Резьбовые соединения и их детали

Обычно их подразделяют на два типа:

• а) соединения, осуществляемые непосредственным свинчиванием соединяемых деталей, без применения специальных соединительных частей;
• б) соединения, осуществляемые с помощью специальных соединительных деталей, таких, как болты, винты, шпильки, фитинги и др.

Во многих случаях резьбовое соединение используют в качестве элемента другого соединения, в котором резьбовое соединение создает большое осевое усилие. Так, в конструкции вакуум но-плотного фланцевого соединения (см. рис. 13.1, а) четыре болтовых соединения сжимают фланцы по торцам вдоль оси, а вакуумную плотность соединения обеспечивает конструкция торцевых частей фланцев 1 и 2 в виде острого зуба и канавки с зажимаемой между ними прокладкой 3 из пластичного металла (меди, алюминия).

Болтовое соединение.

В комплект болтового соединения (рис. 13.21) входят следующие крепежные детали (крепежные изделия): 1 — болт, 2 — гайка, 3 — шайба. Указанные крепежные детали имеют различную форму и размеры. При констру;

Рис. 13.21.

ировании приборов и машин применяют, как правило, только стандартизованные крепежные детали.

Болт (рис. 13.22) представляет собой цилиндрический стержень с резьбой на одном конце и головкой на другом (чаще всего в виде шестигранной призмы). При соединении скрепляемых деталей на резьбу болта навертывается гайка. Головку болта обрабатывают с торца на конус (этот элемент называют фаской). Фаску выполняют и на стержне для удобства нарезания резьбы и устранения непрочной части крайнего витка. Указанные фаски на рисунке 13.22 заданы диаметры D, и углом 30° на головке и обозначением сх45° на стержне (с — величина фаски, обычно.

Рис. 13.22 219.

равна шагу р резьбы). Обозначение диаметра d на рисунке 13.22 на чертежах болтов заменяют на обозначение резьбы.

Обычно болты применяются для соединения деталей не очень большой толщины (фланцев и др.) и при необходимости частого соединения и разъединения деталей по условиям их эксплуатации.

Выпускаемые промышленностью болты различают по форме и размерам головки, по форме стержня, по шагу резьбы, по характеру исполнения, по точности изготовления.

В зависимости от назначения и условной работы болты выполняют с шестигранными, полукруглыми и потайными головками. На различные формы болтов разработаны и утверждены свои стандарты.

Болты с шестигранными головками получили наибольшее распространение. Их изготавливают нормальной, повышенной и грубой точности, они имеют от трех до пяти вариантов исполнения. Вариант исполнения 1 приведен на рисунке 13.22. Эти болты стандартизованы в ГОСТ 7798–70. Обычно их рекомендуют использовать и в учебном процессе.

Стандартное условное обозначение болта, которое записывают в технической документации и применяют в литературе, содержит основные конструктивные размеры. Например, запись «Болт Ml2x60 ГОСТ 7798–70» обозначает, что болт имеет метрическую резьбу диаметром 12 мм с крупным шагом, длину стержня 60 мм, головку шестигранную, исполнение 1. Изображение болта такой же конструкции в соединении с другими деталями, с диаметром резьбы 36 мм с крупным шагом и длиной стержня 120 мм (см. рис. 13.21).

Гайка — деталь, имеющая отверстие с резьбой для навинчивания на болт или шпильку (рис. 13.23). Гайки различают: по форме наружной поверхности, по виду исполнения, по типу резьбы, по точности изготовления.

По форме наружной поверхности гайки выполняют шестигранными, шестигранными прорезными, корончатыми, круглыми, барашковыми и др. По высоте шестигранные гайки различают нормальной высоты, низкие, высокие и особо высокие. Кроме того, гайки выпускают с уменьшенным размером «под ключ». Гайки изготавливают нормальной, повышенной и грубой точности.

По виду резьбы гайки различают с метрической резьбой с крупным или мелким шагом.

Фаску выполняют для срезания острых кромок углов шестигранной призмы, которые могут служить причиной порезов.

Выбор типа гайки зависит от назначения конструкции и условий работы.

Условное обозначение гайки содержит размер резьбы и номер _{Рис 1323} стандарта, устанавливающего конструкцию. Например, запись «Гайка М12 ГОСТ 5915–70» обозначает, что гайка имеет диаметр метрической резьбы 12 мм с крупным шагом, шестигранная, нормальной точности. Изображение гайки с метрической резьбой диаметром 36 мм в соединении с другими деталями (см. рис. 13.21).

Изображение фасок на головках болтов и гайках. На шестигранных головках болтов и гайках линия пересечения фаски с плоскостью грани является гиперболой. Проекции гиперболы на чертежах этих деталей заменяют изображениями дуг окружностей, как это показано на рисунке 13.24.

На чертежах сборочных единиц стандартами допускается шестигранные гайки и головки болтов с фасками изображать без фасок. Эти изображения менее трудоемки, но и менее наглядны. Поэтому в выполняемых в учебном процессе чертежах их обычно не применяют. При указанном упрощенном изображении о наличии фасок судят по обозначению гайки или болта.

Шайба — деталь, закладываемая под гайку или головку болта (винта) и предназначенная для передачи и распределения усилий на соединяемые детали или для предотвращения их самоотвинчивания (стопорения). Чертеж стандартных круглых шайб с обозначениями основных размеров приведен на рисунке 13.25.

Шайбы разделяются на шайбы круглые, пружинные, стопорные и др.

Шайбы круглые имеют несколько видов: шайбы обычные нормального ряда по ГОСТ 11 371– — 78, шайбы увеличенные, шайбы уменьшенные. Шайбы нормального ряда имеют два исполнения: исполнение 1 без фаски, исполнение 2 с фасками (см. рис. 13.25).

Пример условного обозначения шайбы для крепежной детали исполнения 1, диаметром 12 мм, установленной толщины, из материала группы 01, с покрытием 01 толщиной 9 мкм:

Шайба 12.01.019 ГОСТ 11 371–78.

Для аналогичной шайбы, но исполнения 2 обозначение будет:

Шайба 2.12.01.019 ГОСТ 11 371–78.

Рис. 13.25 Рис. 13.26.

Шайбы пружинные (ГОСТ 6402—70) предохраняют гайку от самоотвинчивания при толчках и сотрясениях (рис. 13.26).

Пружинные шайбы разделяются на типы: легкие (Л), нормальные (Н), тяжелые (Т) и особо тяжелые (ОТ).

Условное обозначение пружинных шайб после диаметра резьбы содержит обозначение типа (обозначение «Н» не указывают). Например, запись «Шайба пружинная 12 ГОСТ 6402–70» обозначает, что шайба пружинная, нормальная для винта диаметром 12 мм.

Разработка чертежа болтового соединения. Чертеж болтового соединения (см. рис. 13.21) обычно разрабатывают, исходя из заданного диаметра резьбы и толщины й, и В₂ соединяемых деталей. При этом длину / болта рассчитывают по формуле (рис. 13.27):

где: В₂ и В — толщина деталей;

Рис. 13.27.

5_Ш — толщина шайбы; Н —высота гайки; а — запас резьбы, принимаемый (1… 1,5)5; с — высота фаски, обычно равная 5, или по ориентировочной формуле:

Устанавливают в соответствии со стандартом длину / болта (по таблицам) и длину /₀ нарезанной части, мм:

Диаметр отверстия под болт обычно принимают на 1 мм больше, чем диаметр стержня болта.

Пример. Задано: d=36 мм, /?,+2^ = 50+ 60 мм. Для резьбы диаметром 36 мм находим по таблицам шаг р = 4 мм, высоту гайки Н- 29 мм, толщину шайбы S_m = 6 мм.

Длина болта /, мм:

По ГОСТ 7798–70 принимаем / = 160 мм.

Длина нарезанной части /₀. мм:

или.

По ГОСТ 7798–70 принимаем /₀= 78 мм.

На чертеже болтового соединения (см. рис. 13.21) наносят: диаметр резьбы болта, длину болта и длину нарезанной части, диаметр окружности, описанной вокруг шестигранника гайки, размер под ключ.

Винты. По назначению винты для металла разделяют на крепежные (соединительные) и установочные.

Крепежный винт — деталь, которая служит для разъемного соединения и представляет собой цилиндрический стержень с резьбой для ввинчивания в одну из соединительных деталей и головкой различной формы под ключ или с прорезью под отвертку. Чертежи винтов с различной формой головки с прорезью под отвертку приведены на рисунке 13.28: цилиндрическая (iа), полукруглая (б), потайная (в) и полупотайная (г).

Рис. 13.28.

Крепежные винты применяют при сборке машин и механизмов, когда к основной детали крепится вспомогательная, например крышка к корпусу редуктора, шпонка к валу, панель к шасси или корпусу и т. д. Винты с потайной и полупотайной (конической) головками часто применяют вместо болтов, когда выступающие головки мешают работе механизма.

Установочные винты отличаются от крепежных тем, что имеют нажимной коней специальной формы (плоский, конический, сферический), входящий в специальное углубление сопряженной детали.

При сборке приборов, машин установочные винты применяют для фиксирования одной детали относительно другой.

Стандарт устанавливает для винтов четыре варианта исполнения с определенной длиной нарезанной части в зависимости от диаметра и длины винта. Винты изготавливают с метрической резьбой с крупным и мелким шагом.

Пример условных обозначений винтов: «Винт М 12×50 ГОСТ 17 473–80» (винт соединительный с полукруглой головкой, исполнение 1, нормальной точности, с диаметром резьбы 12 мм, с крупным шагом, длиной стержня 50 мм) или «Винт Ml2x1,25 ГОСТ 17 473–80» (винт с полукруглой головкой, исполнение 2, нормальной точности, с диаметром 12 мм, с мелким шагом резьбы, равным 1,25 мм).

Винтовые соединения. Варианты конструктивного расположения головок винтов относительно привинчиваемой детали достаточно разнообразны. Некоторые типовые примеры из них приведены на рисунке 13.29. В конструкциях на рисунке 13.29, а, б, в винт предотвращается от самоотвинчивания пружинной шайбой, располагаемой под цилиндрической или сферической головкой. В конструкциях г и д винтов с потайной и полупотайной головками такого стопорения не предусмотрено.

Примеры винтовых соединений деталей одинаковой толщины приведены на рисунке 13.30. Оба винта с цилиндрической головкой (в) и с конической (потайной) головкой (г) имеют одинаковую резьбу диаметром 16 мм. Слева от винтовых соединений на рисунке 13.30, б показаны операционные технологические эскизы на сверление отверстия под резьбу и на обработку резьбы.

Разработка винтового соединения и отображение на чертеже. Винтовое соединение (см. рис. 13.30) разрабатывают, исходя из заданного диаметра резьбы, толщины В привинчиваемой детали, марки материала детали с резьбовым гнездом и.

Рис. 13.29.

принимаемого типа головки и ее расположения относительно привинчиваемой детали (см., например, рис. 13.29).

Выписывают из соответствующих стандартов шаг р резьбы, размеры диаметра D и высоты Н головки, радиус г под головкой, ширину b и глубину И шлица, радиус головки (для полукруглой), наносят эти размеры на эскизе.

Определяют (рис. 13.31):

глубину L завинчивания винта в зависимости от материала детали с резьбовым гнездом — для стали и бронзы L =d, для чугуна L = 1,25d, для алюминия L = 2d;

глубину /, резьбы с полным профилем (см. рис. 13,5, д), мм:

aside class="viderzhka__img" itemscope itemtype="http://schema.org/ImageObject">

глубину /_г сверления гнезда под резьбу (см. рис. 13.5), мм:

длину / винта, мм:

или (рис. 13.29, 6)

номинальный диаметр d отверстия под нарезание резьбы, мм:

диаметр d₀ сквозного отверстия в привинчиваемой детали, обычно для винтов:

Оформляют чертеж, например, по типу, приведенному на рисунке 13.30; при этом зазор между винтом и стенкой сквозного отверстия чертят увеличенным.

Пример. Задание: разработать винтовое соединение по типу, приведенному на рисунке 13.29, б_у для винта с резьбой М16: В= 40 мм, D= 25 мм, Л|= 12 мм, материал детали с резьбовым гнездом — сталь.

Выписываем из таблиц: для винта с резьбой Ml6: шаг р — 2 мм, диаметр D= 24 мм головки, ширину Ь = 4 мм и глубину Л = 4 мм шлица, высоту Н- 9 мм головки, радиус г® 1,6 мм;

для шайбы пружинной диаметр d= 16,3, толщину S_m— Ь = 4 мм. Определяем:

глубину L завинчивания в стальное гнездо L = d= 16 мм; глубину I, сверления гнезда.

длину / винта.

устанавливаем по таблицам стандартную длину /= 50 мм; уточняем глубину сверления гнезда /_г= 30 мм; длину нарезанной части /₀> L= 16, k = 38 мм;

номинальный диаметр d, отверстия под нарезание резьбы для р — 2 мм.

диаметр d₀ сквозного отверстия.

диаметр фаски 1,05</= 1,05×16= 16,8 мм.

Выбранный винт М 16×50 ГОСТ 1491–80.