

Изображение резьбы

На чертежах применяют условное изображение резьбы (ГОСТ 2.311-б8). Резьбу на чертеже стержня изображают сплошными основными линиями по наружному диаметру резьбы и сплошными тонкими линиями по внутреннему диаметру, а в отверстии – сплошными основными линиями по внутреннему диаметру резьбы исплошными тонкими линиями по наружному диаметру.

Линию, определяющую границу резьбы, наносят в конце полного профиля резьбы (до начала сбега). Границу резьбы проводят всегда по линии наружного диаметра резьбы и изображают, когда она видима, сплошной основной линией.

На видах и разрезах, перпендикулярных оси стержня или отверстия, проводят дугу тонкой сплошной линией примерно на 3/4окружности, причем эта линия может быть разомкнута в любом месте (не допускается начинать и заканчивать ее на осевой линии). Расстояние между осевой линией и сплошной основной не должно быть меньше 0,8 мм и больше шага резьбы, а фаска на этом виде не изображается (рис. 139).

Рис. 139

При необходимости профиль резьбы показывается с помощью местного разреза с указанием всех размеров.

Соединение болтом

В комплект соединения болтового входят следующие крепежные детали (крепежные изделия): 1 – болт, 2 – гайка, 3 – шайба. Указанные крепежные детали имеют различную форму и размеры. При конструировании приборов и машин применяют, как правило, только стандартизованные крепежные детали.

Болт представляет собой цилиндрический стержень с резьбой на одном конце и головкой на другом (чаще всего в виде шестигранной призмы) (рис. 140). При соединении скрепляемых деталей на резьбу болта навертывается гайка. Головку болта обрабатывают с торца на конус (этот элемент называют фаской). Фаску выполняют и на стержне для удобства нарезания резьбы и устранения непрочной части крайнего витка.

Рис. 140

В зависимости от назначения и условий работы болты выполняют с шестигранными, полукруглыми и потайными головками. На различные формы болтов разработаны и утверждены свои стандарты.

Стандартное условное обозначение болта, которое записывают в технической документации и применяют в литературе, содержит основные конструктивные размеры.

Например, запись «Болт М12х60 ГОСТ 7798-70» обозначает, что болт имеет метрическую резьбу диаметром 12 мм с крупным шагом, длину стержня 60 мм, головку шестигранную, исполнение 1.

Гайка – деталь, имеющая отверстие с резьбой для навинчивания на болт или шпильку. Гайки различают: по форме наружной поверхности, по виду исполнения, по типу резьбы, по точности изготовления (рис. 141).

По форме наружной поверхности гайки выполняют шестигранными, корончатыми, круглыми, барашковыми и др. По высоте шестигранные гайки различают нормальной высоты, низкие, высокие и особо высокие. Кроме того, гайки выпускают с уменьшенным размером под «ключ». Гайки изготавливают нормальной, повышенной и грубой точности. По виду резьбы гайки различают с метрической резьбой с крупным и мелким шагом.

Рис. 141

Условное обозначение гайки содержит размер резьбы и номер стандарта, устанавливающего конструкцию. Например, запись «Гайка М12 ГОСТ5915-70» обозначает, что гайка имеет диаметр метрической резьбы 12 мм, с крупным шагом, шестигранная, нормальной точности.

Шайба – деталь, закладываемая под гайку или головку болта (винта) и предназначенная для передачи и распределения усилий на соединяемые детали или для предотвращения их самоотвинчивания (стопорения) (рис. 142).

Рис. 142

Шайбы разделяются на круглые, пружинные (ГОСТ 6402-70), стопорные и др. Шайбы круглые имеют несколько видов: шайбы обычные нормального ряда по ГОСТ 11371, шайбы увеличенные и уменьшенные. Шайбы нормального ряда имеют два исполнения: исполнение 1 без фаски, исполнение 2 с фасками.

Пример условного обозначения шайбы исполнения 1, диаметром 12 мм: Шайба 12 ГОСТ 11371-78.

Для аналогичной шайбы, но исполнения 2: Шайба 2.12 ГОСТ 11371-78.

Чертеж болтового соединения (рис. 143) обычно разрабатывают, исходя из заданного диаметра резьбы и толщины соединяемых деталей (В₁ и В₂). При этом длину болта рассчитывают по формуле:

l = В₁ + В₂ + Sш + H + а + с

где: В₁, В₂ – толщина деталей; Sш – толщина шайбы, H – высота гайки; а – запас резьбы (а = 0,25 - 0,5d), с – фаска.

Рис. 143

Устанавливают в соответствии со стандартом длину l болта и длину lо нарезанной части (по таблицам). Диаметр отверстия под болт обычно принимают на 1-2 мм больше, чем диаметр стержня болта.

Соединение винтом

Винты.По назначению винты для металла разделяют на крепежные (соединительные) и установочные.

Крепежный винт — деталь, которая служит для разъемного соединения и представляет собой цилиндрический стержень с резьбой для ввинчивания в одну из соединительных деталей и головкой различной формы под ключ или с прорезью под от­вертку. Чертежи винтов с различной формой головки с про­резью под отвертку приведены на рисунке 144: цилиндрическая (а), полукруглая (б), потайная (в) и полупотайная (г).

Крепежные винты применяют при сборке машин и меха­низмов, когда к основной детали крепится вспомогательная, например крышка к корпусу редуктора, шпонка к валу, па­нель к шасси или корпусу и т.д. Винты с потайной и полу­потайной (конической) головками часто применяют вместо болтов, когда выступающие головки мешают работе меха­низма.

Рис. 144

Установочные винты отличаются от крепежных тем, что имеют нажимной конец специальной формы (плоский, кони­ческий, сферический), входящий в специальное углубление сопряженной детали.

Пример условного обозначения винта с полукруглой головкой, с диаметром 12 мм, с мелким шагом резьбы, равным 1,25 мм:

Винт М12х1,25 ГОСТ 17473-80.

Винтовое соединение (рис. 145) разрабатывают, исходя из заданного диаметра резьбы, толщины В привинчи­ваемой детали, марки материала детали с резьбовым гнездом и принимаемого типа головки и ее расположения относительно привинчиваемой детали (рис. 145).

Рис. 145

Выписывают из соответствующих стандартов шаг р резьбы, размеры диаметра D и высоты Н головки, радиус r под голов­кой, ширину b и глубину h шлица, радиус головки (для полукруглой), наносят эти размеры на эскизе.

Определяют (рис. 146):

глубину L завинчивания винта в зависимости от материала детали с резьбовым гнездом — для стали и бронзы L~d, для чугуна L= l,25d, для алюминия L = 2d;

глубину l₁ резьбы с полным профилем, мм:

l₁ =L + 2р;

глубину /_г сверления гнезда под резьбу, мм:

l_r = L + 6p = l₁ + 4p;

длину / винта, мм:

l = B + L+ S_m или l = (В – h₁) + L + Ѕ_ш;(рис. 34)

Устанавливают в соответствии со стандартом длину l винта и длину lо нарезанной части (по таблицам). При этом следует учитывать, что для некоторых типов стандартных винтов их длиною считается только длина стержня (винты с цилиндрической и полукруглой головкой), а для других – длина стержня вместе с головкой (винты с потайной и полупотайной головкой).

Рис. 146

Диаметр отверстия под винт принимают на 0,5мм больше, чем диаметр стержня винта. На чертеже зазор между винтом и стенкой сквозного отверстия чертят увеличенным.

Соединение шпилькой

Шпилька – цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах. Назначение шпильки – неподвижное разъемное соединение двух деталей в тех случаях, когда одна из них имеет большую толщину и для соединения ее с другой деталью требуется слишком длинный болт или когда нет места для головки болта.

Та часть шпильки, которая ввинчивается в тело детали, называется ввинчиваемым концом (l₁), а на которую навертывается гайка – гаечным (l₀). Длиной шпильки (l) считается длина ее гаечного конца, который определяется конструктивно. Длина ввинчиваемого конца шпильки, как и у винтов, зависит от материала детали, в которую он ввинчивается (рис. 147).

Рис. 147

Пример условного обозначения шпильки с наружным диаметром 16 мм, длиной 120 мм: Шпилька М16х120 ГОСТ 22032-76.

Чертеж шпилечного соединения (рис. 148) разрабатывают, исходя из заданного диаметра резьбы, толщины (а) привинчиваемой детали, марки материала детали с резьбовым гнездом.

Длину шпильки рассчитывают по формуле:

l = a + H + Sш + k, где а – толщина присоединяемой детали; Н – высота гайки; Sш – толщина шайбы; k – запас резьбы. Полученную величину сравнивают со стандартной.

Рис. 148

Задания к теме даны в приложении

Ø Задание по теме «Общие сведения о резьбовых соединениях» дано в

приложении 5.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Баранова Л.А., Боровикова Р.Л., Панкевич А.П. Основы чер­чения: Учебник для средних специальных учебных заведе­ний. – М: Высшая школа, 1996. – 384 с.

2. Боголюбов С.К. Черчение. – М.: Машиностроение, 1989. – 336 с.

3. Боголюбов С.К., Воинов А.В. Курс технического черчения: Учебник для машиностроительных техникумов. – М.: Ма­шиностроение, 1973. – 304 с.

4. Государственные стандарты ЕСКД.

5. Левицкий В.С. Машиностроительное черчение. – М.: Высш. шк., 1994. – 352 с.

6. Машиностроительное черчение: Учебник / Г.П. Вяткин, А.Н. Андреев, А.К. Болтухин и др..; Под ред. Г.П. Вяткина. – М.: Машиностроение, 1985. – 368 с.

7. Мерзон Э.Д., Мерзон И.Э., Медведковская Н.В. Машиностроительное черчение: Учеб. пособие для инж.-техн. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1987. – 335 с.: ил.

8. Попова Г.Н., Алексеев С.Ю. Машиностроительное черчение: Справочник. –Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1986. – 447 с., ил.

9. Суворов С.Г., Суворова Н.С. Машиностроительное черчение и вопросах и ответах. - М.: Машиностроение, 1992. – 366 с.

10. Федоренко В.А., Шошин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. – М.: «Машиностроение», 1972. – 335 с.

11. Фролов С.А., Войнов А.В., Феоктистова Е.Д. Машиностроительное черчение. – М.: Машиностроение, 1981. – 304 с.

12. Чекмарев А.А. Начертательная геометрия и черчение: Учеб. для студ. вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. – 471 с.: ил.

13. Чекмарев А.А., Осипов В.К. Справочник по машиностроительному черчению. – М.: Высш. шк., 1994. – 672 с.

14. Черчение: Учебник / Д.М. Борисов, Е.А. Василенко, Б.А. Ляпунов, М.Н. Макарова. – М.: Просвещение, 1987. – 352 с.