Методические указания / різьбові зєднання

Рис. 5 Зображення внутрішньої різьби та її конструктивних елементів.

Вихід різьб, збіги, недорізи, проточки і фаски.

Збігом називають ділянку різьби, на якій відбувається зменьшення профілю до його зникнення. Для того, щоб отримати різьбу повного профілю необхідно спочатку виконати на кінці різьби проточку (кільцеву канавку) для виходу різальної частини інструмента, яким нарізається різьба. Діаметр проточки для зовнішньої різьби повинен бути менше діаметру западин різьби, а для внутрішньої проточки – більше зовнішнього діаметру різьби. Розміри збігов та проточок залежать від параметрів різьби, а саме від кроку Р та діаметру d, ці дані наведено у ГОСТ 10549-80 [3]. У додатку 4 методичних вказівок приведено витяг з цього ГОСТу.

Ще одним обов’язковим елементом різьби є фаска. Її виконують на кінці різьби з технологічних міркувань, а також для забезпечення з’єднання пари деталей типу гайка-болт. Виконання фасок також регламентується ГОСТ 1054980. Приклади креслення та послідовність виконання збігів, проточок та фасок на деталях з різьбою наведено на рис. 4, 5.

ЗМІСТ ЗАВДАННЯ Для виконання першої частини завдання за варіантом з таблиці 2 вибира-

ємо види різьб, їх діаметри, крок, число заходів та довжину l для внутрішньої метричної різьби. Для заданих в варіанті метричних різьб визначаємо її виконання – з крупним або дрібним кроком. Для упорної та трапецеїдальної різьби визначаємо хід.

Розташування різьб на валу та загальні розміри наведено на рисунку до таблиці 2.

В послідовності що зображена рис. 4, та згідно стандартів та рекомендацій щодо креслення різьб, виконуємо побудову вала на форматі А4. Приклад виконання завдання “Види різьб” наведено у додатку 1. При виконанні креслення валу необхідно обов’язково зробити виносний елемент – проточка. (Приклад її виконання наведено на рис. 4.)

Перед виконанням другої частини завдання ознайомимось з деякими відомостями про різьбові з’єднання і їх елементи та правилами їх зображення.

Стандартні кріпильні деталі з різьбою.

До стандартних кріпильних деталей з різьбою відносять болти, гвинти, шпильки, гайки. Сюди ж слід віднести шайби та шплінти, які не мають такого елементу, як різьба, але їх використовують саме у різьбових з’єднаннях. Ці вироби поділяють на деталі загального призначення та спеціальні. При виконанні завдання треба виконати креслення, яке складається з кріпильних деталей загального призначення, тому нижче розглядатимемо тільки такі деталі.

Болти (рис. 6) складаються з стержня та головки. Стержень має форму

Головки болтів мають форму шестигранника, квадрата, прямокутника і т. інш. Найбільш широко застосовують болти з шестигранною головкою підвищеної, нормальної та грубої точності з нормальною чи зменшеною головкою, з вели-

ким або дрібним кроком різьби. Болти випускають з шестигранною головкою номінальним діаметром різьби 6 … 48 мм, завдовжки 8 … 300 мм у кількох виконаннях (див. ГОСТ 7798-70).

Приклад позначення:

Áîëò Ì16 2-6g 80.109.40Õ.01.6 ÃÎÑÒ 7798-70

де:16 – номінальний діаметр d; 2- крок; 6g – поле допуску; 80 – довжина l болта; 109 – клас міцності 10.9; 40Õ – марка сталі, з якої виготовлено болт; 01 – вид покриття (цинкове, хромоване); 6 – товщина покриття, мкм.

Шпилька являє собою циліндричний стержень (рис. 7) з різьбою на обидвах кінцях. Ту частину шпильки, яка загвинчується в деталь (зазвичай це корпус) називають посадочним кінцем, а частина, на яку нагвинчується гайка, - стяжним або гаєчним кінцем. На рис. 7 подано шпильку, яка має довжину посадочного кінця b1, довжину шпильки l, довжину стяжного кінця b та номінальний діаметр різьби d. Основними параметрами шпильки є – l та d.

Приклад позначення:

Шпилька М16 1,5-6g 100.109.40Х.01.5 ГОСТ 22040-76

де:16 – номінальний діаметр d; 1,5 - крок; 6g – поле допуску; 100 – довжина l шпильки; 109 – клас міцності 10.9; 40Õ – марка сталі, з якої виготовлена шпилька; 01 – вид покриття (цинкове, хромоване); 5 – товщина покриття, мкм; ÃÎÑÒ 22040-76 - ГОСТ на шпильку, вибір якого пов’язаний з параметром b1 (в даному випадку b1 = 2,5 d).

1,25 – 1,5 мм. Довжину посадочного кінця b1 шпильки роблять рівною:

-для корпусів зі сталі, високоміцних чавунів та титанових сплавів 1 d;

-для бронз та сірих чавунів 1,5 – 2,0 d;

-для сплавів з алюмінію та магнію 2,0 – 2,5 d.

Більш докладно про особливості використання шпилек для з’єднання деталей можна ознайомитись у [3, 4].

Гайки виготовляються наступних типів: шестигранні, квадратні, прорізні, корончасті, круглі та інш.

Звичайні шестигранні гайки є найбільш поширеними у машинобудуванні. Їх використовують для з’єднання деталей та механізмів які не зазнають вібрації та струсів. В автобудуванні, де з’єднання зазнають змінне навантаження або вібрацію, використовують корончасті гайки зі шплінтами, які запобігають їх самовигвинчуванню.

Зазначимо, що гіперболи, які утворюються перетином конічних фасок з гранями болта або гайки , замінюють при їх кресленні дугами кіл радіуси яких наведено на рис. 9.

гайка, шпилька - гайка) або гвинтом ; для рівномірної передачі зусилля на деталі, що з’єднуються; для запобігання самовигвинчування гайок.

Розрізняють шайби:

• круглі (рис. 10) двох виконань згідно ГОСТ 11371-78 Приклад позначення:

Шайба 2.16.01.08кп016 ГОСТ 11371-78

де 2 – виконання; 16 – діаметр d кріпильної деталі (болта, шпильки); 01 - група матеріалу; 08êï – марка сталі, з якої виготовлено шайбу; 01 – вид покриття (цинкове, хромоване); 6 – товщина покриття, мкм.

•пружинні - виготовляють згідно ГОСТ 6402-70 чотирьох типів: нормальні (Н); важкі (Т); особливо важкі (ОТ); легкі (Л).

Приклад позначення:

Шайба 16Т65Г ГОСТ 6402-70

де 16 – діаметр d кріпильної деталі (болта, шпильки); Ò - тип шайби; 65Ã – марка сталі, з якої виготовлено шайбу.

Слід відзначити, що діаметр d1 отвору шайби завжди більший від діаметра d різьби кріпильної

циліндричну (рис. 11), напівпотайну та потайну головки. Крім того, є гвинти з головкою під гайковий ключ.

Приклад позначення:

Гвинт А.М8 1-6g 25.109.40Х.019 ГОСТ 1491-80

де À – клас точності; 8 – номінальний діаметр d різьби гвинта; 1 - крок; 6g – поле допуску; 25 – довжина l гвинта; 109 – клас міцності; 01 – покриття; 9 – товщина покриття, мкм.

Зображення різьбових з’єднань на кресленні

Зображення різьбових з’єднань у розрізі наведено на рис. 12. Зовнішній діаметр різьби стержня відповідає зовнішньому діаметру різьби в отворі, а внутрішній діаметр різьби стержня – діаметру отвору (рис. 12,а). На зображенні різьбового з’єднання перевагу віддають різьбі стержня, а різьбу отвору показують лише там, де вона не закрита зображенням стержня (рис. 12,б).

a) б)

Рис. 12 Зображення різьбового з’єднання.

Креслення з’єднання деталей болтом (рис. 13, а). Болтове з’єднання ви-

конують за допомогою болта, шайби та гайки. У деталях, що з’єднуються (в завданні це корпус та кришка), свердлять отвір для болта (див. додаток 3). Діаметр отвору приймаємо 1,1 d. В одержаний отвір вставляють болт, на нього надівають шайбу і нагвинчують гайку (див. рис. 13). Довжину болта розрахову-

ють за умов достатньої довжини нарізаної частини для нормального затягування та наявності вільного кінця болта над гайкою K.

При розрахунку болтового з’єднання за заданими в таблиці 3 параметрами слід користуватися наступними формулами:

- довжина болта

- внутрішній діаметр різьби

d1 = 0,85 d,

де: а, с – товщини деталей що з’єднуються (таблиця 2);

S – товщина шайби за стандартом (визначається згідно заданого у варіанті ГОСТа);

m – висота гайки за стандартом;

К- довжина вільного кінця болта

К= z + 0,15 d;

де: d – номінальний діаметр різьби; z – висота фаски.

Розрахункову довжину l болта округляють до ближчого більшого за відповідним стандартом [3]. Як вже зазначалось вище (див. стор. 14), на кресленні головки болта та гайки зображують спрощено, дуги гіпербол (фасок на їхніх гранях) замінюють дугами кіл (рис. 13, а). Болт, гайку та шайбу на кресленні зображують нерозсіченими.

Приклад. Задані товщини деталей що з’єднуються а = 13 мм та с = 15 мм;

болт діаметром d = 10 мм ГОСТ7798-70; гайка ГОСТ 5915-70; шайба ГОСТ6402-70, 2-е виконання.

Необхідно визначити довжину болта l.

Виписуємо з відповідних ГОСТів величини, які відповідають основному параметру – діаметру різьби d:

S = 2,5 мм – товщина шайби; m = 8 мм – висота гайки; z = 1,6 мм – величина фаски.

Підставляємо величини у формулу:

l = 13 + 15 + 2,5 + 8 + 3,1 = 41,6 мм.

Величину, що отримано, зрівнюємо з таблицею ГОСТ 7798-70. Знаходимо в графі “довжина болта l” два найближчі розміри – 40 та 45 мм. Обираємо l = 40 ммтавтійжетаблицівизначаємо довжинурізьбиболтаb = 26 мм.

Рекомендовано на складальних кресленнях, кресленнях загальних видів кріпильні деталі зображувати спрощено (без фасок на кріпильних деталях та зазорів між отвором і стержнем), як показано у додатку 3.

Креслення з'єднання деталей шпилькою (рис. 13, б) виконують на фор-

маті А3 (див. додаток 2). Таке з’єднання виконують за бопомогою шпильки, шайби та гайки. В завданні необхідно за допомогою шпильки з’єднати корпус з кришкою. Для цього в корпусі виконується глухий отвір як це показано у додатку 3. В цей отвір загвинчують посадочний кінець шпильки. Потім на шпильку встановлюють приєднувальну деталь (кришку), в якій заздалегідь просвердлено

отвір, діаметр якого дорівнює 1,1 d. Зверху на шпильку надівають шайбу і нагвинчують гайку.

-довжину гвинта l = l3 + (S - K), де l3 = (2,0 …2,5)d;

-розміри глухого отвору у корпусній деталі – згідно додатку 3;

-розміри отвору в деталі, що приєднується до корпусу – згідно ГОСТ 12876-67;

-розміри гвинта з циліндричною головкою – ГОСТ 1491-80, ГОСТ 24669-81.

2.Після нанесення на формат рамки та основного напису виконати побудову гвинтового з’єднання у двох видах. Слід відзначити, що шліц під викрутку на площині, що є перпендикулярною до осі гвинта, зображається на кресленні лініями під кутом 45 (див. рис. 14).

3.На кресленні гвинтового з’єднання нанести три розміри: діаметр різьби гвинта, товщину деталі що приєднується та довжину гвинта.

4.На складальних кресленнях та кресленнях загальних видів рекомендується показувати з’єднання гвинтом спрощено або умовно згідно ГОСТ 2.315-68. Спрощене зображення гвинтового з’єднання показано у додатку 3.

Таблиця 2

Варіанти до виконання завдання “Види різьб”

Продовження таблиці 2

Продовження таблиці 2