Назначение, основные параметры и элементы резьбы
Резьбой называют поверхность, образованную при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности.
Классификация резьбы по различным признакам приведена на рис. 1
| Резьба |
| По форме профиля |
| По характеру поверхности |
| По расположению |
| По направлению винтовой линии |
| По числу заходов |
| По размеру шага |
| По назначению |
| Крепежная |
| Ходовая, грузовая |
| Специальная |
| Трапецеидальная |
| Треугольная |
| Цилиндрическая |
| Круглая |
| Упорная |
| Прямоугольная |
| Внутренняя |
| Наружная |
| Коническая |
| Однозаходная |
| Мелкая |
| Крупная |
| Левая |
| Правая |
| Многозаходная |
Рис. 1
Крепежная резьба применяется в соединительных деталях машин, механизмов и приборов, т.е. болтах, винтах, шпильках, гайках. Ходовая и грузовая резьбы применяются в подъемных винтах винтовых прессов, домкратов, станков для преобразования вращательного движения в поступательное.
Специальная резьба используется в инструментах для нарезания резьбы в отверстии -метчиках и на стержне – плашках, а также в инструментах для выполнения отверстий – сверлах и обработки плоскостей, канавок и пазов – фрезах.
В настоящее время основным промышленным способом нарезания резьбы на метизных изделиях (болтах, шпильках, винтах) является накатка с использованием высокопроизводительных резьбонакатных автоматов. Процесс накатывания резьбы осуществляется в результате пластической деформации стержня, без снятия стружки. Прокатывая деталь между двумя плоскими плашками или цилиндрическими роликами с резьбовым профилем, выдавливают резьбу соответствующего профиля за счет перераспределения металла.
Цилиндрической называется резьба, образованная на цилиндрической поверхности, а конической является резьба, образованная на конической поверхности.
Наружная резьба, образованная на цилиндрической или конической поверхности стержня, является охватываемой поверхностью (болт, винт и т.д.). Внутренняя резьба, образованная на цилиндрической или конической поверхности отверстия, является охватывающей поверхностью (гайка).
По числу заходов резьба подразделяются на однозаходную и многозаходную (двух-, трехзаходную и т.д.)
Правая резьба образуется контуром, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль оси от наблюдателя, а левая – контуром, вращающимся против часовой стрелки.
Резьба может быть стандартной и нестандартной. У стандартной резьбы все основные параметры определяет ГОСТ 11708-82.
Рис. 2
Резьбу характеризуют три диаметра рис. 2: наружный, внутренний и средний. При этом диаметры наружной резьбы обозначаются d, d1, d2, а внутренней – D, D1, D2.
Наружный диаметр резьбы d (D) – диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, описанного вокруг вершин наружной или впадин внутренней резьбы. Этот диаметр является определяющим, расчетным и входит в условное обозначение резьб.
Внутренний диаметр резьбы d1 (D1) – диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, вписанного во впадины наружной или вершин внутренней резьбы.
Средний диаметр резьбы d2 (D2) – диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, образующие которого пересекают профиль резьбы таким образом, что ее отрезки, образованные при пересечении с канавкой, равны половине ее номинального шага.
Профиль резьбы – профиль выступа и канавки и резьбы в плоскости ее осевого сечения.
Угол профиля резьбы 
- угол между смежными боковыми сторонами резьбы в плоскости ее осевого сечения.
Высота исходного треугольника резьбы H – расстояние между вершиной и основанием исходного треугольника резьбы в направлении, перпендикулярном к ее оси.
Рабочая высота профиля H1 - длина участка взаимного перекрытия профилей сопрягаемых наружной и внутренней резьб на перпендикуляре к оси резьбы.
Высота профиля Н3 – расстояние между вершиной и впадиной резьбы в плоскости осевого сечения в направлении, перпендикулярном к оси резьбы.
Шаг резьбы Р – расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между средними точками ближайших одноименных боковых сторон ее профиля, лежащими в одной осевой плоскости.
Ход резьбы Рh – расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между любой исходной средней точкой на боковой стороне резьбы и средней точкой, полученной при перемещение исходной точки по винтовой линии на угол 360º.
Режущая часть инструмента (на метчиках и плашках) для резания резьбы имеет два участка: заборный – с резьбой, ограниченной конической поверхностью, и цилиндрический, - формирующий резьбу необходимого профиля, шага и размера.
Изображение резьб на чертеже
Вычерчивание резьбы в виде винтовой поверхности – трудоемкая работа, поэтому на чертежах ее, независимо от профиля и назначения, изображают условно по ГОСТ 2.311 – 68*.
Наружная резьба изображается сплошными толстыми основными линиями по наружному диаметру d, и сплошными тонкими линиями по внутреннему диаметру d1. на плоскости, параллельной оси резьбы, сплошную тонкую линию проводят на всю длину ее полного профиля, включая фаску (рис. 3). Линию, определяющую границу резьбы, обозначают в конце ее полного профиля сплошной толстой основной линией, если резьба видима, или штриховой, если она невидима.
Рис. 3
Внутреннюю резьбу в разрезах показывают сплошными толстыми основными линиями по внутреннему диаметру D1 и сплошными тонкими линиями по наружному диаметру D (рис. 4). На плоскости, перпендикулярной к оси резьбы, сплошную тонкую линию проводят в виде дуги, равной ¾ окружности. Причем начало и конец этой дуги не должны совпадать с осевыми линиями.
Рис.4
При изображении резьбы (как наружной, так и внутренней) на плоскости, перпендикулярной к оси стержня или отверстия, фаски, не имеющие специального конструктивного назначения, не показывают.
Штриховку в разрезах и сечениях резьбовых изделий наносят до сплошной основной линии, т.е. до линии наружного диаметра резьбы на стержне и линии внутреннего диаметра резьбы в отверстии.
В резьбовых соединениях резьба условно вычерчивается на стержне, а в отверстии показывается только та ее часть, которая на закрыта резьбой стержня (рис. 5).
Рис. 5
Условнее обозначение конической резьбы на стержне и в отверстии соответственно приведено на рис. 6
а)
б)
Рис. 6
Обозначение резьбы
| Название, стандарт | Вид | Обозначение | Пример |
| Метрическая, ГОСТ 8724-81* | С крупным шагом С мелким шагом Многозаходная левая | М, d (мм) М, d, P (мм) М, d, Ph (мм) LH | М20 М20×1,5 М20×3(Р1) М20LH, М20×1,5LH, М20×3(Р1)LH |
| Дюймовая, ОСТ НКТП 1260 | Наружная внутренняя | - - | ½’ ½’’ |
| Трубная цилиндрическая, ГОСТ 6357-81 | Класса А (повышенного) Класса В (нормального) Левая | G, Dy (дюймы), Класса А G, Dy (дюймы), Класса В LH | G 1½ - A G 1½ - B G 1½ LH – A G 1½ LH - B |
| Трубная коническая, ГОСТ 6211-81 | Наружная Внутренняя Внутренняя цилиндрическая Левая | R, Dy (дюймы) Rc, Dy (дюймы) Rp, Dy (дюймы) LH | R 1½ Rc 1½ - B Rp 1½ R 1½LH Rc 1½ LH |
| Коническая дюймовая, ГОСТ 6111-52* | Наружная Внутренняя | K, Dy (дюймы) K, Dy (дюймы) | К 1½’’ К 1½’’ |
| Метрическая коническая, ГОСТ 25229-82 | Коническая Внутренняя цилиндрическая Левая | МК, d, P (мм) M, d, P (мм) LH ГОСТ … | МК 20×1,5 М20×1,5 ГОСТ 25229-82 МК20×1,5 LH ГОСТ 25229-82 |
| Трапецеидальная, ГОСТ 24738-81 | Однозаходная Левая | Tr, d, P (мм) LH | Tr40×6 Nr40×6 LH |
| Трапецеидальная, ГОСТ 24739-81* | Многозаходная Левая | Tr, d, Ph, P (мм) LH | Tr20×8(P4) Tr20×8(P4) LH |
| Упорная, ГОСТ 10177-82 | Однозаходная Многозаходная Левая | S, d, P (мм) S, d, Ph, P (мм) LH | S80×10 S80×20(P10) S80×20 LH; S80×20(P10) LH |
| Круглая, ГОСТ 13536-68 | Правая | Kp, d, P (мм) ГОСТ… | Kp12×2,54 ГОСТ 13536-68 |
Например, надпись М20×1,5 – 6g (рис. ) означает, что резьба метрическая, наружный диаметр резьбы 12 мм, резьба с мелким шагом 1,5 мм и полем допуска 6g (6 – класс точности, g – основное отклонение резьбы болтов).
Шпилечные соединения
Шпилечное соединение состоит из шпильки, гайки, шайбы и соединяемых деталей и применяется, когда одна из этих деталей имеет значительную толщину, т.е. когда нецелесообразно сверлить сквозное отверстие для болта большой длины. Выполняется оно следующим образом (рис.7). В детали 1 сверлят гнездо диаметром D1и нарезают резьбу. Размеры резьбы ввинчиваемого конца шпильки.
Рис. 7
На чертеже шпилечного соединения (рис. 8) линия раздела соединяемых деталей должна совпадать с границей резьбы ввинчиваемого конца шпильки. Нарезать резьбу до конца гнезда технологически невозможно, но на сборочных чертежах допускается изображать её на всей его глубине. Штриховку в разрезе доводят до основной линии резьбы на шпильке и в гнезде. На чертеже шпилечного соединения указывают три размера: диаметр резьбы, длину шпильки и диаметр отверстия в присоединяемой детали. На упрощенном изображении шпилечного соединения (рис.9) резьбу условно показывают на всей длине шпильки. при этом на крепежных деталях конец отверстия, включая запас и недорез резьбы, а также зазор между отверстием присоединяемой детали и шпилькой, не изображают. размеры крепежных деталей определяются в зависимости от диаметра резьбы болта d.
Если номинальный диаметр резьбы равен или меньше 2 мм, допускается условное изображение шпилечного соединения (рис.10).
Рис. 8 Рис. 9 Рис. 10
Болтовые соединения
На чертеже болтового соединения (рис.11) выполняют не менее двух изображений: на плоскости проекций параллельной к оси болта и на плоскости проекций перпендикулярной к его оси (со стороны гайки). При изображении болтового соединения в разрезе стандартные детали (болт, гайку, шайбу) показывают неразрезанными. Головку болта и гайки на главном виде принято изображать тремя гранями. Штриховка смежных деталей выполняется под углом 450 к горизонтальным линиям чертежа в разные стороны, при этом для каждой детали на всех изображениях сохраняют одинаковые направление и частоту штриховки.
На чертеже болтового соединения указывают три размера: диаметр резьбы, длину болта и диаметр отверстия под болт в соединяемых деталях.
Рис. 11 Рис. 12
При упрощенном изображении болтового соединения размеры элементов крепежных деталей определяют по условным соотношениям в зависимости от диаметра резьбы болта d (рис. 12) Резьбу в этом случае условно показывают по всей длине стержня болта, а фаски на крепежных деталях и зазор между отверстием и стержнем болта не изображают.
В тех случаях, когда номинальный диаметр резьбы равен или меньше 2 мм, ГОСТ 2.315-68* допускает изображение болтового соединения условно.
| Общие требования к чертежам |
ГОСТ 2.109-73 устанавливает основные требования к выполнению чертежей, деталей, сборочных, габаритных и монтажных на стадии разработки рабочей документации для всех отраслей промышленности.
| Общие положения |
При разработке рабочих чертежей предусматривают:
а) оптимальное применение стандартных и покупных изделий, а также изделий, освоенных производством и соответствующих современному уровню техники;
б) рационально ограниченную номенклатуру резьб, шлицев и других конструктивных элементов, их размеров, покрытий и т. д.;
в) рационально ограниченную номенклатуру марок и сортаментов материалов, а также применение наиболее дешевых и наименее дефицитных материалов;
г) необходимую степень взаимозаменяемости, наивыгоднейшие способы изготовления и ремонта изделий, а также их максимальное удобство обслуживания в эксплуатации.
| Чертеж детали |
В соответствии с ГОСТ 2.102-68 чертеж детали – это конструкторский документ, содержащий изображение детали и другие данные, необходимые для её изготовления и контроля.
Изображения (виды, разрезы, сечения, выносные элементы) должны полностью определять геометрическую форму детали. При выполнении чертежа необходимо руководствоваться правилом, что изображений должно быть минимальное количество.
К другим данным, необходимым для изготовления и контроля детали относятся:
- размеры и предельные отклонения ГОСТ 2.307-68;
- требования к качеству поверхности ГОСТ 2.309-73;
- допуски формы и расположения поверхностей ГОСТ 2.308-79;
- нанесение на чертежах обозначений покрытий, термической и других видов обработки ГОСТ 2.310-68;
- сведения о материале, из которого изготовлена деталь (указывают в графе 3 штампа основной надписи);
- и другие технические требования.
| Конструктивные элементы детали |
Конструктивные элементы детали представлены на рисунках 182 и 183.
Рисунок 182 - Конструктивные элементы детали
Рисунок 183 - Конструктивные элементы детали
| Выбор главного изображения |
Выполнение чертежа начинают с выбора главного изображения.
Основное требование к главному изображению оно должно передавать наиболее полное представление о форме и размерах детали.
В качестве главного изображения (вида спереди) может быть использован как фронтальный разрез, так и сочетание вида и разреза (рисунок 184).
Рисунок 184 - Главный вид – совмещение вида и разреза
Плоские детали из листового материала изображают в одной проекции, показывающей их контурные изображения, толщина детали указывается условной записью S... . Пример такой детали представлен на рисунке 185.
Для изготовления фасонных деталей из листового материала требуются точные развертки или приближенные заготовки для штампованных деталей с вытяжкой - это плоские детали из листового материала.
Количество изображений (видов, разрезов, сечений) предмета на чертеже должно быть наименьшим, но достаточным для выявления его внешней и внутренней формы и должно давать возможность рационально нанести размеры.
В некоторых случаях одна проекция с соответствующим условным знаком, поставленным у размерного числа, дает полное представление о форме изображенного предмета. Так, например, знак диаметра говорит о том, что изображенный предмет является телом вращения; знак квадрата обозначает, что изображенный предмет имеет форму призмы с нормальным сечением в виде квадрата; слово «сфера», написанное перед значком диаметра говорит о том, что поверхность сферическая; символ "S" (толщина) перед размерным числом заменяет вторую проекцию детали, имеющую форму параллелепипеда и т.д.
Рисунок 185 - Пример изображения изделия из листового материала
После анализа фоpмы детали, можно опpеделить, какие изобpажения необходимы для исчеpпывающей пеpедачи внешних и внутpенних фоpм этой детали. Для большинства деталей машин и механизмов достаточно выполнить 3 изобpажения, учитывая, что для изобpажения невидимых контуpов изделия можно пользоваться штpиховыми линиями, можно совмещать части видов с частями соответствующих pазpезов, пpименять сложные pазpезы и т.п. Ниже, на рисунках 186 и 187, приведены примеры изображения деталей с необходимым количеством видов, разрезов и сечений на чертеже.
Рисунок 186 - Пример 1изображения деталей с необходимым количеством
видов, разрезов и сечений на чертеже
Рисунок 187 - Пример 2изображения деталей с необходимым количеством
видов, разрезов и сечений на чертеже
| Сборочный чертеж |
В соответствии с ГОСТ 2.102-68 сборочный чертеж – это документ, содержащий изображение сборочной единицы и другие данные, необходимые для её сборки (изготовления) и контроля.
| Требования к сборочному чертежу |
Правила выполнения и оформления сборочных чертежей установлены ГОСТ 2.109-73.
Сборочный чертеж должен содержать:
- изображение сборочной единицы, дающее представление о расположении и взаимосвязи составных частей, соединяемых по данному чертежу, и осуществление сборки и контроля сборочной единицы;
- размеры, предельные отклонения, другие параметры и требования, которые должны быть выполнены или проконтролированы по данному сборочному чертежу;
- указания о характере сопряжения и методах его осуществления, если точность сопряжения обеспечивается при сборке (подборка деталей, их пригонка и т.п.), а также указания о выполнении неразъемных соединений (сварных, паяных и т.д.);
- номера позиций составных частей, входящих в изделие;
- габаритные pазмеpы изделия; установочные, присоединительные и другие необходимые справочные pазмеpы.
| Последовательность выполнения сборочного чертежа |
1. Ознакомиться с устройством, работой и порядком сборки сборочной единицы. Прочитать рабочие чертежи всех деталей, входящих в сборочную единицу, т.е. мысленно представить форму и pазмеpы каждой из них, ее место в сборочной единице, взаимодействие с другими деталями.
2. Выбрать необходимое количество изображений так, чтобы на сборочном чертеже была полностью понятна конструкция изделия и взаимодействие ее составных частей.
Общее количество всех изображений сборочной единицы на сборочном чертеже должно быть всегда наименьшим, а в совокупности со спецификацией – достаточным для выполнения всех необходимых сборочных операций, совместной обработки (пригонки, регулирования составных частей) и контроля.
Главное изображение сборочной единицы должно давать наибольшее представление о расположении и взаимосвязи ее составных частей, соединяемых по данному сборочному чертежу.
3. Установить масштаб чертежа, формат листа, нанести рамку на поле чертежа и основную надпись.
4. Произвести компоновку изображений, для этого вычислить габаритные pазмеpы изделия и вычертить прямоугольники со сторонами, равными соответствующим габаритным размерам изделия.
5. Вычертить контур основной детали (как правило - корпуса, основания или станины). Наметить необходимые разрезы, сечения, дополнительные изображения.
6. Вычертить остальные детали по размерам, взятым с рабочих чертежей деталей, в той последовательности, в которой собирают изделие.
7. Тщательно проверить выполненный чертеж, обвести его и заштриховать сечения.
8. Нанести габаритные, установочные и присоединительные pазмеpы.
9. Нанести линии-выноски для номеров позиций.
10. Заполнить основную надпись.
11. На отдельных форматах (А4) составить спецификацию.
12. Проставить номера позиций деталей на сборочном чертеже согласно спецификации.
Пример оформления сборочного чертежа приведен на рисунке 188.
Рисунок 188 - Прихват гидравлический (сборочный чертеж)
| Спецификация |
В соответствии с ГОСТ 2.102-68 сборочный чертеж – это документ, определяющий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта. Спецификация относится к текстовым конструкторским документам и заполняется в соответствии с ГОСТ 2.106-96 «Текстовые документы».
Первый лист спецификации имеет основную надпись (ГОСТ 2.104-2006) по форме 2, а последующие листы - по форме 2а.
Спецификация состоит из разделов, которые располагаются в следующей последовательности: документация, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты. Наличие их определяется составом изделия.
В спецификацию для учебных сборочных чертежей, как правило, входят следующие разделы (рисунок 189):
1. Документация;
2. Сборочные единицы;
3. Детали;
4. Стандартные изделия;
5. Материалы.
Рисунок 189 - Пример оформления спецификации
Наименование каждого раздела указывается в виде заголовка в графе «Наименование» и подчеркивается тонкой линией. Ниже каждого заголовка оставляется одна свободная строка, выше - не менее одной свободной строки.
1. В раздел «Документация» вносят конструкторские документы на сборочную единицу. В этот раздел в учебных чертежах вписывают «Сборочный чертеж».
2. В разделы «Сборочные единицы» и «Детали» вносят те составные части сборочной единицы, которые непосредственно входят в нее. В каждом из этих разделов составные части записывают по их наименованию.
3. В раздел «Стандартные изделия» записывают стандартные изделия. Запись производят в алфавитном порядке наименований изделий, в порядке возрастания основных параметров или размеров изделия.
4. В раздел «Материалы» вносят все материалы, непосредственно входящие в сборочную единицу. Материалы записывают по видам и в последовательности, указанным в ГОСТ 2.106-96. Материалы записывают в алфавитном порядке наименований материалов.
Графы спецификации заполняют следующим образом. В графе «Формат» указывают обозначение формата. В графе «Поз.» указывают порядковый номер составной части сборочной единицы в последовательности их записи в спецификации. В разделе «Документация» графу «Поз.» не заполняют.
В разделах «Стандартные изделия» и «Материалы» графу «Обозначение» не заполняют. В графе «Наименование» указывают наименование составной части сборочной единицы. Все наименования пишут в именительном падеже единственного числа. Наименование деталей, как правило, однословное. Если же оно состоит из двух слов, то вначале пишут имя существительное, например: «Колесо зубчатое», «Гайка накидная». Наименование стандартных изделий должно полностью соответствовать их условным обозначениям, установленным стандартом, например:
Болт М12*1,25-8g*30.48 ГОСТ 7798-70
В графе «Кол.» указывают количество составных частей, записываемых в спецификацию (сборочных единиц, деталей) на одно изделие, в разделе «Материалы» - общее количество материалов на одно изделие с указанием единиц измерения.