34

4. СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ КРЕПЕЖНЫМИ ИЗДЕЛИЯМИ

Номенклатура применяемых крепежных изделий велика и имеет тенденцию к росту. Разнообразие крепежных изделий по конструктивным, технологическим, функциональным и другим признакам затрудняет исчерпывающую классификацию и описание их. Это обусловлено тем, что создание новых прогрессивных изделий, как правило, более дорогостоящих, не исключает возможности использования в простых малонагруженных узлах традиционных дешевых стандартных крепежных изделий (болтов, винтов, гаек, заклепок, шпилек, шайб), гарантирующих требуемые потребительские качества машин.

Ниже приведены характеристики, описание и параметры некоторых наиболее распространенных стандартных крепежных деталей.

Примечание. В настоящее время многие типы болтов и других подобных крепежных деталей являются стандартными. Стандартными называются те изделия, которые изготавливаются с размерами и техническими характеристиками, установленными определенными нормативным документом, в частности ГОСТом. Это значит, что любое стандартное изделие одного вида должно иметь одни и те же размеры, форму, массу, покрытие, прочность и др. технические характеристики, независимо, где и на каком предприятии оно изготовлено. К таким изделиям относят универсальные и широко применяемые в различных отраслях промышленности изделия: болты, винты, шайбы, шпильки, подшипники, шпонки, муфты, уплотнительные и стопорные кольца, различные переходники и пр. Стандартными могут быть не только детали, но и сборочные единицы, которыми являются, например, подшипники, которые в свою очередь относятся к высокоточным и технологически сложным изделиям.

При разработке конструкторской документации не разрабатывают чертежи на стандартные изделия. В спецификации сборочной единицы такого рода изделия перечисляют в специальном разделе, который так и называется «Стандартные изделия». Запись о стандартном изделии включает в себя не только его условное обозначение, но и номер стандарта, требованиям которого оно должно соответствовать.

Структура условных обозначений крепежных деталей с резьбой, указываемых в учебных чертежах:

1 — наименование изделия (болт, винт, и т. д.); 2 — исполнение (исполнение I не указывают);

3 — обозначение резьбы метрической и ее диаметра;

4 — шаг резьбы (для мелкой метрической); 5 — длину болта, винта, шпильки в мм;

35

6 — номер стандарта на конструкцию резьбового крепежного изделия, его размеры и технические характеристики.

Если по какому либо параметру стандартное изделие отличается от тех данных, которые изложены в соответствующем нормативном документе (стандарте), оно автоматически переходит в раздел нестандартных и на него в этом случае разрабатываются чертежи и иные документы, полностью определяющие все технические характеристики этого изделия.

Болт (рис. 20) представляет собой цилиндрический стержень с головкой на одном конце и резьбой на другом конце. Болты используются (вместе с гайками, шайбами) для скрепления двух или нескольких деталей. Существуют различные типы болтов, отличающиеся друг от друга по форме и размерам головки и стержня, по шагу резьбы, по точности изготовления и по исполнению. Наибольшее распространение получили болты с шестигранной головкой. На рис. 20 представлены три исполнения болта. Исполнение 1 - болт без отверстий в стержне и головке, болт исполнения 2 имеет круглое отверстие на конце стержня для штифта. У болта исполнения 3 выполнены отверстия в головке. После установки болта в изделие, в эти отверстия продевается проволока, закрепляется на изделии или соседней детали и тем самым предохраняет болт от отвинчивания.

Примеры условных обозначений болтов, указываемых на учебных чертежах:

Болт Ml2 х 60 ГОСТ 7798—70 — с шестигранной головкой, первого исполнения, с резьбой М12, шаг резьбы крупный, длина болта l – 60 мм.

Болт 2М12 х 1,25 х 60 ГОСТ 7798—70 — с мелкой метрической резьбой М12х1,25, второго исполнения, длина болта l – 60 мм.

Рис. 20

Высота H головки в длину болта не включается.

Гайка — крепежная деталь с резьбовым отверстием в центре (рис. 21). Применяется для навинчивания на болт или шпильку до упора в одну из соединяемых деталей. В зависимости от названия и условий работы гайки выполняют шестигранными, круглыми, барашковыми, фасонными и т. д.

36

Наибольшее применение имеют гайки шестигранные. Их изготовляют трех исполнений: исполнение l — с двумя коническими фасками; исполнение 2 — с одной конической фаской; исполнение 3 — без фасок, но с коническим выступом с одного торца.

Форму гайки на чертеже вполне передают два ее вида: на плоскости проекций, параллельной оси гайки, совмещают половину вида с половиной фронтального разреза, и на плоскости, перпендикулярной оси гайки, со стороны фаски. На чертеже указывают размер резьбы, размер S под ключ и дают обозначение гайки по стандарту.

Примеры условного обозначения гаек, указываемых в учебных чертежах:

Гайка M12 ГОСТ 5915—70 — первого исполнения, с диаметром резьбы 12 мм, шаг резьбы крупный;

Гайка 2М12 х 1,25 ГОСТ 5915—70 — второго исполнения, с мелкой метрической резьбой диаметром 12 мм и шагом 1,25 мм.

Рис. 21

Шайба представляет собой точеное или штампованное кольцо, которое подкладывают под гайку, головку винта или болта в резьбовых соединениях. Плоскость шайбы увеличивает опорную поверхность и предохраняет деталь от задиров при завинчивании гайки ключом. С целью предохранения резьбового соединения от самопроизвольного развинчивания в условиях вибрации и знакопеременной нагрузки, применяют шайбы пружинные и стопорные, имеющие выступы-лапки.

Круглые шайбы по ГОСТ 11371 имеют два исполнения: исполнение 1

— без фаски, исполнение 2 — с фаской. Форму круглой шайбы вполне передает одно изображение на плоскости, параллельной оси шайбы (рис. 22).

37

Внутренний диаметр шайбы обычно на 0,5...2,0 мм больше диаметра стержня болта, на который шайба надевается. В условное обозначение шайбы включается и диаметр резьбы стержня, хотя сама шайба резьбы не имеет.

Рис. 22

Пример условного обозначения шайбы, указываемого в учебном чертеже исполнения 1 для крепежной детали с диаметром резьбы 12 мм:

Шайба 12 ГОСТ 11371—78.

В приложении В приведены термины и определения, относящиеся к крепежным изделиям.

Изображения резьбовых соединений на чертежах выполняются в соответствии с требованиями стандартов. Резьбовые соединения крепежными деталями являются неподвижными резьбовыми соединениями. Различают конструктивное, упрощенное и условное изображения крепежных деталей и их соединений. При конструктивном изображении размеры деталей и их элементов точно соответствуют стандартам. При упрощенном изображении размеры крепежных деталей определяют по условным соотношениям в зависимости от диаметра резьбы и упрощенно вычерчивают фаски, шлицы, резьбу в глухих отверстиях и т. д.

Условно изображают крепёжные детали, у которых на чертеже диаметры стержней равны 2 мм и менее или предмет, изображенный на сборочном чертеже, имеет ряд однотипных соединений. Условные изображения крепежных изделий устанавливает ГОСТ 2.315.

Болтовое соединение состоит из болта, гайки, шайбы и соединяемых деталей. В соединяемых деталях просверливают сквозные отверстия диаметром d0 = (1,05...1,10)d, где d — диаметр резьбы болта. В отверстие вставляют болт, надевают на него шайбу и навинчивают до упора гайку.

На рис. 23 показано болтовое соединение и приведена последовательность его вычерчивания.

38

На чертеже болтового соединения выполняют не менее двух изображений — на плоскости проекций, параллельной оси болта, и на плоскости проекций, перпендикулярной его оси (со стороны гайки). При изображении болтового соединения в разрезе болт, гайку и шайбу показывают неразрезанными.

Рис. 23

Головку болта и гайку на главном виде изображают тремя гранями. Смежные детали штрихуют с наклоном в разные стороны.

На учебном чертеже болтового соединения в общем случае указывают три размера: диаметр резьбы, длину болта и диаметр отверстия под болт. Условные обозначения болта, гайки и шайбы записываются в спецификации сборочного чертежа. Для построения болтового соединения на учебных чертежах можно использовать так называемые относительные размеры.

39

Длину болта определяют по формуле (рис. 23):

l = Н1+ Н2 + SШ + Н + К,

где H1 и H2 — толщина соединяемых деталей; SШ — толщина шайбы; H — высота гайки; К — длина выступающего над гайкой стержня болта.

При выполнении сборочных чертежей условно принимают SШ = 0,15d, H = 0,8d; K = 0,35d, где d — диметр резьбы. Расчетную длину болта округляют до ближайшей стандартной длины болта.

Пример расчета относительных размеров элементов деталей для болтового соединения с резьбой М20 (диаметр стержня болта d = 20 мм):

— диаметр окружности, описанной вокруг шестиугольной головки болта и гайки,

D = 2d = (2 х 20 = 40 мм);

—высота головки болта,

Н= 0,7d = (0,7 х 20 = 14 мм);

—для нарезной части резьбы на стержне болта,

10 = 2d + 6 = (2 х 20 + 6 = 46 мм);

— высота гайки,

Н= 0,8d = (0,8 х 20 = 16 мм);

—диаметр отверстия под болт,

dO = 1,1d = (1,1 х20 = 22 мм);

— диаметр шайбы,

Dш = 2,2d = (2,2 х 20 = 44 мм);

— высота шайбы,

Sш = 0,15d = (0,15 х 20 = 3 мм).

41

из соединяемых деталей имеет значительную толщину и экономически нецелесообразно сверлить глубокое отверстие и ставить болт большой длины. Кроме того, при больших нагрузках болты могут разрушаться в местах перехода стержня к головке.

Одна из скрепляемых деталей шпилечного соединения имеет отверстие с резьбой — гнездо, в которое ввинчивается резьбовой конец шпильки l1, а другая скрепляемая деталь имеет отверстие для прохода шпильки с диаметром d1 = (1,05...1,1) d, где d — диаметр резьбы шпильки. Шпильки имеют разную длину ввинчиваемого конца l1, которая в зависимости от вязкости металла детали, в которую ввинчивается резьбовой конец шпильки, колеблется от 1d до 2,5d.

Отверстие под шпильку сначала высверливают, затем делают фаску, после чего нарезают резьбу на стенках отверстия. Глубина сверления отверстия под резьбу зависит от длины ввинчиваемого конца шпильки, запаса резьбы полного профиля, равного двум-трем шагам резьбы и недореза, зависящего от шага резьбы и равного примерно трем-четырем шагам резьбы. На учебных чертежах отверстие под резьбу вычерчивают длиной примерно на 0,5d больше длины l1, резьбу в отверстии выполняют на 0,25 больше

длины l1.

Длина L шпильки принимается до ее посадочного конца и определяется аналогично длине болта (рис. 25):

L = Н3 + Sш + Н + К,

где Н3 — толщина присоединяемой детали, Sш– толщина шайбы, Н -

высота гайки, К — выход шпильки. Sш = 0,15 dшп; Н = 0,8 dшп; а = 0,3 dшп, где dшп — диаметр резьбы на шпильке.

После вычисления длина шпильки L округляется до ближайшего значения по стандарту из ряда. Длину l0 стяжного конца шпильки принимают равной 2dшп + 6, и округляют до ближайшего значения по стандарту.

Чертеж шпилечного соединения выполняют в следующей последовательности:

изображают деталь с резьбовым отверстием;

изображают шпильку;

вычерчивают изображение второй соединяемой детали;

изображают шайбу;

изображают гайку

Упрощенные и условные изображения крепежных деталей на сборочных чертежах и чертежах общих видов выбирают в зависимости от назначения и масштаба чертежа ГОСТ 2.315. Крепежные детали, у которых на чертеже диаметры стержней равны 2 мм и менее, изображают условно.

42

Если предмет, изображенный на сборочном чертеже, имеет ряд однотипных соединений, то крепежные детали показывают в одном месте упрощенно, а в остальных — центровыми или осевыми линиями. Шлицы на головках крепежных деталей следует изображать одной сплошной линией: на одном виде - по оси крепежной детали (вид сбоку), на другом — под углом 45° к рамке чертежа.

Рис. 25

При выполнении чертежей болтового, винтового, шпилечного соединений используются следующие упрощения:

—не изображают фаски на шестигранных и квадратных головках болтов, винтов и гаек, а также на его стержне

—допускается не показывать зазор между стержнем болта, винта, шпильки и отверстием в соединяемых деталях;