2.5. Изображение резьбы и резьбовых деталей

Общие сведения о резьбе. Терминология

В технике широко распространены резьбы и резьбовые соединения. Классификация резьб приведена на рисунке 2.16.

Рис. 2.16. Схема классификации резьбы

Основные элементы и параметры резьб, такие как профиль резьбы, угол профиля (), шаг резьбы (P), ход резьбы (Ph), наружный и внутренний диаметры, можно видеть на рисунке 2.17.

Шаг резьбы Р – расстояние между соседними боковыми одноименными сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы.

Ход резьбы Ph – расстояние между ближайшими одноименными сторонами профиля, принадлежащими одной и той же винтовой поверхности, параллельной оси резьбы. Ход резьбы – это величина относительного осевого перемещения винта или гайки за один полный оборот.

В однозаходной резьбе ход равен шагу (Ph = P), а в многозаходной – произведению шага на число заходов (Ph = 3p).

Рис. 2.17. Схематическое изображение трехзаходной резьбы

Угол профиля  – угол между боковыми сторонами профиля.

На чертежах резьба изображается условно. Это значит, что ее не показывают так, как видят в натуре (рис. 2.18а), где можно различить профиль и кривые линии, изображающие витки резьбы, а вычерчивают по особым правилам, установленным ГОСТ 2.311–68.

Резьба на стержне. Согласно этим правилам резьбу на стержне (наружную) независимо от ее профиля изображают сплошными толстыми основными линиями по наружному диаметру и сплошными тонкими линиями по внутреннему диаметру резьбы (рис. 2.18б).

Сплошную тонкую линию по внутреннему диаметру резьбы проводят на всю длину резьбы без сбега, включая фаску. На видах, где стержень с резьбой проецируется в виде окружности, контур его очерчивают сплошной толстой основной линией, а внутренний диаметр резьбы изображают дугой окружности сплошной тонкой линией, приблизительно равной 3/4 окружности, разомкнутой в любом месте, но только не на центровых линиях (рис. 2.18б). Сплошную тонкую линию при изображении резьбы проводят на расстоянии не менее 0,8 мм от сплошной толстой основной линии и не более величины шага резьбы.

Границу нарезанного участка показывают сплошной толстой основной линией, которую проводят до линии наружного диаметра (рис. 2.18а). Границей нарезанного участка (конца резьбы) считают конец профиля резьбы, т.е. до начала сбега.

а)

б)

Рис. 2.18. Изображение резьбы на стержне:

а) натуральное; б) условное

Сбег резьбы – это длина участка неполного профиля в зоне перехода от резьбы к гладкой части детали (рис. 2.19б). Обычно резьбу изображают без сбега (рис. 2.19а). Если нужно показать сбег, то его изображают сплошной тонкой наклонной линией, идущей за пределами границы резьбы. Эта линия наклонна к оси стержня (рис. 2.19б, в). Сбег показывают, когда нужно нанести его размер (рис. 2.19в) или размер резьбы со сбегом (рис. 2.19б). Когда резьбу на стержне изображают в разрезе, границу нарезанного участка наносят штриховой линией (рис. 2.20).

а)

б)

Рис. 2.19. Нанесение размеров длины резьбы:

а) без сбега; б) со сбегом

Резьба в отверстии. Резьбу в отверстии в продольном разрезе изображают сплошными тонкими линиями по наружному диаметру и сплошными толстыми основными по внутреннему диаметру (рис. 2.21б). Границу резьбы показывают сплошной толстой – основной линией (рис. 2.21б), доводя ее до наружного диаметра резьбы. На видах, где отверстие с резьбой проецируется в виде окружности, по наружному диаметру резьбы сплошной тонкой линией проводят дугу окружности, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте (но только не на центровых линиях), а контур отверстия (внутренний диаметр резьбы) очерчивают толстой основной линией (рис. 2.21б). Резьбу в отверстии без разреза изображают штриховыми линиями (рис. 2.22).

Рис. 2.20. Изображение наружной резьбы в разрезе

а)

б)

Рис. 2.21. Изображение резьбы в отверстии в разрезе:

а) натуральное; б) условное

Рис. 2.22. Изображение резьбы в отверстии

Штриховку в разрезах и сечениях доводят до сплошной толстой основной линии, т.е. до линии наружного диаметра на стержне или внутреннего диаметра резьбы в отверстии. Если отверстие с резьбой не сквозное, то его показывают, как на рисунке 2.23а. На чертежах, по которым резьбу не выполняют, конец глухого резьбового отверстия, даже при наличии разности между глубиной отверстия под резьбу и длиной резьбы, допускается изобразить, как на рисунке 2.23б.

Длина части глухого отверстия без резьбы (рис. 2.23а) на чертеже обычно принимается равной половине наружного диаметра резьбы. Конец отверстия из-под сверла имеет форму конуса. Его изображают с углом при вершине, равным 120⁰ (приблизительно как у сверла). На чертежах величину этого угла не наносят (рис. 2.23), и в размер длины отверстия он обычно не входит. Надо заметить, что диаметр основания конуса равен внутреннему диаметру резьбы (рис. 2.24).

а) б)

Рис. 2.23. Изображение несквозных резьбовых отверстий:

а) на рабочем чертеже; б) на сборочном чертеже

Рис. 2.24. Нанесение глубины несквозного резьбового отверстия

Фаски, выполненные на стержне с резьбой и в отверстии с резьбой и не имеющие специального конструктивного названия, на плоскости, перпендикулярной к оси стержня или отверстия, условно не изображаются (рис. 2.25). Делается это для того, чтобы сплошная основная линия окружности, изображающая один из диаметров фаски, не закрывала изображения резьбы. Но заметьте, что на изображениях, параллельных оси резьбы (и на видах, и на разрезах), сплошная тонкая линия, изображающая один из диаметров резьбы, обязательно должна пересекать фаску, как показано на рисунке 2.25. При этом на стержне меньший диаметр фаски меньше внутреннего диаметра резьбы, и наоборот, в отверстии большой диаметр фаски больше наружного диаметра резьбы. Для наглядности эти места на чертеже показаны в кружках в увеличенном масштабе.

Рис. 2.25. Изображение резьбы на фаске

Коническую резьбу изображают по тем же правилам, что и цилиндрическую (рис. 2.26а, б).Чтобы определить внутренний диаметр резьбы (для вычерчивания), нужно ее наружный диаметр умножить на 0,85, т.е. d₁=0,85d. При необходимой точности размер внутреннего диаметра резьбы берут из соответствующего стандарта. Резьбу с нестандартным профилем показывают со всеми необходимыми размерами и предельными отклонениями на местном разрезе или выносном элементе (рис. 2.27).

Для многозаходных резьб, кроме размеров и предельных отклонений, указывают данные о количестве заходов. При левом направлении резьбы доставляют латинские буквы LH.

а)

б)

Рис. 2.26. Коническая резьба:

а) на стержне; б) в отверстии

Рис. 2.27. Нестандартные резьбы

Соединение деталей с помощью резьбы

Приведены две детали: стержень, на конце которого нарезана резьба, и деталь с глухим резьбовым отверстием (рис. 2.28). Обратите внимание на то, какими линиями показаны на этих деталях наружные и внутренние диаметры резьбы. На рисунке 2.28б эти детали показаны в соединении (в разрезе). Принято, что стержень с резьбой закрывает резьбу в отверстии. Поэтому резьбу в отверстии показывают только там, где она не закрыта концом стержня. Например, нижняя часть глухого отверстия (рис. 2.28б) не заполнена стержнем с резьбой. Поэтому сплошные толстые линии, соответствующие наружному диаметру резьбы на стержне, переходят в сплошные тонкие линии, соответствующие наружному диаметру в отверстии. И наоборот, сплошные линии, соответствующие внутреннему диаметру резьбы на стержне, переходят в сплошные толстые линии, соответствующие внутреннему диаметру резьбы в отверстии (рис. 2.28б). При изображении детали с резьбой в отверстии штриховку доводят до сплошной толстой основной линии, а не до тонкой. Заметьте, что хотя чертеж соединения, приведенный на рисунке 2.28б и содержит разрез, стержень с резьбой не заштрихован. Это объясняется тем, что если при выполнении разреза соединения деталей секущая плоскость проходит вдоль сплошной (не пустотелой) детали, ее не разрезают и не штрихуют.

а) б)

Рис. 2.28. Соединение с помощью резьбы:

а) соединение детали; б) изображение соединений

Обозначения стандартных и специальных резьб

Резьбы всех типов изображаются на чертежах одинаково. По условному изображению нельзя определить тип резьбы, которая должна быть нарезана на детали.

Тип резьбы и ее основные размеры указывают на чертежах особой надписью, называемой обозначением резьбы (рис. 2.29).

а)

б)

Рис. 2.29. Примеры изображений и обозначений резьбы

на сопрягаемых деталях:

а) обозначение метрической и ходовой резьбы;

б) обозначение трубных и конических резьб

Прежде чем нанести обозначение резьбы, следует провести выносные и размерные линии. Обозначения резьб, кроме трубных и конических, пишут над размерной линией.

Выносные линии для нанесения размерной линии проводят от наружного диаметра резьбы. Чтобы не ошибиться при проведении выносных линий, следует запомнить, что наружным всегда является больший по размеру диаметр резьбы, от которого и следует проводить выносные линии (рис. 2.29а, б). Обозначения трубных и конических резьб располагают на полках с линией-выноской, оканчивающейся стрелкой. Линию-выноску доводят до контура резьбы (рис. 2.29б).

Для стандартных резьб условные обозначения строятся по общей схеме, приведенной в таблице 2.5. Последовательность расположения элементов обозначений, указанная в этой схеме, не должна нарушаться. Примеры условных обозначений резьб общего назначения приведены в таблице 2.6.

Как видно из таблицы 2.6, у метрической резьбы с крупным шагом в обозначении не указывают величину шага. Это объясняется тем, что при одном и том же диаметре резьбы с крупным шагом он является единственным. Для резьбы с мелким шагом стандартом предусмотрено несколько различных величин шага, и поэтому нужно указывать, какой именно выбрать.

Размеры трубных и конических резьб, указываемые в обозначении, являются условными, так как они в большинстве случаев относятся к внутренним диаметрам труб (к условному проходу), а не к наружным диаметрам резьб. Например, если в обозначении трубной цилиндрической резьбы стоит цифра 2 (2 дюйма: знак дюйма в обозначении резьб не указывается), то наружный диаметр резьбы, согласно стандарту на размеры трубных резьб, будет равен 59,616 мм при внутреннем диаметре трубы примерно 50 мм.

Согласно ГОСТ 16093–2004 точность метрических резьб обозначают не классами, как раньше, а полем допуска, где цифра указывает степень точности, а буква – основное отклонение, например, для резьбы на стержне – 4g, 6g, 8g, а в отверстии – 6Н, 7Н.

Для резьбы на стержне классам соответствуют следующие обозначения полей допуска (предпочтительные):

1-й класс (точный) – 4g; 2-й и 2а классы (средний) – 6g; 3-й класс (грубый) – 8g.

Для резьбы в отверстии классам соответствуют следующие обозначения полей допуска (предпочтительные):

1-й класс – 4Н, 5Н; 2-й класс – 6Н; 3-й класс – 7Н.

Свинчиваемые детали, как правило, должны иметь одинаковую точность резьбы. Сопрягаются обычно резьбы со следующими полями допусков: точный класс – стержень 4g, отверстие 4Н, 5Н; средний класс – стержень 6g, отверстие 6Н; грубый класс – стержень 8g, отверстие 7Н.

П оле допуска или класс прочности	8g H	7H	-	A	8H	6e
Тире —	-	-	-	-	-	-
Направление витков (левое)	LH	-	-	-	-	Lh
Величина шага	-	0,75	-	-	6	8
Знак умножения «×»	-	×	-	-	×	×
Наружный диаметр, мм, или обозначение размера в дюймах	12 30	12	3/4	1 1/2	32	50
Буквенное обозначение резьбы	М	М	А	G	Тг	S
Тип резьбы	Метрическая (шаг крупный)	Метрическая (шаг мелкий)	Трубная коническая	Трубная цилиндрическая	Трапецеидальная	Упорная
Профиль резьбы

Т а б л и ц а 2.6

Условные обозначения резьб

Тип резьбы и номер стандарта	Характеристика	Условное обозначение	Размеры, указываемые на чертеже	Пример обозначения
Метрическая ГОСТ 8724-2002	С крупным шагом С мелким шагом, правая Многозаходная правая правая Левая	М М М	Наружный диаметр, мм Наружный диаметр и шаг, мм Наружный диаметр, величина хода, обозначение шага (Р) и шаг, мм	М 12-6g (наружная) М12-6Н (внутренняя) M12×l-6g М12× 1-6Н M2×03(PI)-6g
Трапецеидальная однозаходная ГОСТ 24738–81 (СТ СЭВ 639–77)	Правая Левая Левая	Тr	Добавляются латинские буквы LH Наружный диаметр и шаг, мм	М20 × 3(PI)LH-6g М12Ш-6Н Tr40×6-8e Tr40×6LH-8e Тг20 ×8(Р4)-8е
Трапецеидальная многозаходная ГОСТ 24739–81 (СТ СЭВ 185–79)	Правая наружная Левая внутренняя	Tr		Тг20 × 8(Р4)HL-8Н
Упорная ГОСТ 10177–82 (СТ СЭВ 1781–79)	Однозаходная Многозаходная Многозаходная Левая	S	Наружный диаметр, величина хода, обозначение шага (Р) и шаг, мм	S80×l6-6g S80×20(P10)-8H S80×20(P10)LH-8H
Трубная цилиндрическая ГОСТ 6357–81 (СТ СЭВ 1157–78)	Правая наружная Левая	G R	Наружный диаметр и шаг, мм Наружный диаметр, величина хода, обозначение шага (Р) и шаг, мм	G11/2 - А (класс точный) G11 /2- В (класс средний) G11 /2LH-B
Трубная коническая ГОСТ 6211–81 (СТ СЭВ 1159–78)	Наружная Внутренняя Внутренняя цилиндрическая	Rc Rp	Буквы LH для левой Условное обозначение резьбы, дюймы (без знака ") и класс точности среднего диаметра	R3/4,R3/4LH Rc3/4,Rc3/4LH Rp3/4
Окулярная ГОСТ 5359–77	Для оптических приборов Для металлических элементов	OK	Условное обозначение резьбы, дюймы (без знака")	OK 12×1,5 ГОСТ 5359-77
Эдисона круглая ГОСТ 6042–83 (СТ СЭВ 3151–81)	Для неметаллических элементов	E	Наружный диаметр и шаг, мм и ГОСТ	E27ГОСТ6042-83 E27N ГОСТ 6042-83

Условное изображение стандартных крепежных изделий

Для осуществления разъемного соединения деталей применяют различные резьбовые крепежные детали: болты, винты, шпильки, гайки, а также детали для их стопорения: шплинты, шайбы, проволоку. Форму, размеры и другие характеристики крепежных деталей (такие как материал, характер покрытия и т.д.) устанавливает ГОСТ 1759.0–87. Крепежные детали, как правило, имеют метрическую резьбу с крупным шагом.

Болт. Болт представляет собой цилиндрический стержень, на одном конце которого имеется головка, на другом – резьба для навинчивания гайки (рис. 2.30).

а) б)

в)

Рис. 2.30. Изображение болта:

а) натуральное; б) условное; в) условное

В машиностроении находят применение различные болты, отличающиеся как по форме (размерами, точностью изготовления), так и по характеру исполнения. Наибольшее распространение имеют болты с шестигранной головкой. Конструкцию и размеры болтов общего назначения с шестигранной головкой определяют стандартами (ГОСТ 7798–70) (рис. 2.30а, б). При выполнении чертежа болта главный вид всегда располагают так, чтобы ось была параллельна основной надписи чертежа (рис. 2.30а, б, в).

В инженерной практике находят применение также специальные виды болтов: фундаментные, откидные, рым-болты.

Пример условного обозначения болта: болт 2 М16  1,5-6g  75.68.09, ГОСТ 7798–70 может быть расшифрован следующим образом:

болт – название детали;

2 – второе исполнение;

М16 – тип и размер резьбы;

1,5 – величина мелкого шага резьбы;

6g – обозначение поля допуска для метра резьбы;

75 – длина болта (до головки болта);

68 – условная запись класса прочности, указывающего, что болт выполнен из стали с определенными механическими свойствами;

09 – цинковое покрытие.

Шпильки. Шпилькой называется крепежная деталь, представляющая собой цилиндрический стержень, имеющий с двух сторон резьбу (рис. 2.31). На шпильках нарезается метрическая резьба. Шпильки применяют для соединения деталей, когда отсутствует место для размещения головки болта или гайки, а также когда одна из соединяемых деталей имеет значительную толщину, что делает неэкономным установку болта большой длины.

Резьбовой конец шпильки l₁, ввинчиваемый в деталь, называется посадочным. Длина его зависит от точности и пластичности материала, из ко-торого изготовлена деталь (рис. 2.31б). Для прочных пластичных материалов (сталь, бронза, латунь) l₁=d, где d – нормальный диаметр резьбы шпильки, для чугуна l₁=1,5d и для деталей легких сплавов l₁=2,5d. На другой конец шпильки навинчивается гайка. Длиной шпильки l условно считают длину его стержня без длины посадочного конца l₁.

Размеры стандартных шпилек в зависимости от нормального диаметра резьбы и длины ввинчиваемого конца регламентированы ГОСТ 22032–76 и ГОСТ 22043–76.

Примеры условного обозначения шпильки:

шпилька М24 – 6g  80.36.029, ГОСТ 22032–76.

шпилька – название детали;

М24 – нормальный диаметр метрической резьбы с крупным шагом;

6g – поле допуска;

80 – длина шпильки (до ввинчиваемого конца);

36 – класс прочности;

02 – вид покрытия;

6 – толщина покрытия.

а)

б)

Рис. 2.31. Изображение шпильки:

а) условное; б) натуральное

Гайки. Гайкой называется деталь, имеющая отверстие с резьбой, для навинчивания на болт, шпильку (рис. 2.32).

Гайки совместно с болтом или шпилькой служат для скрепления соединяемых деталей. Гайки различают по форме, диаметру и шагу резьбы, характеру исполнения и точности изготовления. По форме гайки бывают шестигранные, квадратные и круглые. По высоте шестигранные гайки разделяются на низкие, нормальные и высокие. Стандартные гайки изготавливаются трех степеней точности: повышенной, нормальной и грубой. Гайки нормальной высоты стандартизированы ГОСТ 5915–70.

Пример условного обозначения гайки: гайка М20  1.5–6Н 8.028, ГОСТ 5915–70.

а)

б) в)

Рис. 2.32. Изображение гайки:

а) условное; б) натуральное; в) условное

Винты. Винтом называется цилиндрический стержень, на одном конце которого нарезана резьба, на другом – имеется головка. Винты бывают двух видов: крепежные и установочные.

Крепежные винты применяются для разъемного соединения деталей без гаек (рис. 2.33).

а)

б)

в)

Рис. 2.33. Винты:

а) с полупотайной головкой; б) с полукруглой головкой; в) с потайной головкой

Винты установочные служат для регулировки зазоров и фиксации деталей при сборке.

Пример условного обозначения винта: винт М8.6g  50.48, ГОСТ 17475–80.

Шайбы. Шайбы представляют собой пластины с отверстием, как правило, подкладываемые под гайки или под головки болтов.

Шайбы применяют для предохранения поверхности от повреждения гайкой при затяжке последней и увеличения опорной площади гайки, головки болта или винта, для устранения возможных самоотвинчиваний гаек при испытываемых ими вибрациях, изменении температур, в других случаях. Различают шайбы круглые (рис. 2.34), квадратные, пружинные и т.д.

Изготовляют шайбы вырубкой из листового материала (металла, кожи, резины, пластмассы) или точением из пруткового металла, в частности, калиброванного.

Рис. 2.34. Условное изображение шайбы

Пример обозначения: шайба 12 01.08кп.016, ГОСТ 11371–78 (испол-нение 1 не указывают),

где 12 – диаметр резьбы, мм;

08кп – марка стали (указывают для групп 01, 02, 11, 32, т.к. каждая из них содержит по две марки стали);

016 – покрытие.

Задание:

• выполнить условное изображение и обозначение резьбы метрической на стержне, в отверстии, на разрезе резьбового соединения;

• выполнить условное изображение болта, шпильки, винта, гайки, шайбы по размерам ГОСТа;

• нанести условное обозначение болта, шпильки, винта, гайки, шайбы.

Рекомендации к выполнению. Лист формата А3 мысленно делят на две части. В левой части листа выполняют условное изображение и обозначение резьбы метрической на стержне, в отверстии, фронтальную и профильную проекции резьбового соединения (в вертикальных разрезах). Размеры: диаметр резьбы d взять из таблицы 2.7 для стержня и отверстия. Длина нарезанной части l резьбы на стержне и в отверстии у всех вариантов одинакова l=45, а глубину сверленого отверстия и недорез резьбы каждому необходимо рассчитать согласно заданному диаметру резьбы d. Указать все размеры изображаемых деталей.

В правой части листа изображают: чертеж болта, шпильки или винта, гайки, шайбы. Данные для выполнения стандартных изделий представлены в таблице 2.7 и ГОСТах на крепежные изделия. Над изображениями следует надписать соответствующие условные обозначения болта, шпильки, винта, гайки, шайбы шрифтом № 7 по ГОСТ 2.304–81. Пример выполнения показан на рисунке 2.35.

Таблица 2.7

Варианты заданий

Вариант	Болт ГОСТ 7798-70		Шпилька ГОСТ 22032-76		Винт			Для заданного d болта
	d	l	l	материал	d	ГОСТ	l	Гайка ГОСТ 5915-70	Шайба ГОСТ 11371-78
1, 16	12	35	40	Сталь
2, 17	14	40			10	17474	38
3, 18	16	45	42	Чугун
4, 19	18	50			14	1491	40
5, 20	20	60	50	Сталь
6, 21	22	60			16	1473	50
7, 22	24	65	55	Латунь
8, 23	27	70			16	1475	45
9, 24	18	55			20	1491	60
10, 25	20	65	42	Бронза
11, 26	24	70			12	17475	40
12, 27	16	45	50	Алюминий
13, 28	18	60	55	Алюминий
14, 29	14	50			20	17473	70
15, 30	27	70			10	17474	40