Лекция 5-6. Изображение соединений деталей

Общие сведения

В современной технике широко применяются различные виды соединений деталей. Соединения подразделяют на разъемные и неразъемные.

Разъемными называются соединения, повторная сборка и разборка которых возможна без повреждения их составных частей. Соединения, не предусматривающие возможность их разборки, называют неразъемными. К разъемным соединениям относят соединения резьбовые. Эти соединения являются наиболее распространенным видом разъемных соединений. Резьбовые соединения - соединение деталей с помощью резьбы, в котором одна из деталей имеет наружную резьбу, а другая - внутреннюю. Резьбовые соединения создают с помощью стандартных крепежных деталей (болтов, винтов, шпилек, гаек и т.д.) и других деталей, снабженных резьбой.

Рис.1.1 Соединения разъемные

Рис.1.2 Соединения неразъемные

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.

Разъемные соединения

Резьба — это поверхность, образованная при винтовом движении произвольного плоского контура по цилиндрической или конической поверхности.

Резьбу треугольного профиля нарезают обычно на деталях, предназначенных для скрепления, и поэтому ее называют крепежной резьбой.

Резьбы иных профилей, по преимуществу трапецеидальные и прямоугольные, относятся к ходовым резьбам (резьба на валу для передвижения суппорта токарного станка, резьба на винте машинных тисков, домкратов и др.).

Признаки классификации и виды резьбы:

по форме поверхности:

1) цилиндрическая резьба — резьба, образованная на поверхности цилиндра;

2) коническая резьба — резьба, образованная на поверхности конуса;

по характеру поверхности:

3) наружная резьба — это резьба, образованная на наружной поверхности цилиндра или конуса. В резьбовом соединении наружная резьба является охватываемой поверхностью и наносится на болте (винте и др.);

4) внутренняя резьба — это резьба, образованная на внутренней поверхности цилиндра или конуса. В резьбовом соединении внутренняя резьба является охватывающей поверхностью, она наносится на поверхности отверстия в гайке (гнезде и др.);

по направлению резьбы:

а) правая резьба — резьба, образованная контуром, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль осей в направлении от наблюдателя (подъем винтового выступа на видимой (передней) стороне идет слева направо);

б) левая резьба — резьба, образованная контуром, вращающимся против часовой стрелки и перемещающиеся вдоль оси в направлении от наблюдателя (подьем винтового выступа идет справа налево);

по числу заходов (выступов и канавок):

1) однозаходная резьба — образованная одной винтовой ниткой;

2) многозаходная резьба — образованная двумя, тремя и т.д. винтовыми нитками.

Рис 2.1

Основные параметры резьбы определены ГОСТ 11708—82:

• наружный диаметр резьбы d (D) — диаметр воображаемого цилиндра (конуса для конической резьбы), описанного вокруг вершим наружной резьбы или впадин внутренней. Обычно он равняется номинальному диаметру и используется при обозначении резьбы;

• средний диаметр резьбы d2 (D2) — диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, пересекающего витки резьбы таким образом, что ширина выступов резьбы и ширина впадин оказываются равными;

• внутренний диаметр резьбы d1 (D1);

• профиль резьбы — контур сечения резьбы плоскостью, проходящей через ее ось;

• шаг резьбы Р — расстояние между соответствующими точками двух соседних витков, измеренное параллельно оси резьбы (для конической резьбы - проекция на ось резьбы отрезка, соединяющего соседние вершины профиля резьбы);

• ход резьбы Рh— расстояние между соответствующими точками на поверхности винтовой нитки за один оборот контура, измеренное параллельно оси резьбы. Для однозаходной резьбы величина хода винта Ph равна шагу Р (рис.7, а). Для двух- и трехзаходных винтов, когда осуществляется одновременная навивка соответственно двух и трех проволок указанного сечения, величина хода соответственно равняется 2Р — для двухзаходного винта (рис. 7, 6) и 3P — для трехзаходного (рис. 7, в);

• угол профиля α — угол между боковыми сторонами профиля;

Рис 2.2

На рис. 2.2, а — длина резьбы l, длина резьбы с полным профилем (l1).

Сбег резьбы — участок неполного профиля в зоне перехода резьбы в главную часть предмета (l3).

Недовод резьбы (l4) — величина ненарезанной части поверхности между концами сбега и опорной поверхностью детали.

Недорез резьбы (l2) включает в себя сбег и недовод резьбы. Чтобы устранить сбег или недорез резьбы, выполняют проточку (b).

Чтобы облегчить ввинчивание резьбового стержня, на конце резьбы выполняют коническую фаску с под углом 45°.

Рассмотрим стандартные резьбы общего назначения.

Резьба метрическая (М) 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 (ГОСТ 9150—81).

Рис 2.3

Резьба трубная цилиндрическая (G) имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине 55°, вершины и впадины скруглены. Эту резьбу применяют в трубопроводах и трубных соединениях (ГОСТ 6351—81).

Рис 2.4

Резьба трапецеидальная (Tr) служит для передачи движения и усилий. Профиль трапецеидальной резьбы — равнобокая трапеция с углом между боковыми сторонами 30°. Для каждого диаметра резьба может быть однозаходной и многозаходной, правой и левой (ГОСТ 9484—81).

Рис 2.5

Резьба упорная (S) имеет профиль неравнобокой трапеции. Впадины профиля закруглены, для каждого диаметра имеется три различных шага. Служит для передачи движения с большими осевыми нагрузками (ГОСТ. 10177—82).

Рис.2.6

Резьба круглая (Rd) для цоколей и патронов, для предохранительных стекол и светильников, для санитарно-технической арматуры (ГОСТ 13536—68) имеет профиль, полученный сопряжением двух дуг одного радиуса (ГОСТ 13536—68).

Рис 2.7

Резьба коническая дюймовая (K) 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 2.8

Резьба трубная коническая (R, Rr) 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 — изготовляются по индивидуальным чертежам, на которых заданы все параметры резьбы.

Рис 2.9

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. 2.10,а показана резьба на цилиндре, а на рис 2.10,б — на конусе.

Рис 2.10

В отверстии резьбу изображают сплошными основными линиями по внутреннему диаметру и сплошными тонкими линиями — по наружному диаметру. На рис. 2. 11,а резьба показана в отверстии цилиндрическом, а на рис. 2.11,б — в коническом.

Рис 2.11

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.2.12.

Рис 2.12

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. 2.12, 2.13). Штриховку в разрезах и сечениях доводят до сплошной основной линии.

Рис 2.13

Обозначение резьбы включает в себя: вид резьбы, размер, шаг и ход резьбы, поле допуска, класс точности, направление резьбы, номер стандарта.

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.

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.

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.

рис 2.14

При изображении болта на чертеже выполняют два вида (рис. 2.14) по общим правилам и наносят размеры длины l болта, длины резьбы lо, размер под ключ S и обозначение резьбы Md. Высота H головки в длину болта не включается.

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.

В зависимости от условий работы винты изготовляются (рис. 2.15) 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.

Рис 2.15

Высота головки в длину винта не входит, исключение составляют винты с потайной головкой (рис. 2.15).

Шпилька представляет собой цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах (рис. 2.16). Шпилька служит для соединения двух или нескольких деталей. Один конец шпильки l1 ввертывается в резьбовое отверстие детали, а на другой конец l0 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.

Рис 2.16

При изображении шпильки вычерчивают только один вид на плоскости, параллельной оси шпильки, и указывают размеры резьбы, длину l шпильки и ее условное обозначение.

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. 2.17); 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.

Рис 2.17

На чертеже указывают размер резьбы, размер S под ключ и дают обозначение гайки по стандарту.

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. 2.18):

исполнение 1 — без фаски, исполнение 2 — с фаской. Форму круглой шайбы вполне передает одно изображение на плоскости, параллельной оси шайбы.

Рис 2.18

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.

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. 2.19). Трубы используются в коммуникациях, транспортирующих жидкость или газ, а также для прокладки кабеля.

Рис 2.19

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.