К крепежным резьбовым изделиям относятся болты, шпильки, гайки, винты и фитинги. С их помощью осуществляются неподвижные разъемные соединения деталей машин и механизмов.
Болт представляет собой цилиндрический стержень с головкой на одном конце и резьбой для гайки на другом (рис. 1).
Рис. 1. Болт, гайка, шпилька.
Головки болтов бывают различной формы, которая устанавливается соответствующим стандартом. Наибольшее применение в машиностроении имеют болты с шестигранной головкой (нормальной точности) ГОСТ 7798 — 70. На рис. 2 показаны варианты исполнения болтов с шестигранной головкой, а на рис. 3 приведены основные параметры болтов.
Рис. 2. Варианты исполнения болтов.
Другим видом крепежных изделий, широко применяемых в технической практике для соединения деталей, например крышки двигателя внутреннего сгорания с корпусом, является шпилька.
Рис. 3. Варианты исполнения болтов с шестигранной головкой.
Шпилька представляет собой цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах (рис. 4). Та часть шпильки, которая ввинчивается в резьбовое отверстие детали, называется ввинчиваемым (посадочным) концом, а часть, на которую надеваются присоединяемые детали, шайба и навинчивается гайка, называется стяжным концом.
Рис. 4. Шпилька.
Конструкция и размеры шпилек регламентированы ГОСТ 22032 — 76 … ГОСТ 22043 — 76. Длина l 1 ввинчиваемого конца шпильки зависит от материала детали, в которую она ввинчивается (см. рис. 5).
Рис. 5. Длина шпильки.
Гайка представляет собой призму или цилиндр со сквозным (иногда глухим) резьбовым отверстием для навинчивания на болт или шпильку (рис. 6).
Рис. 6. Гайка.
По своей форме гайки бывают шестигранные, квадратные, круглые, гайки-барашки и др. Шестигранные гайки подразделяются на обыкновенные, прорезные и корончатые; нормальные, низкие, высокие и особо высокие; с одной и двумя фасками. Наибольшее применение в машиностроении имеют обыкновенные шестигранные гайки (нормальной точности) по ГОСТ 5915 — 70 (рис. 7).
Рис. 7. Шестигранные гайки (нормальной точности) по ГОСТ 5915 — 70.
Винт представляет собой цилиндрический стержень с головкой на одном конце и резьбой для ввинчивания в одну из соединяемых деталей на другом (рис. 8). Винты, применяемые для неподвижного соединения деталей, называются крепежными, для фиксирования относительного положения деталей — установочными. По способу завинчивания они разделяются на винты с головкой под отвертку и с головкой под ключ. Головки винтов бывают различной формы, которая устанавливается соответствующим стандартом.
Рис. 8. Винт.
Наибольшее применение имеют следующие типы крепежных винтов:
1)с потайной головкой, ГОСТ 17475 — 80 (Рис. 9);
Рис. 9. Винт с потайной головкой.
2) с полупотайной головкой, ГОСТ 17474 — 80 (Рис. 10);
Рис. 10. Винт с полупотайной головкой.
3) с полукруглой головкой, ГОСТ 17473 — 80 (Рис. 11);
Рис. 13. Фитинги.
На крепежных резьбовых изделиях (кроме фитингов) нарезается метрическая резьба с крупными и мелкими шагами по ГОСТ 8724 — 81; допуски резьбы — по ГОСТ 16098 — 81.
На фитингах и трубах нарезается трубная цилиндрическая резьба по ГОСТ 6357 — 81. Для этой резьбы установлены два класса точности среднего диаметра резьбы — A и В.
При вычерчивании головки болта и гайки необходимо правильно построить проекции кривых линий, которые имеются на их боковых гранях. Эти кривые являются результатом пересечения граней с поверхностью конической фаски и представляют собой конгруэнтные гиперболы. Проекции этих гипербол являются также гиперболами. На чертеже (болта, гайки) эти гиперболы заменяются дугами окружностей. Для нахождения центров радиусов R, R 1 , R 2 дуг окружностей используют три точки: вершину гиперболы (т.A) и концы гиперболы (т.B), которые определяются по правилам начертательной геометрии.
Нахождение центра О для радиуса R дуги окружности на проекции средней грани показано на рис. 6. Определение центров для радиусов R 1 и R 2 аналогично.
На сборочных чертежах головки болтов и гайки можно вычерчивать по размерам, которые являются функцией наружного диаметра d резьбы болта (рис. 14).
Рис. 14. Соединения болтом, шпилькой.
Эти размеры используются только для построения изображений, и на рабочих чертежах крепежных изделий их проставлять нельзя. ГОСТ 2.315 — 68 устанавливает упрощенные изображения крепежных деталей на сборочных чертежах и чертежах общих видов (рис. 15).
Рис. 15. Чертежи резьбовых изделий.
Фаски, имеющиеся на концах болтов, шпилек, винтов и на торцах резьбовых отверстий гаек, гнезд и фитингов, делаются для предохранения крайних витков резьбы от повреждений и для удобства завинчивания.
{SITELINK-S35}назад {/SITELINK}
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В.С. Черномырдина
Губкинский институт (филиал)
Кафедра теоретической и прикладной механики
ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА
Методические указания для самостоятельной работы студентов по изучению темы «Разъемные и неразъемные соединения»
Губкин – 2012
При выполнении чертежей студент обязан строго руководствоваться требованиям ГОСТов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Поэтому рекомендуется повторить ранее изученные и вновь изучить следующие пункты стандартов:
Ø ГОСТ 2.104-68. Основные надписи, пп. 2, 3, 4, 7;
Ø ГОСТ 2.109-68. Основные требования к чертежам, пп. 3.1.8 и 3.1.9;
Ø ГОСТ 2.301-68. Форматы, пп. 2, 4, 8;
Ø ГОСТ 2.302-68. Масштабы, п. 5;
Ø ГОСТ 2.303-68. Линии, пп. 2, 5, 6, 10;
Ø ГОСТ 2.304-81. Шрифты чертежные, пп. 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13;
Ø ГОСТ 2.305-68. Изображения – виды, разрезы, сечения, пп. 1, 2, 3;
Ø ГОСТ 2.306-68. Обозначения графические материалов и правила их нанесения на чертежах, пп. 2, 5, 6, 10
Ø ГОСТ 2.307-68. Нанесение размеров и предельных отклонений, пп. 1.1, 1.2, 1.7, 1.8, 1.10, 1.11, 2.1, 2.2, 2.3, 2.5, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13, 2.16, 2.19, 2.20, 2.23, 2.26, 2.27, 2.29, 2.30, 2.32, 2.37, 2.43;
Ø ГОСТ 2.311-68. Изображение резьбы, пп. 2, 4, 5, 6, 9, 11, 12;
Ø ГОСТ 2.312-72. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений, пп. 1.1, 2.1, 2.2, 2.9, 3.5;
Ø ГОСТ 2.313-68. Условные изображения и обозначения швов неразъемных соединений, пп. 2, 3, 4, 5;
Ø ГОСТ 2.315-68. Изображения упрощенные и условные крепежных деталей, пп. 2, 3;
Ø ГОСТ 2.316-68. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц, пп. 3, 5, 6, 18, 19.
ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ БОЛТОВ
Болт состоит из головки и цилиндрического стержня с нарезанной (или накатанной) на нем резьбой. Размеры и форма головки позволяют закручивать болт при помощи стандартного гаечного ключа.
В технике находят применение различные конструкции болтов, отличающиеся формой, исполнением и размерами головки и стержня, а также точностью изготовления. Наиболее распространены болты с шестигранной головкой.
Студенту предлагается начертить болт с шестигранной головкой исполнением 1 или 2, взяв соответствующие своему варианту данные в задании по теме и из ГОСТа на конструкцию и размеры болта, указанного в задании.
Вариантами заданий предусматривается выполнение чертежей болтов:
а) с шестигранной головкой (нормальной точности) по ГОСТ 7798-70;
б) с шестигранной уменьшенной головкой по ГОСТ 7796-70;
в) с шестигранной головкой (повышенной точности) по ГОСТ 7805-70.
Конструкции болтов изображены на рис.1, а их размеры приведены в табл.1 и 2.
ГОСТ 7798-70; ГОСТ 7796-70; ГОСТ 7805-70.
Таблица 1
Этот урок посвящен параметризации в Autocad. Здесь мы рассмотрим еще одно применение параметрических блоков. Очень часто в техническом черчении возникает необходимость изображать стандартные изделия, наиболее ярким примером которых могут служить крепежные изделия (болты, винты, гайки, шпильки заклепки и т.д.). Характерной особенностью стандартного крепежа является размерный ряд, т.е. промышленность выпускает крепежные изделия строго определенных размеров, кроме особых случаев, когда необходимы индивидуальные размеры или специальный крепеж. Логично было бы каким-то образом упростить и ускорить процесс изображения стандартных изделий на чертежах, ведь изделия одного вида изображаются одинаково, отличаются лишь некоторые их размеры.
Рассмотрим в качестве примера упрощенное изображение метрического болта (чертеж болта) с шестигранной головкой. Геометрия этого изделия довольно проста, а размерный ряд довольно велик, и рисовать все болты в сложном чертеже по одному нерационально. Проще один раз построить параметрический блок, который подойдет для всех случаев, а затем только вставлять его и выбирать нужные размеры.
1. Прежде, чем узнать как нарисовать болт, попробуем понять, какие параметры болта меняются в зависимости от его типоразмера.
Возьмем в качестве исходников справочные материалы. Первый – это схема упрощенного изображения болта с шестигранной головкой; второй – таблица номинальных диаметров и шагов резьбы.
d- наружный диаметр резьбы болта d1 = d-2P — внутренний диаметр резьбы;
D = 2d — диаметр головки болта;
Н= 0,7d- высота головки болта;
R = 1,5d- радиус скругления фаски;
с= 0,13d — высота конической фаски болта;
х= 0,25d; r-по построению; Р- шаг резьбы.
Таблица взята из ГОСТ и отражает действительные размеры болтов, а вот соотношения в схеме относятся только к упрощенному изображению болтов на чертежах и отличаются от реальных размеров изделий. Однако, такое упрощение вполне допустимо в большинстве чертежей.
Попробуем определить характерные переменные величины, влияющие на изображение болта:
- Главный параметр – номинальный диаметр резьбы d. Как видно из формул под рисунком, в чертеже болта на него «завязаны» практически все построения, причем все зависимости прямо пропорциональные, т.е. некоторые элементы чертежа можно просто масштабировать пропорционально диаметру резьбы. От диаметра резьбы прямо пропорционально зависят все размеры головки болта, поэтому ее можно масштабировать в зависимости от d. Также от d формально зависит фаска c, но мы привяжем ее к другому параметру – шагу резьбы.
- Второй параметр резьбы – ее шаг P. Мы будем рисовать болт с крупным шагом. От шага резьбы в чертеже зависит только внутренний диаметр d1, который изображен на чертеже двумя тонкими линиями. Эти линии должны находиться на расстоянии P от наружного края резьбы.
- Длина болта L. На длины болтов также существуют номинальные ряды, но в целях экономии времени мы сделаем этот параметр свободно меняющимся. При изменении L должна двигаться концевая часть болта.
- Длина резьбовой части L0. Поступим с ней аналогично длине болта, ее изменение вызовет смещение основной линии, ограничивающей резьбу.
Все остальные параметры чертежа так или иначе выражены через диаметр d и шаг P. Соответственно, четыре выбранных нами параметрами и будут переменными в параметрическом блоке болта, который мы построим.
2. Чертеж будет плоским, есть смысл перейти к интерфейсу 2D Drafting & Annotation. После этого, если включена изометрия, нужно перейти к плоской проекции, например, к виду сверху (Top). В интерфейсе 2D Drafting & Annotation это проще сделать через меню:
3. Начертим болт с номинальным диаметром 10 мм (болт М10), длиной 50 мм и длиной резьбы 40 мм. Это изображение станет исходным блоком, которому мы затем присвоим параметры и действия. Болт рисуем на основании чертежа и соотношений в п.1. Подробно на геометрических построениях останавливаться не будем, покажем лишь их результат. Единственное расхождение с исходной схемой состоит в том, что мы нарисуем фаску не по размеру с= 0,13d, а по шагу резьбы (см. вторую картинку).
Теперь создадим из рисунка блок (команда Create панели Block), при этом базовую точку (Base point) выберем в центре основания головки болта, и откроем блок в редакторе блоков двойным кликом:
4. Установим нужные параметры (используем Linear Parameter). Это, как мы выяснили, номинальный диаметр, шаг резьбы, который также равен ее высоте, так как резьба метрическая, длина болта и длина резьбовой части. Напомним, что процесс установки параметров чем-то напоминает проставление размеров в Autocad:
Теперь откроем окно свойств (View > Properties). Выделяя по очереди каждый параметр, заменим метки Distance label на более удобные:
5. Набор параметров готов, теперь нужно привязать к ним действия (параметр – это всего лишь ручка управления, и сам по себе не работает). Действия выбираем на вкладке Actions:
a. Первое действие должно изменять диаметр болта, равный номинальному диаметру резьбы. Здесь нужно действие Stretch Action, которое сдвинет край болта в нужную сторону. Для того, чтобы болт оставался симметричным, таких действий понадобится два – для каждой стороны. Привязать их нужно к параметру «диаметр», к правой и левой его точкам. Параметр предварительно тоже нужно сделать симметричным, чтобы при движении одной из его ручек вторая двигалась автоматически. Для этого выделяем параметр и в окне свойств в поле Base location устанавливаем Midpoint (средняя точка). При добавлении действия указываем: параметр, затем привязку к ручке, затем рамкой, как в команде Stretch, обводим необходимые точки, затем указываем все объекты, задействованные в стретче, и размещаем значок действия. Подробно эту процедуру мы описали в уроке 9, поэтому покажем готовые действия:
b. Второе действие – изменение внутреннего диаметра резьбы и фаски в зависимости от шага. Также Stretch Action, и также с двух сторон (здесь важно привязать действия ко правой ручке, которая не отмечена крестиком). Вот готовые действия для шага:
Заметим, что оба действия привязаны к левой ручке параметра «шаг». Поэтому для действия Stretch 2 в свойствах нужно установить отрицательный коэффициент -1 в поле Distance multiplier, тогда обе стороны болта при изменении шага будут вести себя «симметрично».
Линию фаски тоже нужно двигать, но уже вверх. Присвоим соответствующее действие и в свойствах установим угол 90°, поскольку движение этой линии направлено именно так по отношению к движению ручки шага резьбы:
c. Головка болта. Она, судя по формулам в п.1, просто масштабируется синхронно с диаметром болта. Поэтому установим для линий, изображающих головку болта, действие Scale Action с привязкой к параметру «диаметр». После привязки к параметру и выбора объектов нужно выбрать независимый режим базовой точки масштабирования (по правому клику перейти в экранное меню, выбрать Base type и затем Independent и указать базовую точку в центре основания головки:
d. Изменение длины и длины резьбовой части задаются также с помощью Stretch Action и привязываются к нужному параметру. Действие для длины резьбы управляет верхней линией резьбы, а для длины болта – положением концевой части болта. Первым нужно создать действие для длины резьбы, а создавая «длину болта» включить ручку длины резьбы в набо объектов. Тогда длина резьбы будет корректно отсчитываться от конца болта.
6. Все действия готовы, но диаметр резьбы и шаг не привязаны к ряду номинальных значений. Чтобы эти параметры не могли выходить за рамки установленного ряда, создадим еще одну пару параметр/действие – Lookup. Ее можно создать со вкладки Parameter Sets, кнопкой Lookup Set. Эта пара не управляет явно никакими элементами чертежа, но зато позволяет создавать таблицу «положений регуляторов» для любого из параметров. Применим эту полезную опцию на деле. Для этого разместим Lookup Set в произвольном месте чертежа (лучше – над головкой болта). Затем выделим Lookup Action и в свойствах кликнем иконку Lookup table. Откроется таблица параметров:
Правая часть таблицы – имена наборов значений, а слева можно задавать значения каждого параметра нашего блока для каждого из имен. Именами логично назначить обозначения резьбы (М6, М10 и т.д.), а потом присвоить в левой части диаметр и шаг для всех резьб номинального ряда (см. п.1). Пока в левой части таблицы нет столбцов нужных нам параметров, но они легко добавляются кнопкой Add Properties. Вот какие столбцы должны получиться:
Теперь заполним таблицу на основании исходной таблицы в п.1. Получится такое окно:
Нажимаем OK и выходим из редактора блоков, сохраняя изменения.
7. Можно проверить работу параметров. При выделении блока вы должны увидеть следующее:
Треугольник с риской над болтом – это и есть параметр Lookup, который задает диаметр резьбы. Если кликнуть по нему. Можно увидеть список возможных диаметров:
Выбирая разные номиналы, мы видим, что все связанные с диаметром резьбы параметры тоже меняются, что нам и было нужно:
Длиной резьбы и длиной болта тоже можно управлять, но явно, т.е. двигая ручку. Теперь удалим ненужные ручки параметров, которые могут мешать при работе с блоком, поскольку проще выбирать типоразмер болта и задавать его длину и длину резьбы в виде значений. Вернемся в редактор блоков и, выделяя поочередно все параметры, установим в окне свойств напротив поля Number of Grips (количество ручек) значение 0. К тому же, для параметров «шаг» и «диаметр» нужно установить поле Show Properties в No, а для длины резьбы, длины болта и параметра Lookup – в Yes. Тогда все параметры мы сможем задавать прямо в свойствах блока для каждого вхождения блока в чертеже.
Все готово! Теперь можно «обеспечить» весь чертеж болтами, просто размещая их в нужном месте и задавая в свойствах все параметры. Вот пример нескольких вариантов из огромного множества типоразмеров:
Итак, мы проделали очень полезную вещь: во-первых, создали удобнейший чертежный инструмент, во-вторых – на практике изучили возможности применения параметризации в Autocad. И хоть на это был потрачен немалый кусок времени, эти затраты обязательно окупятся, когда вы начнете активно пользоваться этим и другими параметрическими блоками, оценивая простоту и удобство обращения с ними.
Краткий курс Инженерной графики
Раздел 2. ИЗОБРАЖЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ
Различают разъемные и неразъемные соединения деталей. К разъемным относят соединения, допускающие разборку и повторную сборку соединяемых деталей без разрушения и повреждения. К ним относятся, например, соединения, выполняемые с помощью болта с гайкой.
К неразъемным относят соединения деталей с жесткой механической связью, сохраняющейся в течение всего срока их службы. Разборка таких соединений невозможна без разрушений или повреждений самих деталей или связывающих их элементов. К неразъемным можно отнести, например, соединения деталей сваркой, заклепками, пайкой.
В свою очередь, разъемные соединения делятся на подвижные, допускающие перемещение одной детали относительно другой, и неподвижные, в которых детали не могут перемещаться одна относительно другой. Примером подвижного соединения деталей может быть соединение подвижной гайки с винтом суппорта токарного станка, а неподвижного — соединение деталей при помощи винта.
Выделяют также группы специальных соединений, к которым относятся соединения деталей в передачах у машин, например соединения зубчатых колес. Сюда же относят соединения деталей с помощью пружин, когда после снятия нагрузки детали надо вернуть в исходное положение.
При выполнении на чертежах соединений деталей используют их полные, упрощенные или условные изображения. Иногда (например при обозначении сварки, пайки и др.) применяют дополнительные условные обозначения.
В настоящее время в машиностроении широкое распространение получили разъемные соединения: резьбовые, зубчатые (шлицевые), шпоночные, штифтовые, шплинтовые, клиновые, соединения сочленением.
Большое распространение в современном машиностроении получили разъемные соединения деталей машин, осуществляемые с помощью резьбы. Резьбовое соединение может обеспечивать относительную неподвижность деталей или перемещение одной детали относительно другой. Основным соединяющим элементом в резьбовом соединении является резьба.
Резьбой называется поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. При этом образуется винтовой выступ соответствующего профиля, ограниченный винтовыми и цилиндрическими или коническими поверхностями (рис. 2.2.1, а).
Резьбы классифицируются по форме поверхности, на которой она нарезана (цилиндрические, конические), по расположению резьбы на поверхности стержня или отверстия (наружные, внутренние), по форме профиля (треугольная, прямоугольная, трапецеидальная, круглая), назначению (крепежные, крепежно-уплотнительные, ходовые, специальные и др.), направлению винтовой поверхности (левые и правые) и по числу заходов (однозаходные и многозаходные).
Все резьбы делятся на две группы: стандартные и нестандартные; у стандартных резьб все их параметры определяются стандартами.
Основные параметры резьбы определены ГОСТ 11708-82. Резьбу характеризуют три диаметра: наружный d (D), внутренний d1(D1) и средний d2(D2).
Диаметры наружной резьбы обозначают d, d, d2, а внутренней резьбы в отверстии — D, D1 и D2.
Наружный диаметр резьбы d (D) — диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной или впадин внутренней резьбы. Этот диаметр для большинства резьб является определяющим и входит в условное обозначение резьбы.
Профиль резьбы — контур сечения резьбы плоскостью, проходящей через ее ось (рис. 2.2.1, 2.2.2).
Угол профиля резьбы — угол между боковыми сторонами профиля (рис. 2.2.2).
Шаг резьбы Р — расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении параллельной оси резьбы (рис. 2.2.1).
Ход резьбы t- расстояние между ближайшими одноименными боковыми сторонами профиля, принадлежащего одной и той же винтовой поверхности, в направлении, параллельном оси резьбы (рис. 2.2.1). В однозаходной резьбе (рис. 2.2.1, а) ход равен шагу, а в многозаходной (рис. 2.2.1,б) — произведению шага Р на число заходов n(t = лР).
На рис. 2.2.3, а — длина резьбы l, длина резьбы с полным профилем l1.
Сбег резьбы — участок неполного профиля в зоне перехода резьбы в главную часть предмета lз.
Недовод резьбы l4 — величина ненарезанной части поверхности между концами сбега и опорной поверхностью детали.
Недорез резьбы /2 включает в себя сбег и недовод резьбы. Чтобы устранить сбег или недорез резьбы, выполняют проточку b (рис. 2.2.3, б).
Чтобы облегчить ввинчивание резьбового стержня, на конце резьбы выполняют коническую фаску с под углом 45° (рис. 2.2.3, б).
Рассмотрим стандартные резьбы общего назначения.
Резьба метрическая является основной крепежной резьбой. Это резьба однозаходная, преимущественно правая, с крупным или мелким шагом. Профилем метрической резьбы служит равносторонний треугольник. Выступы и впадины резьбы притуплены (рис. 2.2.4) (ГОСТ 9150-81).
Резьба трубная цилиндрическая имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине 55° (рис. 2.2.5), вершины и впадины скруглены. Эту резьбу применяют в трубопроводах и трубных соединениях (ГОСТ 6351-81).
Резьба трапецеидальная служит для передачи движения и усилий. Профиль трапецеидальной резьбы — равнобокая трапеция с углом между боковыми сторонами 30° (рис. 2.2.6). Для каждого диаметра резьба может быть однозаходной и многозаходной, правой и левой (ГОСТ 9484-81).
Резьба упорная имеет профиль неравнобокой трапеции (рис. 2.2.7). Впадины профиля закруглены, для каждого диаметра имеется три различных шага. Служит для передачи движения с большими осевыми нагрузками (ГОСТ. 10177-82).
Резьба круглая для цоколей и патронов, для предохранительных стекол и светильников, для санитарно-технической арматуры (ГОСТ 13536-68) имеет профиль, полученный сопряжением двух дуг одного радиуса (рис. 2.2.8) (ГОСТ 13536-68).
Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60° (ГОСТ 6111-52) применяется для герметических соединений в трубопроводах машин и станков; нарезается на конической поверхности с конусностью 1: 16 (рис. 2.2.9).
Резьба трубная коническая имеет профиль, аналогичный профилю резьбы трубной цилиндрической; применяется в вентилях и газовых баллонах. Возможно соединение труб, имеющих коническую резьбу (конусность 1: 16), с изделиями, имеющими трубную цилиндрическую резьбу (ГОСТ 6211-81).
Специальные резьбы — это резьбы со стандартным профилем, но отличающиеся от стандартных размеров диаметра или шага резьбы, и резьбы с нестандартным профилем.
Нестандартные резьбы — квадратная и прямоугольная (рис. 2.2.10) — изготовляются по индивидуальным чертежам, на которых заданы все параметры резьбы.
Изображение резьбы на чертеже выполняется по ГОСТ 2.311-68. На стержне резьбу изображают сплошными основными линиями по наружному диаметру и сплошными тонкими линиями — по внутреннему диаметру. На рис. 2.2.11, а показана резьба на цилиндре, а на рис. 2.2.11, б — на конусе.
В отверстии резьбу изображают сплошными основными линиями по внутреннему диаметру и сплошными тонкими линиями — по наружному диаметру. На рис. 2.2.12, а резьба показана в отверстии цилиндрическом, а на рис. 2.2.12, б — в коническом.
На изображениях, полученных проецированием резьбовой поверхности на плоскость, перпендикулярную ее оси, сплошную тонкую линию проводят дугой на 3/4 длины окружности, разомкнутую в любом месте, но не заканчивающуюся на осях. Сплошную тонкую линию при изображении резьбы проводят на расстоянии не менее 0,8 мм от основной линии и не более величины шага резьбы. Видимая граница резьбы проводится сплошной основной линией в конце полного профиля резьбы до линии наружного диаметра резьбы. Сбег резьбы изображается сплошной тонкой линией, как показано на рис. 2.2.13.
Фаски на резьбовом стержне или в резьбовом отверстии, не имеющие специального конструктивного назначения, не изображаются в проекции на плоскость, перпендикулярную оси стержня или отверстия. Сплошная тонкая линия изображения резьбы должна пересекать линию границы фаски (рис. 2.2.13, 2.2.14). Штриховку в разрезах и сечениях доводят до сплошной основной линии.
Резьбу с нестандартным профилем изображают, как показано на рис. 2.2.15, со всеми размерами и дополнительными данными с добавлением слова «резьба».
В резьбовых соединениях резьба условно вычерчивается на стержне, а в отверстии — только та часть резьбы, которая не закрыта стержнем (рис. 2.2.16).
Обозначение резьбы включает в себя: вид резьбы, размер, шаг и ход резьбы, поле допуска, класс точности, направление резьбы, номер стандарта.
Вид резьбы условно обозначается:
М — метрическая резьба (ГОСТ 9150-81);
G — трубная цилиндрическая резьба (ГОСТ 6357-81);
Тг — трапецеидальная резьба (ГОСТ 9484-81);
S — упорная резьба (ГОСТ 10177-82);
Rd — круглая резьба (ГОСТ 13536-68);
R — трубная коническая наружная (ГОСТ 6211-81);
Rr — внутренняя коническая (ГОСТ 6211-81);
Rp — внутренняя цилиндрическая (ГОСТ 6211-81);
К — коническая дюймовая резьба (ГОСТ 6111-52).
Размер конических резьб и трубной цилиндрической резьбы условно обозначается в дюймах (1″ = 25,4 мм), у всех остальных резьб наружный диаметр резьбы проставляется в миллиметрах.
Шаг резьбы не указывают для метрической резьбы с крупным шагом и для дюймовых резьб, в остальных случаях он указывается. Для многозаходных резьб в обозначение резьбы входит ход резьбы, а шаг проставляется в скобках.
Направление резьбы указывают только для левой резьбы (LH).
Поле допуска и класс точности резьбы на учебных чертежах можно не проставлять.
Примеры обозначения резьб:
М 30 — метрическая резьба с наружным диаметром 30 мм и крупным шагом резьбы;
М 30 х 1,5 — метрическая резьба с наружным диаметром 30 мм, мелким шагом 1,5 мм;
G 1 1/2-A- трубная цилиндрическая резьба с размером 1 1/2″, класс точности А;
Тг 40×6 — трапецеидальная резьба однозаходная с наружным диаметром 40 мм и шагом 6 мм;
Тг 20 х 8 (Р4) — трапецеидальная резьба двухзаходная с наружным диаметром 20 мм, ходом 8 мм и шагом 4 мм;
S 80 х 10 — упорная резьба однозаходная с наружным диаметром 80 мм и шагом 10 мм;
S 80 х 20 (Р10) — упорная резьба двухзаходная с наружным диаметром 80 мм, ходом 20 мм и шагом 10 мм;
Rdl6 — резьба круговая с наружным диаметром 16 мм;
Rdil6LH- резьба круглая с диаметром 16 мм, левая;
R 1 1/2- резьба трубная коническая с размером 1 1/2″.
К 1 1/2 ГОСТ 6111-52 — резьба коническая дюймовая с размером 1 1/2″.
Обозначения резьб согласно ГОСТ 2.311-68 относят к наружному диаметру, как показано на.рис. 2.2.17.
Обозначение конических резьб и трубной цилиндрической резьбы наносят, как показано на рис. 2.2.18, а, б, в.
Соединение деталей осуществляют с помощью резьбовых изделий.
К стандартным резьбовым изделиям относятся крепежные резьбовые детали (болты, винты, гайки, шпильки). Техническими требованиями установлены 12 классов точности для винтов, болтов и шпилек и 7 классов точности — для гаек. Установлены также виды и условное обозначение покрытий для крепежных изделий.
Структура условных обозначений крепежных деталей включает в себя:
1 — наименование изделия (болт, винт, и т. д.);
2 — исполнение (исполнение I не указывают);
3 — обозначение резьбы метрической и ее диаметра;
4 — шаг резьбы (для мелкой метрической);
5 — обозначения поля допуска резьбы;
6 — длину болта, винта, шпильки в мм;
7 — класс точности;
8 — марку стали или сплава;
9 — обозначение вида покрытия;
10 — толщину покрытия в мм;
11 — номер стандарта на конструкции крепежного изделия и его размеры.
На учебных чертежах позиции 5, 7, 8, 9, 10 в курсе инженерной графики можно не включать в условие обозначение изделия, так как назначать обоснованно эти параметры без специальных знаний нельзя.
Болт представляет собой цилиндрический стержень с головкой на одном конце и резьбой на другом конце. Болты используются (вместе с гайками, шайбами) для скрепления двух или нескольких деталей. Существуют различные типы болтов, отличающиеся друг от друга по форме и размерам головки и стержня, по шагу резьбы, по точности изготовления и по исполнению.
Болты с шестигранными головками имеют от трех (рис. 2.2.19) до пяти исполнений: исполнение 1 — без отверстий (в головке и стержне); исполнение 2 — с отверстием на резьбовой части стержня; исполнение 3 — с двумя отверстиями в головке болта.
При изображении болта на чертеже выполняют два вида (рис. 2.2.20) по общим правилам и наносят размеры длины l болта, длины резьбы /о, размер под ключ S и обозначение резьбы Md. Высота H головки в длину болта не включается. Гиперболы, образованные пересечением конической фаски головки болта с ее гранями, заменяются другими окружностями.
Примеры условных обозначений болтов:
Болт Ml2 х 60 ГОСТ 7798-70 — с шестигранной головкой, первого исполнения, с резьбой М12, шаг резьбы крупный, длина болта 60 мм.
Болт 2М12 х 1,25 х 60 ГОСТ 7798-70 — с мелкой метрической резьбой М12х1,25, второго исполнения, длина болта 60 мм.
Винт представляет собой цилиндрический стержень, на одном конце которого выполнена резьба, на другом конце имеется головка. По назначению винты разделяются на крепежные и установочные. Крепежи винтов применяются для соединения деталей путем ввертывания винта резьбовой частью в одну из соединяемых деталей.
Установочные винты используются для взаимного фиксирования деталей. Их стержень нарезан полностью, они имеют нажимной конец цилиндрической или конической формы или плоский конец (рис. 2.2.21).
Крепежные винты бывают четырех исполнений; исполнение 1 — диаметр резьбы больше диаметра гладкой части стержня (рис. 2.2.22); исполнение 2 — диаметр резьбы равен диаметру гладкой части; исполнение 3 и головка винта имеет крестообразный шлиц для отвертки.
В зависимости от условий работы винты изготовляются (рис. 2.2.23) с цилиндрической головкой (ГОСТ 1491-80), полукруглой головкой (ГОСТ 17473-80), полупотайной головкой (ГОСТ 17474-80) или потайной головкой (ГОСТ 17475-80) со шлицем, а также с головкой под ключ и с рифлением.
Высота головки в длину винта не входит, исключение составляют винты с потайной головкой (рис. 2.2.23).
На чертеже форму винта со шлицем полностью передает одно изображение на плоскости, параллель оси винта. При этом указывают размер резьбы, длину винта, длину нарезанной части (lо = 2d + 6 мм) и условное обозначение винта по соответствующему стандарту.
Примеры условных обозначений винтов:
Винт М12х50 ГОСТ 1491-80 -с цилиндрической головкой, первого исполнения, с резьбой М12 с крупным шагом, длиной 50 мм;
Винт 2M12x1, 25×50 ГОСТ 17475-80 -с потайной головкой, второго исполнения, с мелкой метрической резьбой диаметром 12 мм и шагом 1,25 мм, длина винта 50 мм.
Шпилька представляет собой цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах (рис. 2.2.24). Шпилька служит для соединения двух или нескольких деталей. Один конец шпильки 1 ввертывается в резьбовое отверстие детали, а на другой конец /о навинчивается гайка. Выпускают шпильки с двумя одинаковыми по длине резьбовыми концами для деталей с гладкими сквозными отверстиями. Длина гладкой части стержня шпильки должна быть не менее 0,5d.
Конструкция и размеры шпилек определяются стандартами в зависимости от длины резьбового конца:
ГОСТ 22032-76l1= 1,0d — шпилька ввертывается в сталь, бронзу, латунь;
ГОСТ 22034-76 l1, = 1,25d; ГОСТ 22036-76l1 = 1,6d- шпилька ввертывается в чугун;
ГОСТ 22038-76 l1 = 2d; ГОСТ 22040-76 l1 = 2,5d- шпилька ввертывается в легкие сплавы.
При изображении шпильки вычерчивают только один вид на плоскости, параллельной оси шпильки, и указывают размеры резьбы, длину / шпильки и ее условное обозначение. Примеры условного обозначения шпилек:
Шпилька М8 х 60 ГОСТ 22038-76 — с крупной метрической резьбой диаметром 8 мм, длина шпильки 60 мм, предназначена для ввертывания в легкие сплавы, длина ввинчиваемого конца 16 мм;
Шпилька М8 х 1,0 х 60 ГОСТ 22038-76 — та же, но с мелким шагом резьбы -1,0 мм.
Гайка — крепежная деталь с резьбовым отверстием в центре. Применяется для навинчивания на болт или шпильку до упора в одну из соединяемых деталей. В зависимости от названия и условий работы гайки выполняют шестигранными, круглыми, барашковыми, фасонными и т. д. Наибольшее применение имеют гайки шестигранные. Их изготовляют трех исполнений: исполнение l — с двумя коническими фасками (рис. 2.2.25); исполнение 2 — с одной конической фаской; исполнение 3 — без фасок, но с коническим выступом с одного торца.
Форму гайки на чертеже вполне передают два ее вида: на плоскости проекций, параллельной оси гайки, совмещают половину вида с половиной фронтального разреза, и на плоскости,перпендикулярной оси гайки, со стороны фаски.
На чертеже указывают размер резьбы, размер S под ключ и дают обозначение гайки по стандарту.
Примеры условного обозначения гаек:
Гайка M12 ГОСТ 5915-70 — первого исполнения, с диаметром резьбы 12 мм, шаг резьбы крупный;
Гайка 2М12 х 1,25 ГОСТ 5915-70 — второго исполнения, с мелкой метрической резьбой диаметром 12 мм и шагом 1,25 мм.
Шайба представляет собой точеное или штампованное кольцо, которое подкладывают под гайку, головку винта или болта в резьбовых соединениях. Плоскость шайбы увеличивает опорную поверхность и предохраняет деталь от задиров при завинчивании гайки ключом. С целью предохранения резьбового соединения от самопроизвольного развинчивания в условиях вибрации и знакопеременной нагрузки применяют шайбы пружинные по ГОСТ 6402-70 и шайбы стопорные, имеющие выступы-лапки.
Круглые шайбы по ГОСТ 11371-78 имеют два исполнения (рис. 2.2.26): исполнение 1 — без фаски, исполнение 2 — с фаской. Форму круглой шайбы вполне передает одно изображение на плоскости, параллельной оси шайбы.
Внутренний диаметр шайбы обычно на 0,5…2,0 мм больше диаметра стержня болта, на который шайба надевается. В условное обозначение шайбы включается и диаметр резьбы стержня, хотя сама шайба резьбы не имеет.
Примеры условного обозначения шайбы:
Шайба 20 ГОСТ 11371-78 — круглая, первого исполнения, для болта с резьбой М20;
Шайба 2.20 ГОСТ 11371-78 — та же шайба, но второго исполнения.
Соединительные детали трубопроводов (муфты, угольники, тройники и т. д.) представляют собой резьбовые соединения, изготовленные из ковкого чугуна и предназначенные для соединения труб в трубопроводах (рис. 2.2.27). Трубы используются в коммуникациях, транспортирующих жидкость или газ, а также для прокладки кабеля.
Конструкция и размеры соединительных деталей трубопроводов определены стандартами. Концы труб имеют резьбу наружную, а соединительные детали — внутреннюю. Основным параметром деталей трубных соединений является условный проход Dy — внутренний диаметр труб в миллиметрах. Соединительные детали трубопроводов имеют покрытие в основном цинковое.
Примеры условных обозначений соединительных деталей трубопроводов:
Муфта длинная 20 ГОСТ 8955-75 — прямая, неоцинкованная, для труб с условным проходом 20 мм;
Угольник Ц-25 ГОСТ 8946-75 — прямой, оцинкованный, для труб с условным проходом 25 мм.
Изображения резьбовых соединений на чертежах выполняются в соответствии с требованиями стандартов. Резьбовые соединения являются неподвижными резьбовыми соединениями. К ним относят соединения деталей с помощью болтов, винтов, шпилек, гаек и соединительных деталей трубопроводов.
Изображение резьбового соединения состоит из изображенных и соединяемых деталей. Различают конструктивное, упрощенное и условное изображения крепежных деталей и их соединений.
При конструктивном изображении размеры деталей и их элементов точно соответствуют стандартам. При упрощенном изображении размеры крепежных деталей определяют по условным соотношениям в зависимости от диаметра резьбы и упрощенно вычерчивают фаски, шлицы, резьбу в глухих отверстиях и т.д.
Условные обозначения используются при диаметрах стержней крепежных деталей 2 мм и менее. Изображения упрощенные и условные крепежных деталей установлены ГОСТ 2.315-68. В настоящем разделе приводятся упрощенные изображения крепежных деталей в резьбовых соединениях, рекомендуемые в учебных чертежах.
Болтовое соединение состоит из болта, гайки, шайбы и соединяемых деталей. В соединяемых деталях просверливают сквозные отверстия диаметром d0 = (1,05…1,10)d , где d — диаметр резьбы болта. В отверстие вставляют болт, надевают на него шайбу и навинчивают до упора гайку (рис. 2.2.28).
Длину болта определяют по формуле l = Н1+ Н2 + SШ + Н + К , где H1 и H2- толщина соединяемых деталей; Sm — толщина шайбы, S Ш = 0,15d; H-высота гайки, H = 0,8d; К — длина выступающего стержня болта, K = 0,35d.
Расчетную длину болта округляют до ближайшей стандартной длины болта.
На чертеже болтового соединения (рис. 2.2.28) выполняют не менее двух изображений — на плоскости проекций, параллельной оси болта, и на плоскости проекций, перпендикулярной его оси (со стороны гайки). При изображении болтового соединения в разрезе болт, гайку и шайбу показывают неразрезанными. Головку болта и гайку на главном виде изображают тремя гранями. Смежные детали штрихуют с наклоном в разные стороны. На чертеже болтового соединения указывают три размера: диаметр резьбы, длину болта и диаметр отверстия под болт.
Условные обозначения болта, гайки и шайбы записываются в спецификации сборочного чертежа.
Шпилечное соединение состоит из шпильки, шайбы, гайки и соединяемых деталей. Соединение деталей шпилькой применяется тогда, когда нет места для головки болта или когда одна из соединяемых деталей имеет значительную толщину. В этом случае экономически нецелесообразно сверлить глубокое отверстие и ставить болт большой длины. Соединение шпилькой уменьшает массу конструкций. Одна из соединяемых шпилькой деталей имеет углубление с резьбой — гнездо под шпильку, которая ввинчивается в него концом l1 (см. рис. 2.2.24). Остальные соединяемые детали имеют сквозные отверстия диаметром d0 = (1,05…1,10)d, где d-диаметр резьбы шпильки. Гнездо сначала высверливается на глубину l2, которая на 0,5d больше ввинчиваемого конца шпильки, а затем в гнезде нарезается резьба. На входе в гнездо выполняется фаска с = 0,15d (рис. 2.2.29, а). При ввинченной в гнездо шпильке соединение деталей дальше осуществляется как в случае болтового соединения.
Длину шпильки определяют по формуле l = H2 + SШ + Н+ К, где H2 — толщина присоединяемой детали; SШ — толщина шайбы; Н- высота гайки; К-длина выступающего конца над гайкой. Расчетную длину шпильки округляют до стандартного значения. На чертеже шпилечного соединения линия раздела соединяемых деталей должна совпадать с границей резьбы ввинчиваемого резьбового конца шпильки (рис. 2.2.29, б). Гнездо под шпильку оканчивается конической поверхностью с углом 120°. Нарезать резьбу до конца гнезда практически невозможно, но на сборочных чертежах допускается изображать резьбу на всю глубину гнезда.
На чертеже шпилечного соединения указывают те же размеры, что и на чертеже болтового соединения. Штриховку в резьбовом соединении шпильки с деталью, в которую шпилька ввинчена, в разрезе доводят до сплошной основной линии резьбы на шпильке и в гнезде.
Соединение винтом включает соединяемые детали и винт с шайбой. В соединениях винтами с потайной головкой и установочными винтами шайбу не ставят.
У одной из соединяемых деталей должно быть гнездо с резьбой для конца винта, а в другой — гладкое сквозное отверстие диаметром dо= =(1,05…1,10)d. Если применяется винт с потайной или полупотайной головкой, то соответствующая сторона отверстия детали должна быть раз-зенкована под головку винта (рис. 2.2.30).
Длина винта определяется по формуле l = Н = SШ + l1, где Н — толщина присоединяемой детали; SШ — толщина шайбы; l1 — длина ввинченного резьбового конца винта, которая назначается для соответствующего материала, как для шпильки.
Расчетная длина винта округляется до стандартного значения длины.
Изображение винтового соединения на чертеже выполняется подобно болтовому соединению по относительным размерам. Относительные размеры головок винта указаны на рис. 2.2.31.
На винтовом соединении граница резьбы на стержне винта должна находиться внутри гладкого отверстия, запас резьбы, не использованный при ввинчивании, равен примерно трем шагам резьбы (З.Р). Если диаметр головки винта меньше 12 мм, то шлиц рекомендуется изображать одной утолщенной линией. На виде сверху шлиц в головке показывается повернутым на 45°. На чертеже соединения наносят три размера: диаметр резьбы, длину винта, диаметр отверстия для прохода винта.
Трубное соединение состоит из соединяемых труб и соединительных деталей трубопроводов. При соединении двух труб муфтой кроме муфты в соединение входят контргайка и прокладка (рис. 2.2.32).
Чертежи трубных соединений выполняются по размерам их деталей как конструктивные чертежи, без упрощений. Перед тем как приступить к вычерчиванию трубного соединения, необходимо по значению условного прохода Dy подобрать по таблицам соответствующих стандартов размеры труб и соединительных частей.
Более подробно правила выполнения чертежей труб и трубопроводов изложены в ГОСТ 2.411-72.
Винтовые (ходовые) соединения относятся к подвижным разъемным соединениям. В этих соединениях одна деталь перемещается относительно другой детали по резьбе. Обычно в этих соединениях применяются резьбы трапецеидальная, упорная, прямоугольная и квадратная. Чертежи винтовых соединений выполняются по общим правилам.
Зубчатое (шлицевое) соединение представляет собой многошпоночное соединение, в котором шпонка выполнена заодно с валом и расположена параллельно его оси. Зубчатые соединения, как и шпоночные, используются для передачи крутящего момента, а также в конструкциях, требующих перемещения деталей вдоль оси вала, например в коробках скоростей.
Благодаря большому числу выступов на валу зубчатое соединение может передавать большие мощности по сравнению со шпоночным соединением и обеспечивать лучшую центровку вала и колеса.
По форме поперечного сечения зубья (шлицы) бывают прямобочные, эвольвентные и треугольные (рис. 2.2.33). ГОСТ 2.409-74 устанавливает условные изображения зубчатых валов, отверстий и их соединений.
Окружности и образующие поверхности выступов (зубьев) валов и отверстий показывают на всем протяжении основными линиями (рис. 2.2.34). Окружности и образующие поверхностей впадин показывают сплошными тонкими линиями, а на продольных разрезах — сплошными основными линиями.
При изображении зубчатых соединений и их деталей, имеющих эвольвентный или треугольный профиль, делительные окружности и образующие делительных поверхностей показывают штрих-пунктирной тонкой линией (рис. 2.2.34, б).
На плоскости, перпендикулярной оси зубчатого вала или отверстия, показывают профиль одного зуба (выступа) и двух впадин, а фаски на конце шлицевого вала и в отверстии не показывают.
Границу зубчатой поверхности вала, а также границу между зубьями полного профиля и сбегом показывают сплошной тонкой линией (рис. 2.2.34, а).
На продольных разрезах зубья условно совмещают с плоскостью чертежа и показывают нерассеченными, а в соединениях в отверстии показывают только ту часть выступов, которая не закрыта валом (рис. 2.2.34, б).
Условное обозначение шлицевого вала или отверстия по соответствующему стандарту помещается в таблице параметров для изготовления и контроля элементов соединения. Условное обозначение соединения допускается указывать на чертеже с обязательной ссылкой на стандарт на полке-выноске, проведенной от наружного диаметра вала (рис. 2.2.35).
Соединение шпоночное состоит из вала, колеса и шпонки. Шпонка (рис. 2.2.36) представляет собой деталь призматической (шпонки призматические или клиновые) или сегментной (шпонки сегментные) формы, размеры которой определены стандартом. Шпонки применяют для передачи крутящего момента.
В специальную канавку-паз на валу закладывается шпонка. На вал насаживают колесо так, чтобы паз ступицы колеса попал на выступающую часть шпонки. Размеры пазов на валу и в ступице колеса должны соответствовать поперечному сечению шпонки.
Размеры призматических шпонок определяются ГОСТ 23360-78; размеры соединений с клиновыми шпонками — ГОСТ 24068-80; размеры соединений с сегментными шпонками — ГОСТ 24071-80.
Шпонки призматические бывают обыкновенные и направляющие. Направляющие шпонки крепят к валу винтами; их применяют, когда колесо перемещается вдоль вала.
По форме торцов шпонки бывают трех исполнений:
исполнение 1 — оба торца закруглены;
исполнение 2 — один торец закруглен, второй — плоский;
исполнение 3 — оба торца плоские.
Рабочими поверхностями у шпонок призматических и сегментных являются боковые грани, а у клиновых верхняя и нижняя широкие грани, одна из которых имеет уклон 1: 100.
Поперечные сечения всех шпонок имеют форму прямоугольников с небольшими фасками или скругленными. Размеры сечений шпонок выбираются в зависимости от диаметра вала, а длина шпонок — в зависимости от передаваемых усилий.
Условные обозначения шпонок определяются стандартами и включают в себя: наименование, исполнение, размеры, номер стандарта. Пример условного обозначения шпонки:
Шпонка 10 х 8 х 60 ГОСТ 23360-78 — призматическая, первого исполнения, с размерами поперечного сечения 10×8 мм, длина 60 мм.
Чертежи шпоночных соединений выполняются по общим правилам. Шпоночное соединение показывают во фронтальном разрезе осевой плоскостью (рис. 2.2.37). Шпонку при этом изображают неразрезанной, на валу выполняют местный разрез. Вторым изображением шпоночного соединения служит сечение плоскостью, перпендикулярной оси вала. Зазор между основаниями паза во втулке (ступице колеса) и шпонкой показывают увеличенным.
Соединение штифтами (рис. 2.2.38) — цилиндрическими или коническими — используется для точной взаимной фиксации скрепляемых деталей. Цилиндрические штифты обеспечивают неоднократную сборку и разборку деталей.
Шплинты применяют для ограничения осевого перемещения деталей (рис. 2.2.39) стопорения корончатых гаек.
Клиновые соединения (рис. 2.2.40) обеспечивают легкую разборку соединяемых деталей. Грани клиньев имеют уклон от 1/5 до1/40
В соединениях сочленением (рис. 2.2.41) выступ одной детали входит в паз или отверстие другой детали; детали поворачиваются одна относительно другой, и тем обеспечивается их соединение.
Неразъемные соединения получили широкое распространение в машиностроении. К ним относятся соединения сварные, заклепочные, паяные, клеевые. Сюда относятся также соединения, полученные опрессовкой, заливкой, развальцовкой (или завальцовкой), кернением, сшиванием, посадкой с натягом и др.
Сварные соединения получают с помощью сварки. Сваркой называют процесс получения неразъемного соединения твердых предметов, состоящих из металлов, пластмасс или других материалов, путем местного их нагревания до расплавленного или пластического состояния без применения или с применением механических усилий.
Сварным соединением называется совокупность изделий, соединенных с помощью сварки.
Сварным швом называется затвердевший после расплавления материал. Металлический сварной шов отличается по своей структуре от структуры металла свариваемых металлических деталей.
По способу взаимного расположения свариваемых деталей различают соединения стыковые (рис. 2.3.1, а), угловые (рис. 2.3.1, б), тавровые (рис. 2.3.1, в) и внахлестку (рис. 2.3.1, г). Вид соединения определяет вид сварного шва. Сварные швы подразделяются на: стыковые, угловые (для угловых, тавровых соединений и соединений внахлестку), точечные (для соединений внахлестку, сваркой точками).
По своей протяженности сварные швы могут быть: непрерывными по замкнутому контуру (рис. 2.3.2, а) и по незамкнутому контуру (рис. 2.3.2, б) и прерывистыми (рис. 2.3.2, в). Прерывистые швы имеют равные по длине проваренные участки с равными промежутками между ними. При двусторонней сварке, если заваренные участки расположены друг против друга, такой шов называется цепным (рис. 2.3.3, а), если же участки чередуются, то шов называется шахматным (рис. 2.3.3, б).
Тонколистовые конструкции можно сваривать без предварительной подготовки свариваемых кромок. Форма подготовки кромок зависит от толщины свариваемых деталей, положения шва в пространстве и других данных.
Термины и определения, относящиеся к сварке, установлены ГОСТ 2.601-68. Самым распространенным видом сварки является электросварка, которая может быть ручной, полуавтоматической и автоматической.
Способы сварки, типы и конструктивные элементы сварных швов определяются соответствующими стандартами. Условные изображения и обозначение швов сварных соединений выполняются в соответствии с ГОСТ 2.312-72. Сварные швы изображают сплошными основными линиями, если шов видимый, и штриховыми, если шов невидимый (рис. 2.3.4). От изображения шва проводят одностороннюю стрелку с линией-выноской. Условное обозначение сварного шва пишут над полкой линии-выноски, если шов видимый, т. е. показана лицевая сторона шва (рис. 2.3.5, а, 6), и под полкой линией-выноской, если шов невидимый, т. е. показана оборотная сторона шва (рис. 2.3.5, в, г).
Структура условного обозначения сварного шва приведена на рис. 2.3.6, где:
1 — вспомогательные знаки, О — шов по замкнутому контуру, | — монтажный шов;
2 — обозначение стандарта на тип и конструктивные элементы шва;
3 — буквенно-цифровое обозначение шва по этому стандарту;
4 — условное обозначение способа сварки по стандарту на данный шов;
5 — вспомогательный знак А — треугольник и размер катета шва;
6 — размеры в мм прерывистого шва со знаками: / — для цепного шва и Z — для шахматного шва или ] — знак незамкнутого контура сварки;
7 — вспомогательные знаки (Q или со) обработки шва;
8 — обозначение шероховатости механически обработанного шва;
9 — указание о контроле шва.
Примеры условного обозначения сварных швов:
ГОСТ 14806-80 = Т5 — РиЗ = 1 6-50 Z 100 — шов выполняется электродуговой сваркой алюминия, соединение тавровое Т5, сварка ручная в среде защитных газов РиЗ, катет шва 6 мм А6, шов шахматный, длина провариваемого участка 50 мм, шаг — 100 мм (50 Z 100).
ГОСТ 5264-80-С18 — шов выполняется ручной электродуговой сваркой при монтаже 1, шов стыковой (С 18) по незамкнутому контуру.
При наличии на чертеже нескольких одинаковых швов обозначение наносят только одного шва, и поэтому шву присваивают порядковый номер с указанием количества этих швов у линии-выноски. Все остальные швы этого типа имеют на полке линии-выноски обозначение порядкового номера шва (рис. 2.3.7), если указана лицевая сторона шва, и под полкой линии-выноски, если указана оборотная сторона шва. На рис. 2.3.7 обозначение № 1 два угловых шва, выполненные ручной электродуговой сваркой, с лицевой стороны усиление шва нужно снять Q механической обработкой, после чего шероховатость шва должна соответствовать шестому классу (Ra = 2,5 мкм).
Пять швов № 2 выполняются как швы односторонние тавровые Tic катетом 5 мм А5, ручной электродуговой сваркой.
Если все швы на чертеже выполняются по одному стандарту, то его номер не вводят в обозначение шва, а записывают в технических требованиях на поле чертежа по типу «Сварные швы по ГОСТ…».
Если все швы на чертеже одинаковы, то условное обозначение швов можно не наносить на изображениях, а сделать одну запись условного обозначения шва технических требований, например: «Сварные швы по ГОСТ 5264-80-У5-А4».
Клепаные соединения применяются в конструкциях, подверженных действию высокой температуры, коррозии, вибрации, а также в соединениях из плохо сваривающихся металлов или в соединениях металлов с неметаллическими частями. Такие соединения нашли широкое применение в котлах, железнодорожных мостах, некоторых авиационных конструкциях и в отраслях легкой промышленности.
В то же время в ряде отраслей промышленности с усовершенствованием технологии сварного производства объем применения заклепочных соединений постепенно сокращается.
Основным скрепляющим элементом заклепочных соединений является заклепка. Она представляет собой короткий цилиндрический стержень круглого сечения, на одном конце которого находится головка (рис. 2.3.8). Головки заклепок могут иметь сферическую, коническую или коническо-сферическую форму.
В зависимости от этого различают головки полукруглые (рис. 2.3.8, а), потайные (рис. 2.3.8, б), полупотайные (рис. 2.3.8, в), плоские (рис. 2.3.8, г).
На сборочных чертежах головки заклепок изображают не по их действительным размерам, а по относительным размерам, в зависимости от диаметра стержня заклепки d.
Технология выполнения заклепочного соединения следующая. В соединяемых деталях выполняют отверстия сверлением или другим способом. В сквозное отверстие соединяемых деталей вставляют до упора головной стержень заклепки. Причем заклепка может быть в горячем или холодном виде. Свободный конец заклепки выходит за пределы детали примерно на 1,5d. Его заклепывают ударами или сильным давлением и создают вторую головку (рис. 2.3.9).
Диаметр стержней заклепок выбирают по специальным таблицам. Ориентировочно он принимается равным толщине соединяемых деталей. Длину стержня заклепки принимают также с учетом толщины соединяемых деталей и припуска. Ориентировочно она составляет 1,5d.
Заклепочные швы могут быть однорядными и многорядными. Заклепки обычно располагаются в ряду на одинаковом расстоянии. Расположение заклепок в шве может быть рядовым и шахматным. Соединяемые детали в заклепочных соединениях могут быть выполнены внахлестку или встык с накладками.
На чертежах указывают все конструктивные размеры швов клепаного соединения. При этом не вычерчивают все заклепки соединения. Обычно показывают одну-две из них, а место расположения остальных обозначают пересечением осей (рис. 2.3.10).
Заклепочные швы имеют свои обозначения, которые наносятся на чертежах. В обозначении указывают диаметр (d) и длину (/) стержня заклепки, группу металла и номер ГОСТ, определяющего форму головки и покрытие.
Например, заклепка, имеющая полукруглую головку, длину d=25 мм, диаметр стержня d = 10 мм, изготовленная из металла группы ОО, без покрытия имеет обозначение: Заклепка 10×25 ГОСТ 10299-80.
Соединения деталей пайкой находят широкое применение в приборостроении, электротехнике. При впайке соединяемые детали нагреваются до температуры, не приводящей к их расплавлению. Зазор между соединяемыми деталями заполняется расплавленным припоем. Припой имеет более низкую температуру плавления, чем соединяемые пайкой материалы. Для пайки используют мягкие припои ПОС — оловянно-свинцовые по ГОСТ 21930-76 и ГОСТ 21931-76 и твердые припои Пер — серебряные по ГОСТ 19738-74.
Припой на видах и разрезах изображают сплошной линией толщиной 2S. Для обозначения пайки используют условный знак (рис. 2.3.11, а)- дуга выпуклостью к стрелке, который чертят на линии-выноске, указывающей паяный шов. Если шов выполняется по периметру, то линию-выноску заканчивают окружностью. Номер швов указывают на линии-выноске (рис. 2.3.11, б).
Марка припоя записывается или в технических требованиях, или в спецификации в разделе «Материалы».
Клеевые соединения позволяют соединять разнообразные материалы. Клеевой шов, как и паяный, согласно изображается сплошной линией толщиной 25. На линии-выноске чертят условный знак (рис. 2.3.12, а), напоминающий букву К. Если шов выполняется по периметру, то линию-выноску заканчивают окружностью (рис. 2.3.12, б). Марка клея записывается или в технических требованиях, или в спецификации в разделе «Материалы».
Опрессовка (армирование) защищает соединяемые элементы от коррозии и химического воздействия вредной среды, выполняет изолирующие функции, позволяет уменьшить массу изделия (рис. 2-3-13), экономить материалы.
Вальцовка и кернение осуществляется деформацией соединяемых деталей (рис. 2.3.14, а, б). Сшивание нитками, металлическими скобками применяется для соединения бумажных листов, картона, различных тканей.
ГОСТ 2.313-82 устанавливают условные обозначения и изображения швов неразъемных соединений, получаемых пайкой, склеиванием, сшиванием.
Соединение деталей путем посадки с натягом обеспечивается системой допусков и посадок определенным температурным режимом перед сваркой деталей.
К специальным соединениям относятся соединения деталей зубчатыми передачами, пружинами и др. Зубчатые передачи составляют наиболее распространенную группу механических передач и применяются для преобразования и передачи вращательного движения между валами с параллельными (цилиндрические передачи), пересекающимися (конические передачи) и скрещивающимися (червячные передачи) осями, а также для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот (реечные передачи).
В зубчатой передаче передача движения осуществляется за счет непосредственного контакта зубьев колеса и шестерни. Зубчатое колесо с меньшим числом зубьев называется шестерней, а с большим числом — колесом. Основным элементом зубчатого колеса являются зубья. На рис. 2.4.1 дано изображение зубчатого колеса с указанием его элементов, терминов и обозначений.
Диаметры окружностей впадин df, вершин d3 и делительной окружности d находятся в зависимости от числа зубьев z и шага зацепления Pt. Шаг зацепления определяется длиной дуги делительной окружности между одинаковыми точками двух соседних зубьев. Длина делительной окружности равна лd = zP1, откуда диаметр делительной окружности d = (P1/л) z. Отношение P1/л- Называют модулем зубчатого колеса, обозначают буквой т и измеряют в миллиметрах, т. е. т = P1/л, тогда d = mz. Модуль является основным параметром зубчатого колеса, его величины установлены СТ СЭВ 310-76. Многие размеры зубчатого колеса зависят от величины модуля. Обычно высоту h зуба принимают равной 2,25т, при этом высоту головки ha зуба принимают равной т, а высоту ножки hf зуба — 1,25т. Диаметр окружности вершин da = m(z + 2), диаметр окружности впадин df= m(z + 2,5).
Условные обозначения зубчатых колес определяются ГОСТ 2.402-68.
Окружности и образующие поверхностей выступов зубьев показываются сплошными основными линиями, делительные окружности показывают штрихпунктирными тонкими линиями, окружности и образующие поверхностей впадин зубьев на видах не показывают или изображают сплошной тонкой линией.
В разрезах и сечениях образующие поверхностей на всем протяжении изображают сплошными основными линиями (рис. 2.4.2, а, б).
Зубья зубчатых колес вычерчивают только в осевых разрезах, условно совмещая их с секущей плоскостью, и показывают нерассеченными. Если необходимо показать профиль зуба, то его показывают на ограниченном участке изображения колеса или применяют выносной элемент (рис. 2.4.3).
Рабочие чертежи зубчатых цилиндрических колес выполняются согласно ГОСТ 2.403-75. На чертеже помещают изображение зубчатого колеса и таблицу параметров. На изображение колеса наносят те данные, которые указаны в стандарте. На изображении цилиндрического зубчатого колеса (рис. 2.4.4) указывают: диаметр окружности вершин зубьев, ширину венца, размеры фасок и радиусы округлений, шероховатость поверхностей вершин, впадин и боковой поверхности
Зубьев, а также наносят размеры всех конструктивных элементов детали (обода, ступицы, колеса).
Таблицу параметров размещают в правом верхнем углу чертежа (на рис. 2.4.4 приведены размеры граф таблиц и их расположение).
Таблица параметров на чертеже цилиндрического зубчатого колеса состоит из трех частей, отделенных друг от друга сплошными основными линиями. В первой (верхней) части содержатся данные для изготовления, во второй — для контроля, в третьей — справочные данные для зубчатого колеса. Рабочие чертежи деталей зубчатых передач других видов выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ 2.405-75 — ГОСТ 2.406-76.
На чертеже зубчатого зацепления вычерчивают не менее двух изображений (рис. 2.4.5). На главном виде зацепление может быть показано в разрезе. Тогда зуб ведущего колеса показывается перед зубом ведомого. Контур видимого зуба вычерчивается сплошными основными линиями, а контур невидимого зуба — штриховыми линиями. На чертеже зубчатого зацепления наносят обычно только один размер — величину межосевого расстояния. Правила условных обозначений остальных данных для передач различных типов определяются ГОСТ 2402-68.
Пружины служат для накопления энергии за счет упругой деформации при воздействии внешней нагрузки. С прекращением действия этой нагрузки пружины восстанавливают свою первоначальную форму. По внешней форме (рис. 2.4.6) пружины бывают винтовые (цилиндрические и конические) и невинтовые (спиральные, пластинчатые, тарельчатые). По виду деформаций (или нагружения) различают пружины сжатия, растяжения, кручения и изгиба (плоские пружины).
В поперечном сечении витки пружины имеют или круглую (рис. 2.4.6, а, б), или прямоугольную (рис. 2.4.6, б, г, д) форму. Точное изображение пружин трудоемко и нецелесообразно.
ГОСТ 2.401-68 устанавливает условные изображения и правила выполнения чертежей пружин для всех отраслей промышленности.
При изображении цилиндрических пружин (рис. 2.4.6, а) сечения витков пружины условно изображают окружностями, а сами витки — прямыми линиями. Крайние витки пружины, работающие на сжатие, не являются рабочими, они поджаты и обработаны с целью обеспечения полного прилегания к опорным поверхностям. Остальные части пружины имеют постоянный шаг, поэтому центры сечений должны располагаться в шахматном порядке. При большом количестве витков их изображают только с концов пружин, пропуская центральную часть. Через центр сечений витков проводят осевую штрих-пунктирную линию. Изображение винтовых пружин на чертеже располагают горизонтально. Пружины вычерчивают в свободном (ненагруженном) состоянии. Пружины, работающие на растяжение, изображаются без просвета между витками.
На чертежах пружин с контролируемыми силовыми параметрами помещают диаграммы испытаний — график нагрузки от деформации или деформации от нагрузки (рис. 2.4.7).
На рабочих чертежах изображают пружины только с правой навивкой. Направление навивки указывается в технических требованиях, которые располагают под изображением пружины.
Технические требования должны соответствовать ГОСТ 2.401-68. На учебных чертежах достаточно указать следующие данные:
длина развернутой пружины L, мм;
число рабочих витков п;
число витков полное п1;
направление навивки;
диаметр контрольного стержня Ds, мм, или диаметр контрольной гильзы Dr, мм;
размеры для справок.
Если толщина сечения материала пружины на чертеже 2 мм и менее, то пружину изображают сплошной основной линией толщиной 0,6…1,5 мм (см. рис. 2.4.6, г, д).
Описание чертежа детали «Гайка».
Чертеж детали «Гайка» содержит 2 изображения: главное изображение представляет собой часть вида спереди и часть разреза, разделенные по линии обрыва и сечение А-А, которое выявляет форму шестигранника и 3 маленьких отверстий.
В качестве заготовки для детали типа «Гайка» может быть выбран пруток круглого или шестигранного сечения. Причем, если это будет пруток круглого сечения, то его диаметр должен равняться min диаметру описанной окружности шестигранника (т.е. 31.2мм, который является габаритом детали по высоте). Ближайший по типоразмеру пруток с диаметром 32мм. При чем в этом случае требуется механическая обработка всех поверхностей. В том случае, если взять пруток шестигранного сечения с размером под ключ 27, то дополнительная обработка на шестигранную поверхность гайки не требуется, в графе «Материал» указывается простая заготовка (например, если деталь сделана из Стали 12ХН ГОСТ 4543-71, то обозначение следующее: ) , размер под ключ на чертеже ставится со звездочкой (он становится справочным, так как не обрабатывается по данному чертежу), а на шестигранную поверхность ставится шероховатость в состоянии поставки . Принимаем, что данная деталь будет делаться из прутка круглого сечения диаметра 32мм и длиной 27мм (соответствующему габариту детали по длине).
Так как отверстий три, то вид и разрез на главном изображении являются не симметричными, поэтому они могут соединяться только по линии обрыва, причем линия обрыва не должна совпадать с осью вращения.
На главном изображении гайка расположена так, как она будет расположена при обработке. При движении резца справа налево перестановки детали не потребуется. Рассмотрим, как правильно шестигранную поверхность задавать на чертеже. В шестигранной поверхности проделаны маленькие отверстия. Это так называемые контровочные отверстия, в которые после закручивания деталей вставляется проволока и ставится пломба. По целостности пломбы во время эксплуатации проверяется работа соединения. Диаметр этих отверстий чуть больше диаметра проволоки. Выполняем по плоскости, проходящим через ось отверстия, сечение А-А. На сечении А-А показываем размер под ключ 27 (проверяем по ряду размеров под ключ). Диаметр 31.2* является диаметром описанной окружности шестигранника. Он вычисляется по формуле: размер под ключ умноженный на 1,155. Так как он вычисляется, то является справочным (рядом с диаметром указывается звездочка и пишется внизу над основной надписью «*Размер для справок»). На главном изображении указываем диаметр фаски шестигранника, который выбирается из диапазона (0,9..0,95) умноженным на размер под ключ. На главном изображении со стороны вида указываем угол . Обращаем внимание, что сечение прошло через отверстие с резьбой, поэтому на сечении присутствует внутренний контур отверстия и показана резьба тонкой линией на ¾ окружность в теле детали.
На поверхность шестигранника ставим шероховатость Ra 12.5 по замкнутому контору (см.рис1).
Диаметр отверстия показываем на сечении и указываем, что их три. На главном изображении показываем размер расположения отверстий: расстояние от левого торца гайки (можно было показать и от правого (в данном случае это не принципиально)) до оси отверстия (чтобы задать расположение отверстия расстояние надо задавать до центра отверстия) и расстояние от верхней границы гайки.
Так как в детали резьба метрическая, которая всегда обозначается по наружному диаметру, то на главном изображении обозначим резьбу по тонкой линии, что соответствует наружному диаметру внутренней резьбы. При этом используем размер с обрывом (нет второй стрелки, размер обязательно должен зайти за ось вращения). Так как гайка накручивается на штуцер, то резьба должна совпадать с той резьбой штуцера, на которую будет накручиваться гайка, т.е. М22х1.
На данной гайке у нас резьба с недорезом, поэтому со стороны разреза указываем длину резьбы 18 и расстояние до стенки 22 (разница между этими двумя размерами равна нормальному недорезу, который можно посмотреть для шага 1 по таблице «Фаски, проточки, недорезы для внутренней метрической резьбы» стр.22 ,776). По той же таблице смотрим фаску на резьбу. Острая кромка со стороны резьбового отверстия не допускается. По этой причине диаметр фаски под шестигранник (0.9- 0.95 S) должна быть больше диаметра резьбы.
На резьбу указываем шероховатость Ra 3.2, таким образом, чтобы острие указывало на поверхность.
Габаритами гайки являются по длине размер «27», по ширине размер под ключ «27» и по высоте – диаметр описанной окружности шестигранника «31.2*».