Изделия подразделяются на детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты см. п. 2.1.
Соединение — совокупность сборочных операций по соединению деталей различными способами (свинчиванием, сочленением, клепкой, сваркой, пайкой, опресовкой, развальцовкой, склеиванием, сшивкой, укладкой и т.п.).
Классификация видов соединения деталей
По конструкции и условиям эксплуатации соединения деталей могут быть разделены на подвижные и неподвижные.
Соединение неподвижное — соединение деталей, обеспечивающее неизменность их взаимного положения при работе. Например, сварные, соединения с помощью крепежных изделий и др.
Соединение подвижное — соединение, при котором детали имеют возможность относительного перемещения в рабочем состоянии. Например, зубчатое соединение.
В зависимости от возможности демонтажа соединения подразделяются на разъемные и неразъемные.
Соединение разъемное — соединение, которое можно многократно разъединять и соединять, не деформируя при этом ни соединяемые, ни крепежные детали. Например, резьбовое, соединение болтом, винтом, клиновое, шпоночное, зубчатое, и др.
Соединение неразъемное — соединение, которое нельзя разъединить без нарушения формы деталей или их соединяющего элемента. Например, соединение сварное, паяное, заклепочное и др.
Резьбовые соединения
Резьбовое соединение — соединение деталей при помощи резьбы.
Резьба — чередующиеся выступы и впадины на поверхности тела вращения, расположенные по винтовой линии; применяется как средство соединения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин, механизмов, приборов, аппаратов, сооружений (рисунок 97).
Основные параметры резьбы
Виток резьбы — часть резьбы, образованной при одном повороте профиля вокруг оси вращения (рисунок 98).
Наружный диаметр резьбы (d) — диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или вписанного во впадины внутренней резьбы (рисунок 99).
Номинальный диаметр резьбы — диаметр, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении.
Рисунок 99 — Наружный диаметр резьбы
Внутренний диаметр резьбы (d1) — диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы или описанной вокруг вершин внутренней резьбы (рисунок 100).
Рисунок 100 — Внутренний диаметр резьбы
Профиль резьбы — плоская фигура, получаемая в плоскости, проходящей через ось резьбы.
Высота профиля (H) — радиально измеренная высота основного расчетного теоретического профиля (высота исходного треугольного профиля), общего для резьбы на стержне и в отверстии.
Угол профиля — угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевой плоскости резьбы (рисунок 101).
Рисунок 101 — Профиль резьбы
Шаг резьбы ( P ) — расстояние между соседними одноименными точками профиля в направлении, параллельном оси резьбы той же винтовой поверхности (рисунок 102).
Ход резьбы (Ph) — расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между исходной средней точкой на боковой стороне резьбы и средней точкой, полученной при перемещении исходной по винтовой линии на угол 360°, в однозаходной резьбе ход равен шагу, в многозаходной — произведению шага на число заходов n: Ph = nP (рисунок 102).
Рисунок 102 — Основные параметры резьбы
Рабочая высота профиля (h) — наибольшая высота соприкосновения сторон профиля резьбовой пары, измеренная радиально (рисунок 103).
Рисунок 103 — Рабочая высота профиля
Длина свинчивания (L) — длина участка взаимного перекрытия наружной и внутренней резьб в осевом направлении.
Классификация резьб
Для классификации резьбы используются следующие основные признаки (рисунок 104):
— форма поверхности, на которой выполнена резьба;
— число и направление заходов;
Рисунок 104 — Классификация резьб
Профиль резьбы установлен ГОСТ 9150-81 и представляет собой треугольник с углом при вершине 60 о (рисунок 105).
Это основной вид крепежной резьбы, предназначенной для соединения деталей непосредственно друг с другом или с помощью стандартных изделий, имеющих метрическую резьбу, таких как болты, винты, шпильки, гайки.
Рисунок 105 — Профиль метрической резьбы
Основные элементы и параметры ее задаются в миллиметрах (ГОСТ 24705-81).
Согласно ГОСТ 8724-81 метрические резьбы выполняются с крупным и мелким шагом на поверхностях диаметров от 1 до 68 мм — свыше 68 мм резьба имеет только мелкий шаг, при чем мелкий шаг резьбы может быть разным для одного и того же диаметра, а крупный имеет только одно значение. Крупный шаг в условном обозначении резьбы не указывается. Например: для резьбы диаметром 10 мм крупный шаг резьбы равен 1,5 мм, мелкий — 1,25; 1; 0,75; 0,5 мм.
Примеры условного обозначения:
М18-6g резьба метрическая наружная номинальный диаметр 18 мм шаг крупный, поле допуска резьбы 6g;
М18х0,5-6g резьба метрическая наружная номинальный диаметр 18 мм, поле допуска резьбы 6g, шаг мелкий Р=0,5;
М18LH-6g резьба метрическая наружная номинальный диаметр 18 мм шаг крупный, поле допуска резьбы 6g, левая;
М18-6Н резьба метрическая внутренняя номинальный диаметр 18 мм шаг крупный, поле допуска резьбы 6Н.
В настоящее время не существует стандарт, регламентирующий основные размеры дюймовой резьбы. Ранее существовавший ОСТ НКТП 1260 отменен, и применение дюймовой резьбы в новых разработках не допускается.
Резьба треугольного профиля с углом при вершине 55 о (рисунок 106).
Рисунок 106 — Профиль дюймовой резьбы
Трубная цилиндрическая резьба
В соответствии с ГОСТ 6367-81 трубная цилиндрическая резьба имеет профиль дюймовой резьбы, т. е. равнобедренный треугольник с углом при вершине, равным 55°( рисунок 107).
Резьба стандартизована для диаметров от 1/16″ до 6″ при числе шагов z от 28 до 11. Номинальный размер резьбы условно отнесен к внутреннему диаметру трубы (к величине условного прохода). Так, резьба с номинальным диаметром 1 мм имеет диаметр условного прохода 25 мм, а наружный диаметр 33,249 мм.
Рисунок 107 — Профиль трубной цилиндрической резьбы
Примеры условного обозначения:
G1 1 /2 -А резьба трубная цилиндрическая,1 1 /2 условный проход в дюймах, класс точности А;
G1 1 /2LH-B-40 резьба трубная цилиндрическая,1 1 /2 условный проход в дюймах, левая, класс точности В, длина свинчивания 40 мм.
Резьба с профилем в виде равнобочной трапеции с углом 30 о (рисунок 108). Применяется для передачи возвратно-поступательного движения или вращения в тяжело нагруженных подвижных резьбовых соединениях. Часто используется при изготовлении ходовых винтов, согласно ГОСТ 24738-81 выполняется на поверхностях диаметров от 8 до 640 мм.
Трапецеидальная резьба может быть однозаходной (ГОСТ 24738-81, ГОСТ 24737-81) и многозаходной (ГОСТ 24739-81). ГОСТ 9484-81 устанавливает профиль трапецеидальной резьбы.
Рисунок 108 — Профиль трапецеидальной резьбы
Пример условного обозначения:
Tr40х6 — трапецеидальная однозаходная резьба с наружным диаметром 40 мм, шагом 6 мм.
Резьба с профилем в виде неравнобочной трапеции с углом рабочей стороны 3 о и нерабочей — 30 о (рис. 109). Упорная резьба, как и трапецеидальная, может быть однозаходной и многозаходной. Выполняется на поверхностях диаметров от 10 до 640 мм (ГОСТ 10177-82). Применяется для передачи больших усилий, действующих в одном направлении: в домкратах, прессах и т.д.
Рисунок 109 — Профиль упорной резьбы
Пример условного обозначения:
S80Х10 — упорная однозаходная резьба с наружным диаметром 80 мм, шагом 10 мм;
S80Х20(P10) — упорная многозаходная резьба с наружным диаметром 80 мм, величина хода 20 мм, шаг 10 мм
Резьба прямоугольная (квадратная)
Резьба с прямоугольным (или квадратным) нестандартным профилем, поэтому все ее размеры указываются на чертеже. Применяется для передачи движения тяжело нагруженных подвижных резьбовых соединений. Обычно выполняется на грузовых и ходовых винтах (рисунок 110).
Рисунок 110 — Профиль прямоугольной резьбы
Резьба с круглым профилем (ГОСТ 9484-81) (рисунок 111). Обладает сравнительно большим сроком службы и повышенным сопротивлением при значительных нагрузках. Применяется для часто свинчиваемых соединений (шпиндели, вентили и т.д.), работающих в загрязненной среде, а также для тонкостенных деталей с накатанной или штампованной резьбой, например, цоколь электролампы.
Рисунок 111 — Профиль круглой резьбы
Пример условного обозначения:
Читайте также: Какие методы упрочнения валов
Rd16 — круглая резьба с наружным диаметром 16 мм.
Если резьба круглая применяется в соединениях санитарно-технической арматуры, то обозначение будет следующим: Кр12х 2,54 ГОСТ 13536-68.
Эксплуатационное назначение резьбы
Крепежная резьба обеспечивает полное и надежное соединение деталей при различных нагрузках и при различном температурном режиме. К этому типу относятся метрическая.
Крепежно-уплотнительная резьба предназначена для обеспечения плотности и непроницаемости резьбовых соединений (без учета ударных нагрузок). К этому типу относятся метрическая с мелким шагом, трубная цилиндрическая и коническая резьбы и коническая дюймовая резьба.
Ходовая резьба служит для преобразования вращательного движения в поступательное. Она воспринимает большие усилия при сравнительно малых скоростях движения. К этому типу относятся резьбы: трапецеидальная, упорная, прямоугольная, круглая.
Специальная резьба имеет специальное назначение и применяется в отдельных специализированных отраслях производства. К ним можно отнести следующие:
— метрическая тугая резьба — резьба, выполненная на стержне (на шпильке) и в отверстии (в гнезде) по наибольшим предельным размерам; предназначена для образования резьбовых соединений с натягом;
— метрическая резьба с зазорами — резьба с необходимая для обеспечения легкой свинчиваемости и развинчиваемости резьбовых соединений деталей, работающих при высоких температурах, когда создаются условия для схватывания (сращивания) окисных пленок, которыми покрыта поверхность резьбы;
— часовая резьба (метрическая) — резьба, применяемая в часовой промышленности (диаметры от 0,25 до 0,9 мм);
— резьба для микроскопов — резьба, предназначена для соединения тубуса с объективом; имеет два размера: 1) дюймовая — диаметр 4/5 І (20,270 мм) и шаг 0,705 мм (36 ниток на 1І); 2) метрическая — диаметр 27 мм, шаг 0,75 мм;
— окулярная многозаходная резьба — рекомендуемая для оптических приборов; профиль резьбы — равнобочная трапеция с углом 60 0 .
Изображение резьбы
ГОСТ 2.311-68 устанавливает правила изображения и нанесения обозначения резьбы на чертежах.
Резьбу на стержне изображают сплошными основными линиями по наружному диаметру резьбы и сплошными тонкими линиями — по внутреннему диаметру.
На изображениях, полученных проецированием на плоскость параллельную оси стержня, сплошную тонкую линию по внутреннему диаметру резьбы проводят на всю длину резьбы без сбега, а на видах, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную к оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте (рисунок 112).
Расстояние между тонкой линией и сплошной основной принимают в пределах не менее 0,8 мм и не больше шага резьбы Р.
Рисунок 112 — Изображение резьбы на стержне
Резьбу в отверстиях (рисунок 113) изображают сплошными основными линиями по внутреннему диаметру резьбы и сплошными тонкими линиями — по наружному диаметру.
На разрезах, параллельных оси отверстия, сплошную тонкую линию по наружному диаметру резьбы проводят на всю длину резьбы без сбега, а на изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси отверстия, по наружному диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте.
Рисунок 113 — Изображение резьбы в отверстии
Резьбу, показываемую как невидимую (рисунок 114), изображают штриховыми линиями одной толщины по наружному и по внутреннему диаметру.
Рисунок 114 — Изображение невидимой резьбы
Линию, определяющую границу резьбы, наносят на стержне и в отверстии с резьбой в конце полного профиля резьбы (до начала сбега). Границу резьбы проводят до линии наружного диаметра резьбы и изображают сплошной основной или штриховой линией, если резьба изображены как невидимая (рисунки 114, 115).
Рисунок 115 — Изображение границы резьбы
Штриховку в разрезах и сечениях проводят до линии наружного диаметра резьбы на стержнях и до линии внутреннего диаметра в отверстии, т.е. в обоих случаях до сплошной основной линии (рисунок 116).
Рисунок 116 — Изображение резьбы в разрезе
Допускается изображать недорез резьбы, как показано на рисунке 117.
Рисунок 117 — Изображение недореза резьбы
На чертежах, по которым резьбу не выполняют, конец глухого резьбового отверстия допускается изображать, как показано на рисунках, даже при наличии разности между глубиной отверстия под резьбу и длиной резьбы (рисунок 118).
Рисунок 118 — Упрощение в изображении резьбы
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 (рисунок 115). Сплошная тонкая линия изображения резьбы на стержне должна пересекать линию границы фаски.
На разрезах резьбового соединения в изображениях на плоскости параллельной к его оси, в отверстии показывается только часть резьбы, которая не закрыта резьбой стержня (рисунок 119).
Рисунок 119 — Разрез резьбового соединения
Рисунок 120 — Обозначение наружной резьбы
Обозначение резьб указывают по соответствующим стандартам на размеры и предельные отклонения резьб и относят их для всех резьб, кроме конической и трубной цилиндрической, к наружному диаметру, как показано на рисунках 120 и 121 .
Рисунок 121 — Обозначение внутренней резьбы
Обозначение конической и трубной цилиндрической резьбы наносят, как показано на рисунке 122.
Рисунок 122 — Обозначение конической и трубной резьбы
Крепежные детали
Крепёжные детали — детали для неподвижного соединения частей машин и конструкций. К ним обычно относят детали резьбовых соединений: болты, винты, шпильки, гайки, шурупы, шайбы, шплинты, а также штифты.
Основным параметром резьбовых крепежных деталей является резьба, форма и размеры которой соответствуют стандартам.
Болт (рисунок 123) — крепёжная деталь для разъёмного соединения частей машин и сооружений в виде стержня с резьбой на одном конце и шести- или четырёхгранной головкой на другом. Конструкции болтов весьма разнообразны в зависимости от назначения болтового соединения. Болты изготовляют из углеродистой, низколегированной или специальной стали, латуни и др.
Винт (рисунок 124) — изделие цилиндрической или конической формы с резьбовой поверхностью. Различают винты, с потайной, полупотайной, полукруглой, шестигранной, цилиндрической и гладкой головками.
Гайка (рисунок 125) — деталь резьбового соединения или винтовой передачи, имеющая отверстие с резьбой.
Крепёжная гайка в резьбовом соединении навинчивается на конец болта или шпильки или же на резьбовой участок вала, оси для закрепления от осевого перемещения сидящих на них деталей — подшипников качения, шкивов и т. п.
Шпилька , крепёжная деталь, представляющая собой металлический стержень с резьбой на обоих концах (рисунок 126). Конец шпильки ввинчивается в одну из соединяемых деталей, а другая деталь прижимается к первой при навинчивании гайки на другой конец шпильки.
Шайба (рисунок 127), деталь, подкладываемая под гайку или головку болта для предупреждения смятия поверхностей соединяемых деталей, предохранения их от царапин при завинчивании гаек, винтов и для перекрытия зазора между стержнем болта и отверстием в деталях.
Шайбы общего назначения применяют для увеличения площади опоры, если опорная поверхность из мягкого материала или неровная, а также если отверстие под винт продолговатое или увеличенного диаметра. Косую и сферические шайбы используют для устранения перекоса гайки или головки винта при затяжке. Быстросъёмную шайбу применяют в приспособлениях для экономии времени на снятие обработанной детали и установку новой. Пружинная шайба уменьшает опасность самоотвинчивания винтов или гаек благодаря силам упругости сжатой шайбы.
Стопорная (запирающая) шайба путём отгибания её частей устраняет возможность поворота гайки или винта относительно опорной детали или вала (рисунок 128).
Рисунок 128 — Стопорная шайба
Шплинт — проволочный стержень полукруглого сечения, согнутый почти пополам (рисунок 129). Используется в качестве фиксирующего элемента слабо нагруженных сопряжённых деталей и для предотвращения самоотвинчивания гаек. Вставляется в сквозное отверстие, выступающие концы разводятся (для удобства разведения одна половинка шплинта делается длиннее другой). Изготовляется из углеродистой стали.
Читайте также: Шестерня привода промежуточного вала кпп
Штифт , цилиндрический или конический стержень для неподвижного соединения деталей, часто в строго определённом положении, а также для передачи относительно небольших нагрузок (рисунок 130). Для постановки штифта детали соединяются и закрепляются. Затем в них просверливается и развёртывается отверстие, куда и вставляется штифт. Конический штифт, в отличие от цилиндрического, может использоваться многократно без уменьшения точности расположения деталей.
Болтами , гайками и шайбами осуществляют болтовые соединения (рисунок 131), при которых не требуется нарезания резьбы в соединяемых деталях, однако должно быть пр едусмотрено место для размещения головки болта.
Рисунок 131 — Болтовое соединение
Стопорные шайбы и шплинты предотвращают самоотвинчивание болтов и гаек при вибрациях и ударах.
Если размещение болтов затруднено или нежелательно делать сквозное отверстие в деталях, используют винты и шпильки.
Упрощенные изображения крепежных деталей
ГОСТ 2.315-79 устанавливает упрощенные и условные изображения крепежных деталей на сборочных чертежах и чертежах общего вида. Форму изображения выбирают в зависимости от назначения и масштаба чертежа. Крепёжные детали, у которых на чертеже диаметры стержней равны 2 мм и менее, изображают условно. Размер изображения должен давать полное представление о характере соединения. В таблице 9 представлены упрощенные изображения некоторых стандартных крепежных изделий.
Таблица 9 – Упрощенное изображение стандартных крепежных изделий