4.3. Болтовые соединения

Болтовое соединение относится к разъемным соединениям и представляет собой узел, состоящий из скрепляемых деталей и стандартных изделий – болта, гайки и шайбы.

Болт представляет собой стержень с резьбой на одном конце и шестигранной (или иного типа) головкой на другом.

Гайка – деталь, служащая для затягивания болтов или шпилек при соединении деталей и имеющая резьбовое отверстие. В зависимости от назначения и условий работы гайки могут быть различными по форме, высоте и прочности.

Шайба – это подкладка под гайку. Обычно это штампованная или точеная пластинка. Назначение шайбы – предохранить поверхность детали при навертывании гайки и равномерно передать нагрузку. Для предупреждения самоотвинчивания болтов и гаек применяют пружинные шайбы.

В соединяемых деталях просверливаются отверстия, диаметры которых выбираются по ГОСТ 11284–75 в зависимости от наружного диаметра резьбы болта. На чертежах, в зависимости от назначения и масштаба, болтовые соединения показывают одним из следующих способов: конструктивным, упрощенным или условным (рис. 96).

На рис. 96а приведено конструктивное (действительное) изображение болтового соединения. Болт, шайба и гайка, попадающие в плоскость разреза, условно показываются нерассеченными и вычерчиваются по размерам, приведенным в соответствующих стандартах: для болтов в ГОСТ 7798-70; для гаек в ГОСТ 5915-70; для шайб в ГОСТ 11371-78.

На сборочных чертежах, согласно ГОСТ 2.315–68, резьбовые соединения допускается изображать упрощенно и условно.

На рис. 96б дано упрощенное изображение болтового соединения. Как видно из примера, на таком чертеже не показываются фаски; нет зазора между деталями и болтом; резьба у болта изображается нарезанной на всю длину стержня; при изображении на плоскости, перпендикулярной оси резьбы, линию резьбы допускается не показывать.

Кроме того, на упрощенном изображении отсутствует проекционная связь ребер шестигранников гайки и головки болта на главном виде и виде сверху. На главном виде ребра шестигранников гайки и головки болта совмещаются с линиями, ограничивающими стержень болта.

Крепежные детали, у которых диаметры стержней на чертеже равны 2 мм и менее, на сборочных чертежах изображаются условно (рис. 96в). Толщина линий условных изображений принимается равной толщине обводки основных линий чертежа.

При вычерчивании на плоскости, перпендикулярной оси крепежной детали, шайба не изображается.

Рис. 96

4.4. Методики расчета болта и болтового соединения.

Рассмотрим последовательность вычерчивания болта, упрощенного и условного болтовых соединений.

Постановка задачи. По исходным данным диаметра резьбы d и толщинам соединяемых деталей t_1, t₂, выполнить:

– расчет необходимых параметров для вычерчивания стандартных изделий (болта, гайки, шайбы) и болтовых соединений (упрощенного, условного);

– чертеж болта в двух проекциях согласно ГОСТ 7798–70;

– чертежи болтовых соединений упрощенного (по относительным размерам) и условного в двух проекциях.

– спецификацию болтового соединения.

Расчет параметров. Для выполнения болтового соединения необходимо знать длину болта, которая рассчитывается по формуле

l_p = t₁ + t₂ + S_ш + H_г + a, (3)

где l_p – расчетная длина болта, мм;

t₁ и t₂ – толщины скрепляемых деталей, мм;

S_ш – толщина шайбы, мм;

H_г – высота гайки, мм;

а – выход конца болта из гайки, состоящий из запаса резьбы на самоотвинчивание и фаски, мм.

Численные значения параметров t₁ и t₂ задаются исходными данными, а значения параметров H_г, S_ш и а выбираются по наружному диаметру резьбы d соответственно ГОСТ 5915-70, ГОСТ 11371-78 и ГОСТ 8234-56.

Полученное расчетное значение длины болта округляют (в сторону увеличения) до ближайшего стандартного значения l по ГОСТ 7798–70.

Далее, по этому стандарту, используя параметры l и d, находят длину нарезанной части стержня болта l₀ и все остальные размеры (Н – высота головки болта, D – диаметр описанной окружности шестигранной головки болта, S – размер под гаечный ключ, R_c – радиус закругления), необходимые для вычерчивания болта и болтовых соединений. Кроме того, используя ГОСТ 24705-2004 и ГОСТ 8234-56, определяют соответственно численные значения внутреннего диаметра резьбы d₁ и фаски с нарезной части болта.

Затем рассчитывают диаметр изображающей границу торца головки болта (граница фаски) D₁ и радиус ее большой дуги на главном виде R

D₁ = (0,9… 0,95) S, (4)

R= 1,5 d. (5)

После подготовки исходных данных приступают к выполнению чертежей.