Изображение резьбового соединения на чертеже

Цель: изучить и научиться применять на практике правила изображения резьбы и резьбовых соединений; выполнение сборочного чертежа и спецификации.

Рассчитать и изобразить упрощенно по ГОСТ 2.315-68 соединения деталей болтом, винтом и шпилькой.

Составить спецификацию к сборочному чертежу.

Нанести необходимые размеры.

Теоретические сведения

Резьба – поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности.

Построение винтовой поверхности на чертеже – длительный и сложный процесс, поэтому на чертежах изделий резьба изображается условно, в соответствии с ГОСТ 2.311–68. Винтовую линию заменяют двумя линиями – сплошной основной и сплошной тонкой.

Резьбы подразделяются по расположению на поверхности детали на наружную и внутреннюю.

Рисунок 1 – Условное изображение резьбы на стержне

Наружная резьба на стержне (рис.1) изображается сплошными основными линиями по наружному диаметру и сплошными тонкими – по внутреннему диаметру, а на изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси стержня, тонкую линию проводят на ¾ окружности, причем эта линия может быть разомкнута в любом месте (не допускается начинать сплошную тонкую линию и заканчивать ее на осевой линии). Расстояние между тонкой линией и сплошной основной не должно быть меньше 0,8 мм и больше шага резьбы, а фаска на этом виде не изображается. Границу резьбы наносят в конце полного профиля резьбы (до начала сбега) сплошной основной линией, если она видна. Сбег резьбы при необходимости изображают сплошной тонкой линией.

Рисунок 2 – Условное изображение резьбы в отверстии

Внутренняя резьба – изображается сплошной основной линией по внутреннему диаметру и сплошной тонкой – по наружному (рис. 2). Если при изображении глухого отверстия, конец резьбы располагается близко к его дну, то допускается изображать резьбу до конца отверстия.

Рисунок 3 – Условное изображение резьбы в сборе

На разрезах резьбового соединения в изображении на плоскости, параллельной его оси в отверстии, показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта резьбой стержня (рис. 3).

Штриховку в разрезах и сечениях проводят до сплошной основной линии, т.е. до наружного диаметра наружной резьбы и внутреннего диаметра внутренней.

Методические рекомендации и последовательность выполнения

Исходные данные – рис. 4 и табл. 1.

Пример выполнения – рис. 8.

Скрепление двух или большего количества деталей при помощи болта, гайки и шайбы называется болтовым соединением (рис. 4). Для прохода болта скрепляемые детали имеют гладкие, т.е. без резьбы, соосные цилиндрические отверстия большего диаметра d, чем диаметр болта. На конец болта, выступающий из скрепленных деталей, надевается шайба и навинчивается гайка.

При вычерчивании болтового соединения конструктивные размеры болта, гайки и шайбы берутся из соответствующих стандартов. Болт – ГОСТ 7798-70, исполнение 1 (табл. 2), шайба – ГОСТ 11371-78, исполнение 1 (табл. 7), гайка – ГОСТ 5915-70, исполнение 1 (табл. 6).

Рисунок 4 – Болтовое соединение

Для определения длины болта l необходимо составить сборочную размерную цепь. На рис.4 показана сборочная размерная цепь, выражающая размерные связи болтового соединения. Эта размерная цепь позволяет определить длину болта l, обеспечив при этом необходимый запас резьбы при выходе конца болта из гайки (размер f). Аналитически эта размерная цепь может быть представлена уравнением:

,

где – толщина соединяемых деталей;

– толщина шайбы;

– высота гайки;

– запас резьбы, ,

где Р – шаг резьбы (табл. 2).

Величины известны; и даны в соответствующих стандартах и выбираются в зависимости от диаметра болта d; рассчитывается в зависимости от шага резьбы Р.

Диаметр отверстий под болт рассчитывается по формуле .

Внутренний диаметр резьбы болта равен .

Полученный размер округляется до ближайшего размера длины болта по таблице 3. По той же таблице определяется длина резьбы l.

При помощи крепежных винтов можно скреплять две и более детали. Для этого в последней из них делается резьбовое отверстие, а в остальных – гладкие соосные отверстия диаметром d, большим диаметра винта. Винт свободно проходит через гладкие отверстия скрепляемых деталей и ввинчивается в резьбовое отверстие последней из них (рис. 5).

Рисунок 5 – Винтовое соединение

Глубина l₁ ввинчивания винта зависит от материала детали и принимается равной:

– для стали, бронзы и латуни;

– для ковкого и серого чугуна;

– для легких сплавов.

Для подсчета длины винта необходимо составить сборочную размерную цепь (рис. 5). Аналитически эту размерную цепь можно выразить уравнением:

,

где ,

– толщина присоединяемой детали;

– высота головки винта;

– длина ввинчиваемой части винта.

Полученный в результате подсчета размер округляется до ближайшего размера длины винта по размерному ряду соответствующего стандарта (стр. 11-12).

При вычерчивании соединения деталей при помощи винтов конструктивные размеры винтов берутся из соответствующего стандарта (винты по ГОСТ 1491-72 – таблица 4, винты по ГОСТ 17475-72 – таблица 5). Шлицы головок винтов на сборочных чертежах, на видах сверху (или слева), изображаются под углом 45 градусов к рамке чертежа в соответствии с ГОСТ 2.315-68. Размеры шлицов берутся по ГОСТ 24669-81 в таблице 8.

Диаметр отверстия в присоединяемой детали – .

Диаметры резьбового отверстия под винт: – диаметр резьбы, – диаметр отверстия.

Размеры зенковок под винты с полупотайной, потайной и цилиндрической головками берутся по ГОСТ 12876-67 в таблицах 11, 12 в зависимости от номинального диаметра резьбы.

Скрепление двух или большего количества деталей осуществляется при помощи шпильки, гайки и шайбы (рис. 6). Его используют вместо болтового, когда изготовлять сквозное отверстие в одной из соединяемых деталей нецелесообразно из-за значительной ее толщины или из-за отсутствия места для головки болта.

Рисунок 6 – Шпилечное соединение

Сначала отверстие под шпильку высверливают, затем делают фаску, после чего нарезают резьбу (гнездо под шпильку). На стяжной конец шпильки надевают другие, скрепляемые с первой, детали, имеющие гладкие соосные цилиндрические отверстия большего диаметра d, чем диаметр шпильки. На конец шпильки, выступающий из скрепляемых деталей, надевают шайбу и навинчивают гайку (рис. 6).

При вычерчивании соединения шпилькой конструктивные размеры шпильки, гайки и шайбы берутся из соответствующих стандартов. Шпилька – ГОСТ 22032-76, ГОСТ 22034-76, ГОСТ 22038-76, исполнение 1 (табл. 9), шайба – ГОСТ 11371-78, исполнение 1 (табл. 7), гайка – ГОСТ 5915-70, исполнение 1 (табл. 6).

При выборе шпильки необходимо обратить внимание на то, что длина l₁ ввинчиваемого (посадочного) конца зависит от материала детали, в которую она ввинчивается:

– для стальных, бронзовых, латунных деталей и деталей из титановых сплавов;

– для деталей из ковкого и серого чугуна;

– для деталей из легких сплавов.

Для определения длины гаечного конца шпильки необходимо составить сборочную размерную цепь. На рис. 6 показана сборочная размерная цепь, выражающая размерные связи соединения шпилькой. Эта размерная цепь позволяет определить длину гаечного конца шпильки, обеспечив необходимый запас резьбы при выходе конца шпильки из гайки (размер f).

Аналитически эта размерная цепь может быть представлена уравнением:

,

где: – толщина присоединяемой детали;

– толщина шайбы;

– высота гайки;

– запас резьбы при выходе шпильки из гайки, ,

где Р – шаг резьбы (табл. 9).

Величина известна; и даны в соответствующих стандартах; рассчитывается в зависимости от шага резьбы Р.

Полученный размер L округляется до ближайшего размера стяжного конца шпильки по таблице 10. По этой же таблице определяется длина L нарезанной части шпильки под гайку.

Диаметр отверстия в присоединяемой детали – .

Диаметры резьбового отверстия под шпильку: – диаметр резьбы, – диаметр отверстия.

Для вычерчивания глухого резьбового отверстия требуется рассчитать его глубину в зависимости от диаметра и материала детали, в которой отверстие высверливается. Для расчёта глубины глухого резьбового отверстия необходимо составить размерную цепь. На рис. 7 показана размерная цепь, выражающая размерные связи резьбового отверстия.

Рисунок 7 – Отверстие резьбовое глухое

При расчете глубины глухого резьбового отверстия необходимо обратить внимание на то, что длина l₁ ввинчиваемой части соединительной детали, которая будет ввинчена в данное отверстие, зависит от материала детали, в которую она ввинчивается:

– для стальных, бронзовых, латунных деталей и деталей из титановых сплавов;

– для деталей из ковкого и серого чугуна;

– для деталей из легких сплавов.

Диаметр резьбы отверстия известен, диаметр отверстия – .

Рисунок 8 – Исходные данные для выполнения задания

Таблица 1 – Исходные данные для выполнения задания

Рисунок 9 – Пример выполнения задания «Резьбовые соединения. Сборочный чертеж».

Изображение и обозначение резьбы

Самую большую группу разъемных соединений составляют резьбовые соединения. Их можно разделить на два типа:

соединения, осуществляемые непосредственным свинчиванием деталей без применения специальных соединительных частей (рис. 195, о);

соединения, осуществляемые с помощью специальных крепежных деталей — болтом, винтом, шпилькой, гайкой и т. д. (рис. 195, б).

Рис. 195. Основные виды резьбовых соединений: а — непосредственным свинчиванием; б – с помощью болта

Все резьбовые соединения осуществляются с помощью резьбы.

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

Резьбы делят на три типа в зависимости от назначения: крепежные резьбы, применяемые для свинчивания и соединения де­талей с помощью крепежных изделий; крепежно-уплотинтельные резьбы, применяемые для плотных соединений труб с помощью специальных переходных деталей, называемых фитингами (муф­тами); ходовые резьбы, которые служат для преобразования вращательного движения в поступательное (например, домкрат, ручной пресс, кузнечный пресс и т. д.) или, наоборот, поступатель­ного во вращательное (например, в автоматических отвертках).

Резьба характеризуется различными параметрами, основные из которых приведены в таблице 13.

13. Изображение основных параметров резьбы на чертежах

Примечание: параметры резьбы — профиль, внутренний диа­метр d₁ — на чертежах не обозначаются (кроме прямоугольной резьбы); наружный диаметр d наносится после условного обозначения типа резь­бы (кроме прямоугольной); шаг резьбы P проставляется после обозна­чения наружного диаметра резьбы для ходовых резьб и на изображении профиля прямоугольной резьбы; длина резьбы l наносится по правилам простановки размеров.

Для условного изображения резьбы на чертеже существуют определенные правила.

Наружный диаметр резьбы на стержне (на виде спереди и слева) изображают сплошной основной линией, а внутренний диаметр — сплошной тонкой. На виде слева не показывают фас­ку с тем, чтобы можно было условно изобразить резьбу окруж­ностью, разомкнутой на одну четверть и проведенной сплошной тонкой линией, диаметр которой равен внутреннему диаметру резьбы. Обратите внимание на то, что один конец дуги окружно­сти не доводится до центровой линии приблизительно на 2 мм, а другой ее конец пересекает вторую центровую линию на такую же величину.

Метрическая резьба обозначается следующим образом: вна­чале дается условный знак резьбы М, затем указывается размер наружного диаметра, шаг резьбы, если он мелкий (крупный шаг не обозначается). Например, запись М 20×1,5 означает, что наре­зана метрическая резьба диаметром 20 мм с мелким шагом, равным 1,5 мм.

Болты, гайки, шпильки и винты обычно изготовляют специальные заводы, которые снабжают этими деталями все предприятия. Поэтому с изображением крепежных деталей приходится встречаться в основном на сборочных чертежах, где их показывают в соединении с другими деталями и друг с другом.

При этом могут встретиться следующие типы изображений этих деталей и их соединений:

• • конструктивные (подробные изображения), когда форма деталей или их соединений передается без существенных отклонений от натуральной (рис. 9.15, а, в; рис. 9.16; рис. 9.17, в, е, рис. 9.18);
• • упрощенные, когда изображения не сохраняют многих подробностей формы деталей и их соединений (рис. 9.15, г; рис. 9.18, ж; рис. 9.19, а, в, д, ж);
• • условные, когда понятие о деталях и их соединениях передается схематически (рис. 9.19, б, г, е, з).

ГОСТ 2.315–68 устанавливает упрощенные и условные изображения крепежных деталей на сборочных чертежах и чертежах общих видов всех отраслей промышленности и строительства, часть из которых приведена на рис. 9.19. Упрощенное или условное изображение выбирают в зависимости от назначения и масштаба чертежа. При этом крепежные детали, у которых на чертеже диаметры стержней равны 2 мм и менее, изображают условно. Размер изображения должен давать полное представление о характере соединения.

Резьбовые соединения на сборочных чертежах обычно вычерчивают по относительным размерам. Величину отдельных элементов соединений при этом определяют в зависимости от наружного диаметра резьбы.

Размеры крепежных деталей на сборочных чертежах не наносят.

Необходимые данные содержатся в обозначении, которое записывают в спецификации.

Болтовые соединения

Чертежи болтовых соединений рекомендуется вычерчивать упрощенно, как на рис. 9.15, г.

Упрощения заключаются в том, что не изображают фаски на шестигранных и квадратных головках болтов и гайках I, а также на стержне II. Это значит, что отпадают линии, являющиеся изображением фасок. Не показывают зазор III между стержнем болта и отверстием в содиняемых деталях 1 и 2. На рис. 9.16 он выделен заливкой.

Кроме того, резьбу показывают на всей длине стержня болта (рис. 9.15, г), а не ограничивают ее величиной l0, как это имеет место в действительности (рис. 9.15, а – в) (IV). Не показывают изображение резьбы и на виде, перпендикулярном оси стержня, т.е. не проводят 3/4 окружности тонкой линией (см. рис. 9.15, г) (V). То же относится к упрощенным изображениям шпилек и винтов.

Чтобы чертеж на рис. 9.15, г легче понять, его образование показано по этапам. Сначала изображен болт и над ним две соединяемые детали 1 и 2 (см. рис. 9.15, а), затем болт показан в отверстиях этих деталей, а над ними шайба 5 (см. рис. 9.15, б). На рис. 9.15, в шайба надета на болт 3, а над ними показана гайка 4. При этом на рис. 9.15, а на головке и стержне болта фаски показаны, а на рис. 9.15, б они уже не изображены, но зазор между стержнем болта и отверстиями в изображаемых деталях показан. На рис. 306, в этот зазор уже не изображен, но фаска на гайке показана.

Рис. 9.15. Образование упрощенного болтового соединения

Законченный упрощенный чертеж болтового соединения приведен на рис. 9.15, г. Он соответствует ГОСТ 2.315–68.

Заметьте, что линии невидимого контура при изображении гайки и шайбы не проводят (см. рис. 9.15, г).

При вычерчивании гайки и головки болта сторону шестиугольника берут равной наружному диаметру резьбы. Поэтому на главном изображении вертикальные линии, ограничивающие среднюю грань гайки и головки болта, совпадают с линиями наружного диаметра резьбы.

Примеры условных обозначений для болтов, гаек и других крепежных деталей приведены в гл. 7 (см. 7.3).

Размеры, по которым вычерчивают элементы болтового соединения, обычно подсчитывают в зависимости от наружного диаметра резьбы из соотношений, приведенных на рис. 9.15. Их называют относительными.

Примеры определения относительных размеров для конструктивного изображения болтового соединения с резьбой М30 (d = 30 мм).

Диаметр окружности, описанной вокруг шестиугольника, D = 2d= (2•30) = 60 мм; высота головки болтай h = 0,7 = 0,7 • 30 = = 21 мм; длина нарезанной части l0 = 2d + 6 = 2 • 30 + 6 = 66 мм; высота гайки Н = 0,8d • 30 = 24 мм; диаметр отверстия под болт d0 =1,1 d= 1,1 • 30 = 33 мм; диаметр шайбы Dm = 2,2d = 2,2 • 30 = = 66 мм; высота шайбы S = 0,1 d = 0,15 • 30 = 4,5 мм.

Относительные размеры для изображения упрощенного соединения подсчитывают по тем же соотношениям.

Шпилечные соединения

Образование чертежа шпилечного соединения показано по этапам на рис. 9.17.

Сначала в детали просверлено отверстие под резьбу и сделана фаска (см. рис. 9.17, а), метчиком нарезана резьба (см. рис. 9.17, б), показана шпилька 3 (см. рис. 9.17, в). Шпилька ввернута в отверстие. Над ней изображена соединяемая деталь, имеющая гладкое отверстие (см. рис. 9.17, г). На свободный конец шпильки надета деталь 2, а сверху изображена шайба (см. рис. 9.17, д). Шайба 4 надета на шпильку, выше изображена гайка 5 (см. рис. 9.17, е), которая навинчивается на шпильку 3 (см. рис. 9.17, ж).

Рис. 9.16. Чертеж, где выделены и обозначены римскими цифрами элементы, которые не показывают на упрощенных изображениях

Рис. 9.17. Образование упрощенного шпилечного соединения

Гайка 5 и шайба 4 изображены упрощенно, как и в болтовом соединении, т.е. без фасок.

Линию, определяющую границу резьбы на нижнем конце шпильки, при конструктивном изображении проводят на уровне поверхности детали 1, в которую ввернута шпилька.

Обратите внимание, как изображен стержень с резьбой, ввернутый в отверстие (см. рис. 9.17, г, д, е). Об этом рассказано в гл. 7, а соответствующие изображения приведены на рис. 7.13.

На рис. 9.17, ж приведен упрощенный чертеж шпилечного соединения. На нем не показаны фаски, зазор между стержнем шпильки и отверстием в соединяемой детали и конец глухого резьбового отверстия, не заполненный резьбой, приведенные на рис. 9.17, б – е, где для ясности характера соединения они показаны, когда появляются в первый раз.

Относительные размеры для вычерчивания шпилечного соединения подсчитывают в зависимости от диаметра резьбы по соотношениям, приведенным на рис. 9.17.

Примеры условных обозначений для шпилек приведены в 8.1.

Винтовые соединения

В винтовом соединении гайка отсутствует. Глухое отверстие с резьбой и нарезанную часть винта вычерчивают так же, как и в шпилечном соединении. Только на конструктивных изображениях граница резьбы на стержне находится выше линии разъема соединяемых деталей.

Конструктивные соединения винтами показаны на рис. 9.18. Если винты имеют прорезь (шлиц) для захвата отверткой, ее условно изображают одной сплошной утолщенной линией. На виде сверху ее проводят под углом 45° (см. рис. 9.18).

Рис. 9.18. Соединения винтами (конструктивные изображения)

Упрощенные изображения винтовых соединений приведены на рис. 9.10 и 9.19, д, ж.

Рис. 9.19. Условные и упрощенные изображения крепежных деталей