Методические указания / різьбові зєднання

Укладачі: Врублевський О.М. Перевозник І.А. Біріна А.Д.

Кафедра інженерної та комп’ютерної графіки

Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічного завдання “Різьбові з’єднання” складені для студентів всіх спеціальностей автомобільного, механічного, дорожньо-будівельного факультетів, а також факультету транспортних систем, які виконують завдання з машинобудівного креслення. Вказівки містять: відомості про класифікацію, основні параметри різьб та елементів різьбових з’єднань, їх умовні позначення; зміст та порядок виконання завдання; приклади виконання аркушів; варіанти завдань; необхідну довідкову інформацію.

В методичних вказівках наведено порядок та приклади виконання наступних розділів завдання:

1.“Види різьб” (креслення валу з різними видами різьб, розрахунок та виконання конструктивного елементу – проточки для виходу різьбонарізного інструменту); 2.“Різьбові з’єднання” (виконання креслення болтового, шпилькового

та гвинтового з’єднань та умовні позначення стандартних елементів),

яке складається з двох аркушів, що містять в собі основні положення теми. Варіанти вихідних даних для виконання завдань наведено в табл. 2 – 4,

а приклади виконання завдань – у додатках 1 та 2.

Мета завдання – засвоєння матеріалу за темою “Різьбові з’єднання та їх елементи”, отримання навичок креслення різьб та роботи з довідковою літературою і ГОСТами.

В процесі виконання завдань студенти знайомляться з основними видами різьб, стандартних кріпильних деталей (болтами, шпильками, гвинтами, гайками, шайбами) та їх застосуванням у з’єднаннях деталей на прикладах гвинтового, болтового та шпилькового з’єднань. Виконання завдання вимагає від студентів навичок у користуванні довідковою літературою, рекомендований перелік якої надано в методичних вказівках.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО РІЗЬБИ Кожний механізм являє собою складальну одиницю, частини якої

з’єднані за допомогою різноманітних складальних операцій, а саме: згвинчування, зваренням, паянням тощо. З’єднання деталей за умов складання можна поділити на рознімні та нерознімні. Рознімні припускають багаторазове складання та розбирання деталей з’єднання без їх порушення. До таких з’єднань відносяться різьбові, шпонкові, зубчасті (шліцьові), штифтові. До нерознімних з’єднань відносять зварені, клепані, клеєні та інш.

У сучасній техніці найбільше поширення серед рознімних з’єднань отримали різьбові з’єднання, тому виконання розрахунково-графічного завдання “Різьбові з’єднання” є одним з базових елементів у процесі вивчення дисципліни “Інженерна графіка”.

На практиці різьбові з'єднання здійснюються безпосередньо згвинчуванням двох або більше деталей, причому одна з них має зовнішню різьбу, а друга – внутрішню. А найбільше використання при здійсненні різьбових

з’єднань мають допоміжні з’єднувальні деталі - болти, шпильки, гайки, шайби та інш., які за формою та розмірами регламентовано стандартами. Ці дета-

лі звуться кріпильними.

Основні поняття про різьби.

Основним елементом всіх різьбових з’єднань є різьба.

Підставою для утворення різьби є гвинтова лінія. Гвинтовою лінією називається просторова крива, що описується на поверхні циліндра або конуса, що обертаються, точкою (наприклад гріфелем олівця, рис. 1) яка рівномірно- поступально переміщується вздовж їх твірних в той час, як

самі твірні рівномірно

обертаються навколо осі

поверхні. Якщо по гвинтовій

лінії на стержні прорізати

канавку, то утвориться

гвинтова поверхня, профіль

якої буде залежати від профілю

різальногоінструмента..

Рис. 1 Згідно ГОСТ 11708-82 різьбою називають один або кілька рівномірних

виступів сталого перерізу, утворених на боковій поверхні прямого кругового циліндра або прямого кругового конуса.

Основні елементи згідно ГОСТ 11708-82 мають наступні визначення. Права різьба - утворена контуром, який обертається за годинниковою

стрілкою та переміщується вздовж осі у напрямку від спостерігача.

Ліва різьба – утворена контуром, який обертається проти годинникової стрілки та переміщується вздовж осі у напрямку від спостерігача.

Профіль різьби – контур різьби у площині що проходить через її вісь. Кут профілю – кут між бічними сторонами профілю.

Крок різьби Р – відстань між сусідніми однойменними бічними сторонами профілю у напрямку, що паралельний осі різьби.

Хід різьби t – відстань між найближчими однойменними бічними сторонами профілю, що належать одній і тій ж самій гвинтовій поверхні, у напрямку, що є паралельним до осі різьби. Якщо по поверхні рухаються два, три, або більше однакових профілей, то утворюється багатозахідна різьба (дво-, три- і т. д.). Хід такої різьби t =n P, де n – число заходів.

Зовнішній діаметр різьби (d – для болта, D – для гайки) – діаметр уяв-

ного циліндра, що описаним навколо вершин зовнішньої різьби або западин внутрішньої різьби.

Внутрішній діаметр різьби (d1 – для болта, D1 – для гайки) – діаметр уявного циліндра, що є вписаним у западини зовнішньої різьби або вершини внутрішньої різьби.

Середній діаметр різьби (d2 – для болта, D2 – для гайки) – діаметр уяв-

ного соосного з різьбою циліндра, який перетинає витки різьби таким чином, що ширина виступа різьби та ширина западини (канавки) виявляються рівними.

Класифікацію різьб наведено на рис. 2.

Класифікаціярізьб

Рис. 2

Слід відзначити, що до кріпильних відносять метричні, трубні, конічні та дюймові різьби, до ходових – трапецеїдальні, упорні, круглі, прямокутні.

Всі різьби розділяють на дві групи:

стандартизовані – різьби з установленими стандартами параметрами: профілем, кроком та діаметром;

нестандартизовані або спеціальні (різьби, параметри яких не відповідають стандартизованим).

Форми та типи різьб Метрична різьба (див. рис. 3). Основним типом кріпильної різьби в

Україні є метрична різьба з кутом трикутного профілю 60°. Розміри її елементів задаються в міліметрах.

Згідно ГОСТ 8724-81 метрична різьба для діаметрів d від 1 до 600 мм розділяється на два типи: з крупним кроком (для діаметрів від 1 до 68 мм) та з дрібним кроком (для діаметрів від 1 до 600 мм). Різьба з крупним кроком використовується в з’єднаннях, що зазнають ударні навантаження. Різьба з дрібним кроком – у з’єднаннях деталей з тонкими стінками і для отримання герметичного з’єднання. Крім того, дрібна різьба широко використовується в регулювальних та встановлювальних гвинтах та гайках.

Метричну різьбу з великим кроком позначають літерою М та числом, що дорівнює зовнішньому діаметру. Наприклад М24.

Метричну різьбу з дрібним кроком позначають літерою М та числами, що дорівнюють зовнішньому діаметру та кроку. Наприклад, М24 2. Для лівої різьби після позначення ставлять літери LH. Напри-

клад, М24LH, М24 2LH.

Дюймова різьба має трикутний профіль з кутом при вершині 55°. Номінальний діаметр d різьби позначається в дюймах. Ця різьба є основною кріпильною в машинобудуванні США, Японії, Великобританії, Австралії.

Трубна циліндрична різьба (рис. 3) виконується згідно ГОСТ6357-81. ЇЇ профіль – рівнобедрений трикутник з кутом при вершині 55°, що має заокруглення. Застосовується для з’єднання арматури, труб, тонкостінних деталей.

Позначають трубну циліндричну умовно літерою G та числом, що характеризує не зовнішній діаметр різьби, а умовний прохід у дюймах, що наближено дорівнює внутрішньому діаметру труби, зовні якої нарізано трубну різьбу. Наприклад, G -A, де А – клас точності різьби. Якщо довжина

різьби перевищує ту, що регламентує стандарт, то в позначення включають число, що показує, чому дорівнює довжина загвинчування. Наприклад, G1LH-A-40, що позначає трубну циліндричну різьбу з умовним проходом 1 дюйм, ліву, класу А, довжиною загвинчування 40 мм.

Різьба трапецеїдальна. Згідно ГОСТ 9484-81 профілем трапецеїдальної різьби є рівнобічна трапеція з кутом 30° (див. рис. 3). Трапецеїдальна різьба є ходовою і застосовується для перетворення обертального руху в поступальний в ходових гвинтах верстатів, супортів тощо. Позначення містить: позначення трапецеїдальної різьби Tr, номінальний діаметр, крок, поле допуску.

Наприклад, Tr40 6 або для тризахідної лівої різьби Tr40 9(р3)LH, де 40 – номінальний діаметр, мм; 9 – хід, мм; 3 – крок, мм.

Різьба упорна (ГОСТ 10177-82) (рис. 3). Профіль різьби – нерівнобічна трапеція з кутом нахилу робочої сторони 3° і неробочої - 30°. Упорна різьба має високу міцність та високий ККД. Вона використовується у вантажних гвинтах для передачі великих зусиль, які діють в одному напрямку (в потужних домкратах, пресах тощо). Умовне позначення упорної різьби – S. При-

клад: S80 9(р3), де 80 – номінальний діаметр, мм; 9 – хід, мм; 3 –

крок, мм (у триходової різьби).

Прямокутна та квадратна різьби мають високий ККД і дають вели-

кий виграш в силі. Тому вони використовуються для передачі осьових зусиль у вантажних гвинтах та руху в ходових гвинтах. Прямокутні та квадратні різьби нестандартизовані, тому що мають наступні недоліки: в з’єднанні типу болт-гайка важко ліквідувати осьове биття; їх важче виготовити, ніж трапецеїдальну; вони мають міцність нижче, ніж трапецеїдальна різьба.

Для з’єднань, що вимагають підвищеної герметичності або працюють під великим тиском, застосовують конічну різьбу.

Стандартизовано два види конічної трикутної різьби.

Різьба конічна дюймова (кутпрофілю60°, конусність1:16 заГОСТ6111-52) застосовують у з’єднаннях топливних, масляних, водяних та повітряних трубопроводів, що працюють при високому тиску.

Приклад позначення: К ГОСТ 6111-52. Записують на полочці-

виносці.

Різьба метрична конічна за ГОСТ 25229-82 застосовується для з’єднання трубопроводів з підвищеним тиском. Вона має в основній площині спільні розміри з метричною різьбою. Це дає змогу утворювати з’єднання деталей з зовнішньою конічною та внутрішньою циліндричною різьбою.

Рис. 3 Типи різьб

Приклад позначення: М К20 1,5; М К20 1,5LH.

В таблиці 1 наведено інформацію про позначення різьб на кресленнях.

Розміри для довідок. Позначення одній і тієї ж різьби робиться один раз на будь-якому її зображенні.