Возможные изображения различных соединений при выполнении сборочного чертежа

При выполнении сборочных чертежей может возникнуть необходимость изображение таких соединений: при помощи крепежных стандартных деталей, шпоночных и зубчатых (шлицевых) соединений, штифтов, клепаных, сварных и других неразъемных соединений.

7.1. Шпоночные соединения.

Шпонки применяются для соединения вала с расположенными на нем деталями (шкивы, маховики, полумуфты, рукоятки, кулачки, зубчатые колеса и т.д.). Форма и размеры шпонок стандартизированы и зависят от диаметра вала и условий работы соединяемых деталей. Большинство стандартных шпонок представляют собой деталь призматической, сегментной или клиновидной формы с прямоугольным поперечным сечением. Шпонки в продольном разрезе показывают нерассечёнными независимо от их формы и размеров. Наибольшее распространение получили призматические шпонки, которые, располагаясь в пазу вала, несколько выступают из него и входят в паз, выполненный во впадине (ступице) детали, соединяемой с валом. Передача вращения от вала к втулке (или наоборот) производится рабочими боковыми гранями шпонки. После сборки шпоночного соединения между пазом втулки и верхней гранью шпонки должен быть небольшой зазор, который получается благодаря выбору размеров пазов на валу и во втулке по ГОСТу 8788-68. Размеры сечений призматических шпонок (ГОСТ 8789-68) и соответствующих им пазов (ГОСТ 8788-68) определяются диаметром вала, на котором устанавливается шпонка (рисунок 19).

Например, шпонку требуется установить на валу диаметром d=28мм, при этом он должен иметь ширину b=8мм высоту h=7мм (таблица 1).

Рисунок 19

Таблица 1 – Размеры призматических шпонок и соответствующих им пазов (извлечение из ГОСТов 8789-68 и 8788-68)

Диаметр вала	Размеры шпонок	Размеры пазов
b, мм	h, мм	l, мм	ч, мм	вала,мм	втулка,мм
22-30			18-20	0,25-0,40		3,3
30-38			22-110
38-44			28-140
447-50			36-160	0,40-0,60	5,5	3,8
50-58			45-180		4,3
58-65			50-200		4,4

Размеры пазов, выполняемые для выбранной шпонки, характеризуются величинами t=4 – вала, t₁=3,3мм – для втулки. На чертеже вала обычно проставляют размер t, а на чертеже втулки всегда – d+t₁. Необходимая длина шпонки зависит от условий работы и действующих сил шпоночного соединения и выбирается по ГОСТу 8789-68 из длин, находящихся в интервале от 18 до 90 мм, например, l=45мм. Призматические шпонки по ГОСТу 8789-68 выполняются в трех вариантах (рисунок 20). (См. справочник по машиностроительному черчению Федоренко В.А., Шошина А.И. Ленинград, 1983.)

Рисунок 20

Условное обозначение шпонки 1-го исполнения с указанными размерами:

Шпонка 8х7х45 ГОСТ 8789-68.

Сегментные шпонки (рисунок 21) применяются для соединения с валом детали, имеющей сравнительно короткие втулки. Размеры сегментных шпонок устанавливает ГОСТ 8795-68, а соответствующих им пазов – ГОСТ 8794-68. Значительно реже применяют клиновые шпонки по ГОСТу 8792-68 (рисунок 23).

Рисунок 21

7.2. Зубчатые (шлицевые) соединения.

Зубчатое или шлицевое соединение какой-либо детали с валом осуществляется выступами на валу и соответствующими впадинами, выполненными в ступице. Это соединение аналогично шпоночному, но благодаря количеству выступов, играющих роль шпонок, оно способно передавать большие крутящие моменты, лучше осуществлять центрирование впадин и вала и обеспечивать их относительное осевое перемещение. Шлицевые соединения широко применяются в ответственных конструкциях машиностроения. В зависимости от формы поперечного сечения выступов зубчатые соединения делятся: на соединения прямобочного, эвольвентного и треугольного профиля. Наибольшее распространение получили зубчатые соединения прямобочного профиля, выполняемые по ГОСТу 1139-58, который устанавливает размеры элементов соединения, их предельные отклонения и условные обозначения (таблица 2).

Прямобочное соединение характеризуется числом зубьев z, а также размерами меньшего диаметра d, большего диаметра D и ширины зуба s. На продольных разрезах и сечениях зубья валов и впадины отверстий условно совмещают с плоскостью чертежа, при этом зубья показывают нерассечёнными, а образующие соответствующие диаметры d и D – сплошными основными линиями (рисунок 22).

Рисунок 22

Таблица 2 – Основные размеры зубчатых (шлицевых) соединений

прямобочного профиля (по ГОСТу 1139-58)

Номинальный размер	Число зубьев	d, мм	D, мм	s, мм
6х18х22
6х21х25
6х23х28
6х26х32
6х28х34
8х32х38
8х36х42
8х42х48
8х46х54
8х52х60
8х56х65
8х62х72

На изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси шлицевого вала или отверстия, показывается профиль одного выступа и двух впадин. Сплошной основной линией проводятся окружности, соответствующие диаметру D (для вала) и d (для отверстия). Сплошной тонкой линией проводятся окружности, соответствующие диаметру d (для вала) и D (для отверстия). В правом верхнем углу рабочих чертежей детали, имеющих шлицевые участки, выполняется таблица, расположение, форма и содержание которой приведены на рисунке 23.

Рисунок 23

7.3. Сварные соединения.

В современной технике большое применение нашли соединения деталей, выполненные при помощи сварки. Применение сварки имеет большое практическое значение. Она заменяет поковку, отливку, клепаные соединения, упрощает технологический процесс.

Сварку различают в зависимости от процессов, происходящих при ней. Различают сварку плавлением и давлением. Сварка плавлением осуществляется газовой и дуговой сваркой, а давлением – при совместной пластической деформации предварительно нагретых деталей.

Сварка давлением проводится одним из видов контактной электросварки: точечной, роликовой и др. По способу осуществления технологического процесса различают: ручную, полуавтоматическую сварку. Стандарты устанавливают условные обозначения способов сварки.

Например: П – полуавтоматическая, А – автоматическая и т.д. ГОСТ 2.312-72 устанавливает условные изображения и обозначения на чертежах швов сварных соединений. Независимо от способа сварки видимый шов изображается сплошной основной линией, а невидимый – штриховой (рисунок 24). От изображения шва проводят линию-выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой.

В курсе технического черчения обычно рассматривается сварка деталей из углеродистых сталей с применением швов, выполняемых ручной дуговой сваркой, типы которых определяются по ГОСТу 5364-69.

Каждый стандартный шов имеет буквенно-цифровое обозначение, полностью расшифровывающее конструктивные элементы шва. Буквенная часть обозначения определяется видом сварного соединения. Различают следующие виды сварных соединений:

1. Стыковые соединения С.

2. Угловые соединения У.

3. Тавровые соединения Т.

4. Соединения внахлестку Н (см таблицу 3).

Рисунок 24

Между кромками свариваемых деталей предусматривается зазор 0 – 5 мм. В зависимости от требований, предъявляемых к сварному соединению, кромки свариваемых деталей подготавливаются по-разному. Сварка может выполняться без скоса кромок, со скосом одной кромки, с двумя скосами одной кромки, со скосом двух кромок, двумя скосами двумя кромок.

Скосы могут быть симметричными и несимметричными, прямолинейными и криволинейными.

По характеру выполнения швы разделяются на: односторонние и двусторонние. Шов может выполняться сплошным и прерывистым. Совокупность всех конструктивных особенностей стандартного шва обозначается цифрой, которая совместно с буквенным обозначением вида сварного соединения определяет буквенно-цифровое обозначение типа шва по соответствующему стандарту, например: С1, У3, Т2, Н2 и т.д. На изображении сварки шва различают лицевую и обратную сторону.

Лицевой считается та сторона, с которой производится сварка. Очевидно, что изображение невидимого шва следует рассматривать, как его оборотную сторону. ГОСТ 2312-72 устанавливает вспомогательные знаки, входящие в обозначение шва и характеризующие его.

Таблица 3

7.4. Изображение швов, полученных пайкой и склеиванием.

Швы, получаемые пайкой и склеиванием, изображают условно. Клеи и припои в разрезах и на видах изображают линией в 2 раза толще основной сплошной линии. Для обозначения пайки и склеивания применяют условные символы и знаки (рисунки 25,26), которые наносят на линии выноски. Швы, выполненные пайкой или склеиванием по периметру, обозначаются линией-выноской, заканчивающейся окружностью диаметром 4 – 4мм (рисунок 27), расположенной на конце указывающей линии.

Марка припоя или клея приводится в спецификации или в технических требованиях с указанием на полке линии-выноски номера соответствующего пункта технических требований.

Рисунок 25

Рисунок 26

Рисунок 27

7.5. Клепаные соединения.

Клепаные соединения образуются при соединении деталей заклепками. Заклепка представляет собой стержень круглого сечения, имеющий с одной стороны головку, форма головки бывает разной.

Диаметр стержня заклепки выбирается так, чтобы выступающая из деталей часть была достаточной для придания ей в процессе расклепки необходимой формы. При расклепке происходит осаживание стрежня, который заполняет отверстия, выполненные в соединениях деталей. Заклепки нормальной точности с полукруглой головкой выполняют по ГОСТ10299-68 (рисунок 28).

Рисунок 28

Условное обозначение такой заклепки: заклепка 6х24 (ГОСТ 10299-68). Это значит, что заклепка имеет диаметр стержня 6 мм и длину 24 мм. Помимо заклепок с полукруглой головкой находят применение заклепки с потайной (ГОСТ 10300-68), полупотайной (ГОСТ 103-68) и с плоской головкой (ГОСТ 1033-68). Соединения деталей из мягких материалов (кожи, картона, пластмасс и т.д.), не требующие повышенной точности, могут выполняться с помощью пустотелых (трубчатых) заклепок (рисунок 29).

Размеры и параметры заклепок приведены в ГОСТ12638-67 – 12644-67.

Рисунок 29

7.6. Запрессованные, развальцованные, обжатые соединения деталей.

В качестве примеров подвижных неразъемных соединений рассмотрим обжатые и развальцовочные соединения. На рисунке 30 показано соединение золотника 1 со шпинделем 2, полученное путем обжатия. Последовательность соединения показана буквами а и б. Шпиндель вводится в цилиндрическое отверстие золотника и после обжатия оказывается соединённым неразъёмно. Шпиндель может вращаться вокруг оси, имеет также некоторую свободу осевого перемещения.

Рисунок 30

На рисунке 31 показано неразъемное подвижное соединение сифонной трубки 1 с корпусом 2. Трубка может поворачиваться вокруг оси во втулке 3, но ее перемещение вдоль оси невозможно. Процесс последовательного соединения деталей показан на рисунке 31б и 31в. Конец трубки проточен, на него надевается втулка 3, затем край трубки развальцован (деформирован инструментом вальцовкой) перед запрессовкой втулки совместно с трубкой в корпусе 2. Втулка после установки раскернена в нескольких местах, чтобы обеспечить ее неразъемное соединение с корпусом.

Рисунок 31

7.7. Соединение штифтом, шплинтом.

В учебной практике часто применяются штифты, представляющие собой гладкий стержень цилиндрической или конической формы. Цилиндрические штифты, выполняются по ГОСТу 3128-70. Условное изображение штифта – Штифт 10х50 ГОСТ3128-70: диаметр штифта 10 мм; длина – 60 мм.

Размеры и параметры конических штифтов определяются по ГОСТу 3129-70.

Конические штифты выполняются с конусностью 1:50.

Штифты применяются для соединения деталей, соприкасающихся между собой (рисунок 32).

Рисунок 32

Применение цилиндрических и конических штифтов дает возможность точно установить детали при сборке.

Соединение шплинтом применяется как в неподвижных, так и в подвижных разъемных соединениях. Шплинт представляет собой проволоку из мягкой стали полукруглого сечения. Он свободно с зазором входит в отверстие. Размеры шплинтов и отверстий под них также стандартизованы. На рисунке 33 показано соединение шплинтом 3. Он стопорит шестигранную прорезную гайку 1 относительно стержня 2.

Рисунок 33

7.8. Маховички, воротки, способы их крепления.

Маховички, воротки-детали служат для передачи вращательного движения шпинделям и штокам запорной арматуры.

Рассмотрим некоторые из распространенных конструкций.

7.8.1. Маховички.

Могут быть изготовлены из металла и пластмассы. Среди металлических маховичков встречаются облегчённые, плоские со спицами (рисунок 34), выступающим ободом (рисунок 35а) и металлические массивные (рисунок 35б). Маховички, выполненные из пластмассы, вычерчены на рисунке 36а и 36б. Оба маховика армированы металлическими пластинами. В случае 36а пластина имеет П-образную форму, а в другом случае она выполнена в виде плоского кольца, но у каждой пластины имеется отверстие, повторяющее форму и размеры отверстия ступицы маховичка. Эскизы армированных маховичков выполняются по принципу сборочных чертежей, причем основанием для изготовления пластмассовой его части будет служить сборочный чертеж, а на армированную пластину составляется отдельный эскиз, входящий в спецификацию этого чертежа. На чертеже всего изделия № позиции назначается всему изделию - маховичку. При нанесении размеров на эскиз маховичка наносят следующие размеры: а) габаритные; б) диаметр или другие размеры, характеризующие сечение обода; в) сечение спицы; г) диаметры окружностей выступов и впадин; д) размеры ступицы; е) размеры присоединительного отверстия в ступице.

Рисунок 34

Рисунок 35

Рисунок 36

7.8.2. Воротки имеют назначение аналогичное с маховичками. Воротки бывают монолитными (рисунок 37а, 37б) и сварными (рисунок 38). Присоединительные отверстия у воротков выполняются так, чтобы обеспечить его совместную работу со шпинделем.

Рисунок 37

7.8.3. Крепления маховичков и воротков на шпинделе.

На рисунках 39, 40, 41 показаны различные способы крепления маховичков и воротков на шпинделях запорных устройств. Конструкция присоединительных концов шпинделей, а следовательно, и отверстии в маховичках и воротках преследуют две цели:

а) надежность передачи вращательного движения;

б) предотвращение самосъема маховичков со шпинделей.

Рисунок 38

Совместное вращательно движение шпинделя и маховичка у соединений, показанных на рисунке 39, обеспечивает гранёными формами хвостовиков и отверстий в ступицах. В последующих случаях, представленных на рисунках 40, 41, крепление маховичков на хвостовике шпинделей обеспечивается либо винтами, либо сам шпиндель имеет на конце резьбу, и крепление маховичка производится специальными корончатыми гайками.

Рисунок 39

Рисунок 40

Рисунок 41

7.9. Изображение на чертежах подшипников.

В современном машиностроении широкое применение находят подшипники качения. Типы и размеры их определяются соответствующими стандартами. Наиболее употребительными являются: шарикоподшипники радиальные, однорядные (а), роликоподшипники радиальные, однорядные с короткими цилиндрическими роликами (б), шарикоподшипники упорные однорядные (в), роликоподшипники радиально-упорные однорядные с коническими роликами (г) (рисунок 42 а, б, в, г). Подшипники качения состоят из колец (наружного и внутреннего), шариков (или роликов) и сепаратора, определяющего шарики или ролики друг от друга. На сборочных чертежах подшипники в осевых разрезах изображаются упрощенно по ГОСТу 2.420-69.

Конфигурация подшипника выполняется сплошными основными линиями по его контуру, внутри которого проводятся сплошными тонкими линиями диагонали. В случае необходимости на сборочном чертеже указывается тип подшипника, для чего в контуре его изображения наносят условное графическое обозначение по ГОСТу 2.770-68. В разрезе и сечении обычно подшипник изображается упрощенно, фаски и сепараторы не изображаются.

7.10. Изображение уплотнительных устройств в подвижных и неподвижных соединениях. Внутренние и внешние уплотнения.

Места соединения деталей, которые находятся под воздействием избыточного давления какой-либо среды, должны быть уплотнены (герметизированы). Рабочая среда может быть самая разнообразная: кислоты, вода, воздух, вакуум, пар, горячие газы и т.д. В качестве материалов, применяемых для уплотнительных устройств, могут быть использованы: резина, свинец, картон, асбометаллические прокладки, асбест и др. материалы. В неподвижных соединениях применяются прокладки и кольца-манжеты, воротники резиновые и

Рисунок 42

кольца. Для уплотнения зазоров между торцевыми поверхностями соединения деталей применяются уплотнительные прокладки (рисунок 43), которые могут

быть вырезаны из соответствующего листового материала, или вырублены штампом. Форма уплотнительной прокладки определяется формой торцевой поверхности, которую необходимо уплотнить. Торцевые уплотнения устанавливаются под крышкой фланцев, корпуса клапанов, вентилей и т.д.

Для уплотнения зазоров между цилиндрическими поверхностями применяются уплотнительные кольца, закладываемые в кольцевые проточки. Размеры колец выбирают так, чтобы они выступали из проточек. Уплотнительные кольца могут иметь самую различную форму (рисунок 44) в поперечном сечении.

Широко распространены уплотнения манжетами, имеющими также самые разнообразные формы в поперечных сечениях. Например, плотное прилегание манжет к штоку и цилиндрическим стенкам крышки в уплотнении в уплотнении между штоком и крышкой гидравлического цилиндра достигается роторным кольцом, входящим своим коническим торцом внутрь крайней манжеты. Манжеты могут быть разной конструкции и исполнения (рисунок 45).

Рисунок 43

Рисунок 44

В случаях 45а и 45б показаны манжеты для уплотнения валов, работающих в минеральных маслах, воде, дизельном топливе. В случае 45в приведена манжета, которая употребляется для обеспечения герметичности уплотнения в гидравлических устройствах для возвратно-поступательного движения. Манжеты в случае 45г применяются для уплотнения цилиндров и штоков пневматических устройств.

Рисунок 45

Уплотнительные воротники и кольца имеют конструкции, показанные на рисунке 46.

Самым простым уплотнением является мягкая набивка (рисунок 16а, 16б). Поджатие набивки осуществляется накидной гайкой и нажимной втулкой или сальниковой крышкой, которая крепится шпильками, закладными или откидными болтами.

Рисунок 46

На сборочных чертежах нажимная втулка и сальниковая крышка изображаются в верхнем положении. Втулка входит в корпус на 2-3 мм. Толщина слоя набивки S должна быть 3-30 мм, высота ≤ (6-8)∙S. Для лучшего прилегания набивки к движущимся поверхностям на торце втулки и на дне канавки корпуса выполняется скос под углом 40-60⁰ в осевом направлении. Материалом набивки могут служить пропитанные тальком или техническим жиром и графитовым порошком шнуры из хлопчатобумажной пряжи, пеньки, асбеста, прорезиненной ткани и т.д. Шнуры обычно бывают круглого или прямоугольного сечения. По мере утери упругих свойств шнуров уплотнение можно регулировать подтяжкой накидной гайки. Часто сальниковую набивку показывают на чертежах сплошной линией, не отражая форму шнуров, применяемых для набивки (рисунок 16). Сальниковые устройства применяются в вентилях, задвижках и другой арматуре.

7.11. Изображение смазочных устройств.

При выполнении сборочного чертежа изделия необходимо изобразить систему смазки трущихся поверхностей деталей и элементы смазочных устройств. Недостаточная смазка может привести к быстрому износу, нагреванию и заеданию поверхностей, в результате чего машина выходит из строя. Для периодической смазки трущихся поверхностей применяются разные виды масленок. Различают масленки для консистентных смазок и для жидких масел. Так, для периодической смазки трущихся поверхностей цапфы (опорной части вала) и вкладыша подшипника применяется колпачковая масленка (рисунок 47а). Она состоит из двух частей: резервуара, заполняемого густой (консистентной) смазкой и колпачка, навинчиваемого на резервуар. Резервуар завинчивается в крышку подшипника. При повороте (вручную) колпачка он навинчивается на резервуар, благодаря этому часть смазки выливается из масленки. Смазка проходит через отверстие во вкладыш подшипника и распределяется по трущейся поверхности при помощи продольной или винтовой канавки. Размеры колпачковых масленок ГОСТированы (ГОСТ 1303-56), где даны необходимые размеры масленки. Этот же ГОСТ предусматривает применение пресс-масленок (рисунок 47б, 47в) с шариковым обратным клапаном. Заправка смазкой через такие масленки осуществляется специальным шприцем. Отжимая концом шприца шарик масленки, смазку подают в смазочную систему. При его отводе пружина поднимает шарик, этим предотвращается выход смазки. Корпус пресс-масленки может иметь разную конструкцию. Выполняется или с резьбой, или гладким цилиндрическим (под запрессовку). На сборочных чертежах масленки, попадающие в секущую плоскость, изображаются нерассечёнными.

Рисунок 47

7.12. Крепление клапана со шпинделем.

Крепление клапана со шпинделем встречается в запорных приспособлениях, называемых вентилями, у которых движение затвора-золотника (клапана) характеризуется перпендикулярным перемещением относительно уплотняющей поверхности седла. Движение рабочей среды у вентилей, как правило, направлено под клапан, т.е. перекрывающее движение осуществляется против потока рабочей среды. По назначению (выполняемой в системе работы) вентили подразделяются на: запорные, запорно-регулирующие, регулирующие и дросселирующие. В зависимости от вида вентиля конструкция клапана и его крепление на шпинделе могут быть самые разнообразные. Обычно клапаны, кроме самодействующих, получают усилия от других деталей чаще всего от шпинделей и штоков для выполнения своих перекрывающих функций. Ниже приводятся примеры крепления клапана на шпинделе (рисунок 48). В этом случае для соединения клапана со шпинделем в клапане выбираются проточки (рисунок 48а), повторяющие формы присоединительного конца шпинделя клапана, и для надежности входное отверстие клапана перекрывается замком, в данной конструкции штифтом.

Рисунок 48

На рисунке 49а, 49б, 49в, 49г показано другое исполнение. В этом случае шпиндель вводится в цилиндрическое углубление клапана сверху, а проволочные замок вводится в отверстие клапана, после чего его концы отгибаются. Другие способы крепления клапана со шпинделем показаны на рисунке 50 при помощи проволочных замков.

Рисунок 49

В некоторых конструкциях клапан и сопрягаемая с ним деталь (шпиндель, шток) соединяются подвижно, но неразъёмно путем завальцовки (рисунок 51). Процесс сборки такого соединения осуществляется следующим образом: присоединительный конец шпинделя вставляется в специально расточенное углубление клапана, а затем крышка верхнего конца клапана завальцовывается. Широкое применение получили соединения, осуществляемые при помощи резьбы (рисунок 52). Так, клапан на рисунке 52а крепится специальной гайкой, ввертываемой в нарезное гнездо в торце шпинделя. В конструкции на рисунке 52б специальные гайки ввертываются в нарезанные резьбой углубления клапана.

Рисунок 50

На рисунке 52в клапан крепится при помощи накидной гайки, навертываемой на резьбовой выступ шпинделя. В некоторых вентилях специального назначения (редукционных или высокого давления с незначительным расходом рабочей среды) применяются мембранные клапаны (рисунок 53). Мембрана – тонкая, упругая, обычно круглая пластинка. Мембранные клапаны открываются за счет избытка давления рабочей среды в полости, расположенной под клапаном. Предель-щель (просвет между клапаном и седлом) определяется прогибом мембраны и нажимным усилием тарелки, детали, передающей усилие от штока устройства.