В болтовое соединение входят: 1 – болт, 2 – гайка, 3 – шайба (рис. 28). Чертеж болтового соединения выполняется по заданным размерам диаметра резьбы болта и толщины соединяемых деталей. Длина болта рассчитывается по формуле:
l = B 1 + B 2 + S ш + H + k,
где В 1 + В 2 – толщина соединяемых деталей;
S ш – толщина шайбы
H – высота гайки
k = 0,3d – запас резьбы.
В соответствии со стандартом выбирают l – длину болта, l 0 – длину нарезанной части. Диаметр отверстия под болт принимают на 1 мм больше диаметра стержня болта. На чертежах резьбовых соединений болты, винты, шпильки, гайки, шайбы в продольном разрезе изображают не рассеченными.
Пример.
Дано: диаметр резьбы болта d = 20 мм, толщина соединяемых деталей В 1 = 30 мм, В 2 = 34 мм.
Находим: высота гайки H = 16 мм (ГОСТ 5915-70 * , таблица 4.8), толщина шайбы S ш = 3 мм (ГОСТ 11371-78 * , таблица 11).
Рассчитываем длину болта: l = 30 + 34 + 3 + 16 + 6 = 89 мм, по ГОСТ 7798-70 * принимаем l = 90 мм. Длина нарезанной части l 0 = 46 мм (таблица 7).
> Шпилечное соединение
В шпилечное соединение входят: шпилька, гайка, шайба и соединяемые детали. Чертеж шпилечного соединения выполняется по заданным размерам диаметра резьбы шпильки, толщины В соединяемой детали, марки материала детали с резьбовым гнездом. Длина шпильки рассчитывается по формуле:
l = B + S ш + H + k,
где В – толщина детали;
S ш – высота шайбы
H – высота гайки
k = 0,3d – запас резьбы.
Длину ввинчиваемого конца шпильки l 1 выбирают в зависимости от материала детали, в которую вворачивается шпилька (см. выше). Технологическая последовательность выполнения отверстия с резьбой под шпильку и порядок сборки шпилечного соединения показаны на рис. 29 Сверлят отверстие диаметром d 1 = 0,85d на глубину l 2 = l 1 + 0,5d (рис. 29 а) – сверленое гнездо под шпильку). Отверстие заканчивается конической поверхностью с углом при вершине 120 0 (угол на чертеже не показывают). Резьбу в отверстии детали нарезают метчиком, на конце которого имеется заборный конус, предупреждающий его поломку в начале нарезания. Поэтому глубина резьбы l 3 = l 1 + 2Р, где Р – шаг резьбы (рис. 29 б) – нарезанное гнездо под шпильку). Шпилька ввинчивается в резьбовое отверстие детали А на всю длину резьбы l 1 , сверху устанавливается деталь В с отверстием на 1 мм больше диаметра, чем диаметр шпильки (рис. 29 в). На резьбовой конец шпильки надевается шайба и навинчивается гайка (рис. 29 г).
> Упрощенное изображение резьбовых соединений
На сборочных чертежах резьбовые соединения изображаются упрощенно (ГОТС 2.315-68), по приведенным размерам:
D = 2d h = 0,7d d 1 = 0,85d
D ш = 2,2d S = 1,5d
H = 0,8d k = 0,3d
Упрощенные изображения резьбовых соединений имеют следующие особенности: резьбу условно показывают по всей длине стержней болта, шпильки или винта; фаски на крепежных деталях не изображают. Не показывают зазор между болтом (шпилькой) и соединяемыми деталями. На виде сверху не показывают резьбу. На рис. 30 показаны упрощенные изображения болтового и шпилечного соединений.
Вопросы для самопроверки.
1. В чем состоит различие между понятиями «ход резьбы» и «шаг резьбы»?
2. Как отличить левую резьбу от правой (на изображении и в натуре)? 9. Что такое «недорез» резьбы? из каких частей он состоит?
3. Пояснить эскизом правило: «Резьба стержня закрывает резьбу отверстия».
4. В каких случаях указывается шаг метрической резьбы?
5. Нарисуйте профиль резьбы, обозначаемый символом «S».
6. В чем заключается особенность трубной резьбы?
7. Расшифруйте все составные элементы обозначения резьбового изделия:
Винт 2М12 х 1,25 – 6g х 50.109.40Х.019 ГОСТ 1491-80.
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 d 0 = (1,05…1,10)d, где d – диаметр резьбы болта. В отверстие вставляют болт, надевают на него шайбу и навинчивают до упора гайку (рис. 228).
Рис. 228 Болтовое соединение
Длину болта определяют по формуле l = Н 1 + Н 2 + S Ш + Н + К , где H 1 и H 2 – толщина соединяемых деталей; S m – 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. 228) 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 (см. § 101).
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 l 1 (см. рис. 224). Остальные соединяемые детали имеют сквозные отверстия диаметром d 0 = (1,05…1,10)d , где d-диаметр резьбы шпильки. Гнездо сначала высверливается на глубину l 2 , которая на 0,5d больше ввинчиваемого конца шпильки, а затем в гнезде нарезается резьба. На входе в гнездо выполняется фаска с = 0,15d (рис. 229, а). При ввинченной в гнездо шпильке соединение деталей дальше осуществляется как в случае болтового соединения.
Рис. 229 Шпилечное соединение
Длину шпильки определяют по формуле l = H 2 + S Ш + Н+ К , где H 2 – толщина присоединяемой детали; S Ш – 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. 229, 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 d о =(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. 230).
Рис. 230 Соединение винтом
Длина винта определяется по формуле l = Н = S Ш + l 1 , где Н – толщина присоединяемой детали; S Ш – толщина шайбы; l 1 – 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. 231.
Рис. 231 Относительные размеры головок винта
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.
Резьбу изготовляют режущим инструментом с удалением слоя материала, накаткой – путем выдавливания винтовых выступов, литьем, прессованием, штамповкой в зависимости от материала (металл, пластмасса, стекло) и других условий.
В силу устройства резьбонарезающего инструмента (например, метчика, рис. 8.14; плашки, рис. 8.15) или при отводе резца, при переходе от участка поверхности с резьбой полного профиля (участки l) к гладкой образуется участок, на котором резьба как бы сходит на нет (участки l1), образуется сбег резьбы (рис. 8.16).Если резьбу выполняют до некоторой поверхности, не позволяющей доводить инструмент до упора к ней, то образуется недовод резьбы (рис. 8.16,6, в). Сбег плюс недовод образуют недорез резьбы. Если требуется изготовить резьбу полного профиля, без сбега, то для вывода резьбообразующего инструмента делают проточку, диаметр которой для наружной резьбы должен быть немного меньше внутреннего диаметра резьбы (рис. 8.16, г), а для внутренней резьбы – немного больше наружного диаметра резьбы (рис. 8.17).В начале резьбы делают, как правило, коническую фаску, предохраняющую крайние витки от повреждений и служащую направляющей при соединении деталей с резьбой (см. рис. 8.16). Фаску выполняют до нарезания резьбы. Размеры фасок, сбегов, недорезов и проточек стандартизованы, см. ГОСТ 10549-80* и 27148-86 (СТ СЭВ 214-86). Изделия крепежные. Выход резьбы. Сбеги, недорезы и проточки. Размеры.
Построение точного изображения витков резьбы требует много времени, поэтому его применяют в редких случаях. Согласно ГОСТ 2.311 – 68* (СТ СЭВ 284-76), на чертежах резьбу изображают условно, независимо от профиля резьбы: на стержне – сплошными основными линиями по наружному диаметру резьбы и сплошными тонкими – по внутреннему, на всю длину резьбы, включая фаску (рис. 8.18, а). На изо-бражениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу сплошной тонкой линией, равную 3/4 окружности и разомкнутую в любом месте. На изображениях резьбы в отверстии сплошные основные и сплошные тонкие линии как бы меняются местами (рис. 8.18,6).
Сплошную тонкую линию наносят на расстояние не менее 0,8 мм от основной линии (рис. 8.18), но не более шага резьбы.Штриховку в разрезах доводят до линии наружного диаметра резьбы на стержне (рис. 8.18, г) и до линии внутреннего диаметра в отверстии (рис 8.18,6).Фаски на стержне с резьбой и в отверстии с резьбой, не имеющие специального конструктивного назначения, в проекции на плоскость, перпендикулярную оси стержня или отверстия, не изображают (рис. 8.18). Границу резьбы на стержне и в отверстии проводят в конце полного профиля резьбы (до начала сбега) основной линией (или штриховой, если резьба изображена как невидимая, рис. 8.19), доводя ее до линий наружного диаметра резьбы.При необходимости сбег резьбы изображают тонкими линиями, проводимыми примерно под углом 30° к оси (рис. 8.18, а, б).
Резьбу, показываемую как невидимую, изображают штриховыми линиями одной толщины по наружному и внутреннему диаметрам (рис. 8.19).Длиной резьбы называют длину участка детали, на котором образована резьба, включая сбег и фаску. Обычно на чертежах указывают только длину l резьбы с полным профилем (рис. 8.20, а). Если имеется проточка, наружная (см. рис. 8.16, г) или внутренняя (см. рис. 8.17), то ее ширину также включают в длину резьбы.При необходимости указания сбега или длины резьбы со сбегом размеры наносят, как показано на рис. 8.20, б, в.Недорез резьбы, выполненный до упора, изображают, как показано на рис. 8.21, а, б. Допустимы варианты «в» и «г».
На чертежах, по которым резьбу не выполняют (на сборочных чертежах), конец глухого отверстия допускается изображать по рис. 8.22 На разрезах резьбового соединения в изображении на плоскости, параллельной его оси, в отверстии показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта резьбой стержня (рис. 8.23).
Различают резьбы: общего назначения и специальные предназначенные для применения на изделиях определенных видов; крепежные, предназначенные, как правило, для неподвижного разъемного соединения составных частей изделия, и ходовые – для передачи движения. Преимущественно применяют правые резьбы, к обозначению левых резьб добавляют LH.В обозначениях многозаходных резьб указывают ход, а в скобках – шаг и его значение
30.1. Общие сведения о соединениях деталей . Для сборки изделий из готовых деталей применяют различные виды соединений. Соединения могут быть как разъемными , которые можно разобрать без разрушения и повреждения, так и жесткими, неразъемными .
Примерами разъемных соединений являются резьбовые. Они получаются навинчиванием одной детали на другую или посредством крепежных деталей: болтов, гаек, шпилек, винтов (рис. 189) и др. К разъемным относятся также шпоночные, штифтовые, шплинтовые и другие соединения.
Рис. 189
Неразъемные соединения: сварные, заклепочные, соединения пайкой, склеиванием.
Соединения, многократно встречающиеся в механизмах различных машин, называют типовыми.
Конструкция крепежных деталей, их размеры определены стандартом, т. е. стандартизованы. Это обстоятельство позволяет заменять одну деталь другой. Свойство деталей, создающее возможность их замены во время эксплуатации или ремонта без индивидуальной подгонки и обработки, называют взаимозаменяемостью.
Данные о стандартных деталях приводят в специальных таблицах. Поскольку конструкция этих деталей определена стандартом, это обстоятельство позволяет изготавливать их на специализированных предприятиях.
Соответствующие стандарты устанавливают и правила изображения крепежных деталей. Так, вычерчивая их на сборочном чертеже, можно не показывать фаски на шестигранных и квадратных головках болтов и гаек, а также фаски на стержне болта, шпильки, винта. Резьбу на болте, шпильке и винте показывают по всей длине стержня. Такое изображение называют упрощенным (рис. 190).
На сборочных чертежах болтовое, шпилечное и винтовое соединения выполняют по относительным размерам. Это значит, что величину отдельных элементов деталей определяют в зависимости от размера наружного диаметра (d) резьбы. В этом случае значительно ускоряется работа по выполнению чертежа. Необходимые данные для построения получают из справочников.
Рис. 190
Размеры крепежных деталей на сборочных чертежах не наносят. Соответствующие данные о них записывают в специальной таблице – спецификации.
На разрезе в месте соединения двух деталей (рис. 191) в отверстии показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта стержнем, при этом сплошные толстые основные линии, соответствующие выступам резьбы на стержне, переходят в сплошные тонкие линии, соответствующие впадинам резьбы в отверстии. Сплошные тонкие линии, соответствующие впадинам резьбы на стержне, переходят в сплошные толстые основные линии, соответствующие выступам резьбы в отверстии.
Рис. 191
Стандарт устанавливает также правила изображения и обозначения неразъемных соединений. Эти данные приводятся в справочных таблицах.
- Какие соединения называются разъемными? Приведите примеры таких соединений.
- Как изображается резьба в отверстии на разрезе?
30.2. Изображение болтовых, шпилечных и винтовых соединений . Соединение болтом показано на рисунке 192, а. Для соединения двух деталей (дет. 1 и дет. 2) в них просверливают отверстия немного шпилечного соединения, чем размер диаметра болта. В болтовое соединение входят болт (5), гайка (4) и шайба (3). Шайба – подкладка под гайку, предохраняющая поверхности соединяемых деталей от повреждений и служащая для других целей. Типы и размеры шайб установлены ГОСТом.
Чертеж соединения болтом дан на рисунке 192, б. Изображенный на нем зазор между стержнем болта и отверстием можно не показывать.
Обратите внимание, что на разрезе соединяемые детали (дет. 1 и дет. 2) заштрихованы в разные стороны. Болты, если секущая плоскость направлена вдоль их осей, на чертеже показывают нерассеченными. Нерассеченными изображают гайки и шайбы.
В спецификации для болтов указывают наружный диаметр и тип резьбы, длину стержня и номер стандарта. Например, запись «Болт М12х1,25×60» означает: болт с метрической резьбой 012 мм, шаг – 1,25 (мелкий), длина стержня – 60 мм. (Здесь и далее для упрощения записи номера стандартов на крепежные детали не приведены.)
Рис. 192
Для гайки указывают диаметр и тип резьбы. Так, запись «Гайка М16» означает: гайка с метрической резьбой, имеющая наружный диаметр 16 мм, шаг резьбы крупный. Для шайб указывают диаметр болта. Запись «Шайба 12» означает: шайба для болта с наружным диаметром 12 мм.
Соединение шпилькой приведено на рисунке 193, с. Как крепежная деталь шпилька представляет собой стержень, имеющий резьбу на обоих концах. Одним концом шпилька на всю длину резьбы ввинчивается в глухое (несквозное) отверстие с резьбой в детали (1). На другой конец навинчивают гайку, под которую подкладывают шайбу. Таким образом прижимают друг к другу скрепляемые детали (дет. 1 и дет. 2). Отверстие в детали (2) имеет немного больший диаметр, чем шпилька.
Чертеж соединения шпилькой дан на рисунке 193, б.
Рис. 193
Линию, определяющую границу резьбы на нижнем конце шпильки, всегда проводят на уровне поверхности детали, в которую ввернута шпилька (дет. 1). Штриховку доводят до сплошной толстой основной линии, а не до тонкой.
Обозначение «Шпилька М10х60» следует понимать так: шпилька имеет метрическую резьбу, наружный диаметр ее – 10 мм, длина – 60 мм (без ввинчиваемого конца).
Соединение винтом изображено на рисунке 194. Винт (1) вставляется через отверстие верхней детали (2) и ввинчивается в нижнюю деталь (3). Запись на чертеже «Винт M12х40» означает: винт с метрической резьбой, наружный диаметр которой – 12 мм, длина винта – 40 мм.
Рис. 194
Форма головки винта бывает разной.
- Какие соединения называются болтовыми? шпилечными? винтовыми?
- Назовите детали, входящие в болтовые, шпилечные и винтовые соединения.
30.3. Изображение шпоночных и штифтовых соединений . Шпонка предназначена для соединения вала с посаженной на него деталью – шкивом, зубчатым колесом, маховиком и др.
Чтобы шкив вращался вместе с валом, в обеих деталях прорезают пазы (шпоночные канавки), в которые закладывают шпонку (рис. 195, a).
Рис. 195
Чертеж шпоночного соединения приведен на рисунке 195, б. Некоторые виды шпонок показаны на рисунке 196. Как видите, шпонка может иметь призматическую форму (в том числе со скругленными торцами), клиновую, сегментную.
Рис. 196
На сборочных чертежах шпонку показывают нерассеченной. Так поступают в том случае, когда секущая плоскость проходит вдоль сплошной (непустотелой) детали.
Размеры шпонок, как и размеры шпоночных канавок, стандартизованы.
Цилиндрический или конический стержень, используемый для закрепления и фиксации деталей. На рисунке 197, а показано штифтовое соединение деталей. Штифт (дет. 3) находится в отверстии, одновременно просверленном в корпусе (дет. 1) и в вале (дет. 2).
Рис. 197
На сборочных чертежах штифты в разрезе показывают нерассеченными, если секущая плоскость проходит вдоль их оси (рис. 197, б).
- С какой целью используются шпоночные и штифтовые соединения?
- Как обозначается шпонка на чертеже?
Задание 43 . Выполните эскиз соединения болтом при условии, что скрепляемые детали имеют толщину по 15 мм, диаметр резьбы болта равен 10 мм и длина l стержня болта – 45 мм.
Примечание . Для определения размеров крепежных деталей можно воспользоваться следующими соотношениями элементов резьбовых деталей в зависимости от размера наружного диаметра резьбы (d): диаметр окружности, описанной вокруг шестиугольника, -для болта, гайки – 2d; высота головки болта – 0,7d; высота гайки – 0,8d; длина нарезанной части – l0 = 2d; диаметр отверстия под болт – 1,1d; диаметр шайбы – 2,2d; высота шайбы – 0,15d.
По этим размерам можно вычертить болтовое соединение.
