книги из ГПНТБ / Заплетохин, В. А. Соединения деталей приборов [пособие]

диаметр d\. Наружный и внутренний диаметры есть диаметры вообра­

жаемых цилиндров, описанных соответственно по наружным и внут­ ренним вершинам резьбы винта. Средний диаметр — диаметр вообра­ жаемого цилиндра, на поверхности которого толщина витков равна ширине впадин.

Угол, образованный винтовой линией по среднему диаметру резь­ бы и плоскостью, перпендикулярной к оси резьбы, называется углом подъема резьбы. Угол подъема резьбы (5Р определяется по формуле

Резьбы различаются также по профилю. Профиль резьбы пред­ ставляет собой контур сечения витка в плоскости, проходящей через ось впита. Контур сечения витка характеризуется углом про­ филя а, высотой теоретического профиля Н и рабочей высотой про­ филя h, по которой происходит соприкосновение витков винта и ган­

ки. В зависимости от геометрической формы профиля резьбы подраз­ деляются на треугольные, трапецеидальные, прямоугольные и круг­

лые.

Треугольные резьбы применяют преимущественно для крепежных

деталей, так как они обладают повышенным трением. К резьбам тре­ угольного профиля относятся метрические и дюймовые.

Метрическая резьба имеет угол профиля а = 60° и притупленные

вершины. Притупление вершин витков уменьшает концентрацию напряжений и облегчает свинчивание деталей при загрязнении. Раз­ личают метрические резьбы с крупным и мелким шагом. Профили резьб с крупным и мелким шагом геометрически подобны. При рав­ ных наружных диаметрах мелкие резьбы от резьб с крупным шагом отличаются меньшей высотой теоретического профиля и меньшим шагом при //= 0,866 t (рис. 47). Отношение шага основной резьбы

к шагу мелкой резьбы при одинаковых наружных диаметрах назы­ вают коэффициентом измельчения.

Мелкие метрические резьбы применяют для полых тонкостенных деталей, когда нельзя нарезать резьбу с большой высотой профиля,

60

для обеспечения точных линейпых перемещений деталей, а также прп переменных нагрузках, так как они более надежны против самоотвинчивапия. Метрические резьбы регламентированы по ГОСТ 9150—59 для диаметров от 1 до 600 мм. К метрическим резьбам от­ носится также часовая резьба наружными диаметрами от 0,25 до

0,9 мм (ГОСТ 9000—59). Часовая резьба является крепежной резь­ бой с крупным шагом и углом профиля а = 50°.

Для метрических резьб установлено 3 класса точности. Класс точ­ ности определяется величиной полного допуска среднего диаметра резьбы. 1-й класс точности рекомендуют для деталей, работающих в условиях вибраций или динамических нагрузок, а также для обес­ печения центрирования соединяемых деталей при больших длинах свинчивания. 2-й класс точности применяют при малых диаметрах и малой длине свинчивания резьбы, когда предъявляются повышен­ ные требования к точности соединения. Для мелких резьб исполь­ зуют промежуточный (между- 1-м и 2-м) класс точности 2а. 3-й класс точности предназначен главным образом для соединений, не требую­ щих особой точности, в основном для крепежных деталей.

Метрические резьбы с крупным шагом на чертежах обозначают буквой М и наружным диаметром, например М8 кл.2, а для мелких резьб дополнительно указывают шаг, например М8Х0,75 кл.2а.

Дюймовая резьба (ОСТ НКТП 1260) нормализована для диамет­

ров от 3/16" до 4". В дюймовой резьбе вместо шага задается число ниток на один дюйм. Для нее установлено два класса точности: кл.2 и 3. Дюймовую резьбу рекомендуют только при замене деталей механизмов, импортированных нз стран, в которых принята дюймо­ вая система мер. Во вновь проектируемых изделиях дюймовую резь­

бу не применяют.

Дюймовые резьбы разделяются на цилиндрические (угол профи­

ля а = 55°) и конические (а = 60°).

Цилиндрические резьбы на чертежах обозначаются наружным диаметром, например 1/2" кл.2. Конические дюймовые резьбы

61

стандартизованы для диаметров от 1/16" до 2". Их выполняют с бис­ сектрисой угла профиля, перпендикулярной к оси конуса (рис. 48, а) и образующей конуса (рис. 48, б ). Коническая резьба с биссектрисой угла профиля, перпендикулярной к оси конуса (ГОСТ 6111—52), распространена больше, так как имеет профили, позволяющие свин­ чиваться с цилиндрическими резьбами. Конические резьбы обеспе­ чивают большую герметичность соединения благодаря плотному прилеганию профилей по вершинам.

Допуски на конические резьбы установлены одной степенью точ­ ности. В обозначениях указывают диаметр резьбы в так называемой основной плоскости, в которой резьба имеет наибольшее значение, например К 112".

К дюймовым резьбам относятся трубные резьбы, применяемые

для соединения трубопроводной арматуры. Трубные резьбы имеют угол профиля а = 55° и нормализованы для номинальных диаметров

от 1/8" до 6". Трубные резьбы также разделяются на цилиндриче­ ские (ГОСТ 6357—52) и конические (ГОСТ 6211—69).

Трубная цилиндрическая резьба представляет собой мелкую дюй­ мовую резьбу. Для обеспечения герметичности соединения в зазоры между впадинами винта и выступами гайки закладывают льняные нити, пряжу с суриком и т. п. Степень точности назначается по 2-му и 3-му классам. Трубная цилиндрическая резьба обозначается на чертежах так: Труб. 112" кл.З.

Трубную коническую резьбу изготавливают с конусностью 1:16. Она обеспечивает плотность соединения без дополнительных уплот­ нений. Допуски на трубную коническую резьбу установлены одной степенью точности. Обозначение ее: Кт^ 61/2".

Трапецеидальная резьба (ГОСТ 9484—60) имеет угол профиля а = 30°, Н= 1,866 t и стандартизована для диаметров от 10 до 640 мм

(рис. 49,а). Она не является крепежной резьбой и широко приме­ няется в винтовых передаточных механизмах, так как из-за меньше­ го угла профиля к. п. д. трапецеидальной резьбы выше к. п. д. тре­ угольной.

Для трапецеидальной резьбы установлены следующие классы точности: для гайки — 1-й, 2-й и 3-й классы, для винта — 1-й класс при скользящей посадке (кл. 1), 2-й класс при посадке движения (кл.2), 3-й класс при посадке движения (кл.З) и ходовой (кл.ЗХ).

В обозначениях трапецеидальных резьб указывают наружный диаметр и шаг, например Трап ЗбХб кл.2, а для многозаходных резьб перед шагом ставят число заходов, например Трап ЗбХ( ЗХб) кл.2.

Если свинченные детали имеют допуски по разным классам, то в обо­

Разновидностью трапецеидальной является резьба окулярная (рис. 49,6), рекомендуемая для оптических приборов. Эта резьба также стандартизована ГОСТ 5359—50 для диаметров от 10 до 80 мм. Высота теоретического профиля // = 0,866 t. Обычно применяют мно-

гозаходиую резьбу с числом заходов до 20. Мпогозаходпая окулярная

02

резьба обеспечивает большие перемещения деталей вдоль оси при небольших угловых переме­ щениях. В обозначениях оку­ лярной резьбы указывают на­ ружный диаметр, число заходов

резьба упорная с несимметрич­

в различных нажимных устрой­ ствах, в которых на винт дейст­ вует односторонняя осевая на­ грузка (прессы, домкраты и т. п.). Для повышения к. п. д. резьбы угол наклона рабочей стороны профиля выбран очень малым (3°), а нерабочей сторо­ ны — большим (30° и более). Упорная резьба стандартизова­ на по ГОСТ 10177—62 для диа­ метров от 10 до 600 мм. Для гайки с упорной резьбой уста­ новлен однп класс точности, а для винта — 1-й и 2-й классы.

как угол профиля прямоуголь­ ной резьбы равен нулю, то она обеспечивает наибольший к.п.д. Прямоугольную резьбу приме­ няют в основпом в винтовых передаточных механизмах. Цен­ трирование обычно производят по внутреннему диаметру, так как он может быть выполнен с достаточной точностью у вин­ та и гайки. По сравнению с тра­ пецеидальной изготовление пря­

моугольной резьбы сложнее и она менее прочна. Размеры прямо­ угольной резьбы рекомендуется выбирать по шкале диаметров и ша­

63

В конструкциях предпочтительнее сквозные резьбовые отвер­ стия, так как нарезание глухих отверстий связано с большими тех­ нологическими трудностями.

Рис. 51.

Длину наружной парёзной части и глубину резьбового отверстия рассчитывают. Оии зависят от материала деталей и диаметра резьбы. Для получения необходимой глубины нарезной части в тонколисто­ вых деталях можно согнуть конец листа вдвое (рис. 51, а) или произ­ вести вытяжку втулки под резьбу (рис. 51,6). Высоту вытяжки для листового материала из малоуглеродистой стали приближенно можно определить по формуле

Я = 0,Ы + 1.58S.

В некоторых случаях к тонколистовой детали присоединяют втул­ ку с помощью сварки или пайки (рис. 51, в) , заклепок (рис. 51, г) или развальцовки (см. рис. 18, г).

При непосредственном свинчивании деталей затяг соединения может быть осуществлен от руки или с помощью инструмента. От руки затягивают неответственные соединения, например гладкий пластмассовый шарик на ручке управления (рис. 52, а). Для более

надежного закрепления цилиндрических деталей в резьбовом отвер­ стии в них предусматривают поперечное отверстие, в которое при затяге вставляют стержень (вороток), или предусматривают фрезе­ ровку двух параллельных плоскостей (лысок) под размер гаечного ключа. Ушко (рис. 52, б) может быть затянуто с помощью воротка,

йропущенного сквозь отверстие, или с помощью гаечного ключа при использовании двух параллельных лысок. Часто резьбовые детали изготавливают из квадратных или шестигранных прутков. Примером таких деталей может служить конструкция концевого штуцера для присоединения резиновых трубок (рис. 52, в). Оставшаяся шести­ гранная часть после изготовления основных элементов штуцера используется для затяга гаечным ключом. В конструкции колпачко­ вой масленки (рис. 52, г) также предусматривается шестигранная

часть под гаечный ключ, а для завинчивапия ее крышки от руки достаточно накатки на наружной поверхности.

С о е д и н е н и я в и п т о м . По своему назначению винты разде­ ляются на крепежные и установочные. Крепежные винты ввинчи­

вают в резьбовое отверстие одной из соединяемых деталей. В другой детали просверливают проходное отверстие. Диаметр проходного отверстия назначают по ГОСТ 885—64 в зависимости от точности сборки соединения. Крепежные винты общего назначения стандар­ тизованы и в основном отличаются конструктивной формой головок.

Наименьшей стоимостью и простотой в эксплуатации отличается винт с цилиндрической головкой иод отвертку (ГОСТ 1491—62) (рис. 53,а). Если позволяет толщина детали, цилиндрическая голов­ ка может быть утоплена (рпс. 53,6).

66

Винт с полукруглой головкой (ГОСТ 1489—62) используют тог­ да, когда нельзя утопить головку из-за малой толщины детали, а ост­ рые кромки не допускаются, например в случае крепления тонколи­ стовых обшивок (рис. 53, в). Следует иметь в виду, что шлицы виптов с полукруглой головкой легко повреждаются.

Винт с потайной головкой (ГОСТ 1490—62) применяют при необ­ ходимости утопленного крепления головки и для обеспечения точной фиксации соединимых деталей (рис. 53, г). Фиксация деталей дости­ гается сопряжением конических поверхностей отверстия и головки винта. Точность сборки определяется погрешностью при зенковке отверстия.

Винт с полупотайной головкой (ГОСТ 1475—62) отличается от предыдущего более приятным внешним видом. Его устанавливают на наружных поверхностях приборов (рис. 53,6).

Винт с цилиндрической головкой и внутренним шестигранным отверстием под ключ (ГОСТ 11738—66) применяют часто в тех слу­ чаях, когда необходимо завинчивание с большим затягом при утоп­ ленной головке (рис. 53,е).

При частом отвинчивании, фиксации или регулировании положе­ ния деталей от руки используют винт с накатной головкой (рис. 53, ж) и винт с барашком (рис. 53, з). Размеры этих видов винтов не регламентированы стандартами, но в справочной литературе имеются рекомендации по выбору размеров головок в зависимости от диамет­ ра резьбы.

Установочные винты применяются для предохранения деталей

от относительного смещения. Они передают усилия между соединяе­ мыми деталями не головкой, как крепежные винты, а концом винта. Поэтому установочные винты обычно изготавливают без головки,

67

а для завинчивания в стержне винта делают шлиц под отвертку. Установочные винты без головки отличаются конструктивным оформлением конца винта.

Установочный винт с плоским концом (ГОСТ 1477—64) исполь­ зуют для установки и стопорения деталей при малых усилиях (рис. 54,а). Лучшую фиксацию деталей обеспечивает винт с коническим концом (ГОСТ 1476—64). Для центрирования конца винта на фик­ сируемой детали высверливают конические отверстия (рис. 54,6).

Рис. 54.

Винт с цилиндрическим концом (ГОСТ 1478—64) при установке заходит в кольцевую выточку фиксируемой детали (рис. 54, в) и мо­ жет передавать значительные усилия. Установочные винты с цилин­ дрическим концом изготавливают с квадратпой головкой (ГОСТ 1482—64), которая позволяет обеспечить надежный затяг ключом.'

Для стопорения деталей, имеющих ша­ ровые поверхности (рис. 54, г), реко­ мендуют винты с засверленным концом

(ГОСТ 1479 -64).

Невыпадающие винты применяют

в приборостроении в узлах, подлежа­ щих частой разборке и сборке, напри­ мер для крепления крышек приборов

(рис. 55).

Конструктивно невыпадающие вин­ ты отличаются от винтов общего назна­ чения тем, что гладкая цилиндрическая часть стержня этих винтов выполняется малого диаметра, равного приблизитель­ но 0,7 d. Это позволяет гладкой части

стержня с достаточным зазором проходить резьбовое отверстие крыш­ ки, которое должно соответствовать резьбе винта.

До сборки крышки с корпусом винт предварительно завинчивают в крышку так, чтобы резьбовая часть полностью прошла резьбовое отверстие крышки глубиной а и была расположена внутри зенкован­ ного отверстия. Глубина зенковки Ъ должпа быть больше длины резьбовой части 1о, поэтому невыпадающие винты выполняют с про­

точкой большой длины.

68

Резьбовое отверстие в крышке предохраняет винт от потери, так как при снятии крышки перемещение винта в отверстии ограничи­ вается с одной стороны головкой, а с другой — резьбовой частью стержня. При закреплении крышки резьбовую часть винта завинчи­ вают в отверстие корпуса прибора.

Основные размеры некоторых невыпадающих винтов регламенти­ рованы стандартами (приложение 25). Конструктивно невыпадаю­ щие винты отличаются формой головки. Стандарт предусматривает невыпадающие винты с цилиндрической (ГОСТ 10336—63), полу­ круглой (ГОСТ 10341—63), шестигранной (ГОСТ 10338—63) голов­ ками, с цилиндрической головкой и шестигранным углублением (ГОСТ 10342—63), с лыской под специальный ключ (ГОСТ 10343—63); применяют также невыпадающие винты с потайной, полупотайной и накатанной цилиндрической головками.

С о е д и н е н и я г а й к о й . Гайки используют в тех случаях, ког­ да в соединяемых деталях нельзя нарезать внутреннюю резьбу из-за недостаточной толщины материала, и если в процессе сборки недо­ пустимо вращение детали с наружной резьбой.

По конструкции гайки разделяются на шестигранные, квадрат­ ные, круглые и гайки-барашки.

Рис. 56.

Основным типом стандартных крепежных гаек являются гайки шестигранные, применяемые для большинства видов разъемных со­

единений с шайбой или без нее (рис. 56,а). Шестигранные гайки нормальной высоты (0,8 d) с одной пли двумя фасками регламента-,

рованы стандартами нормальной (ГОСТ 5915—70) и повышенной (ГОСТ 5927—70) точности. Кроме того, стандарты предусматривают шестигранные гайки низкие нормальной (ГОСТ 5916—70) и повы­ шенной (ГОСТ 5929—70) точности. Гайки уменьшенной высоты рекомендуют при небольших нагрузках, когда нельзя применить

69