Соединения деталей

УДК 774 (075.5)

Кашкаров Г.М., Соединения деталей: методическое пособие и справочный материал для студентов всех направлений очной, очнозаочной и заочной форм обучения. / Г.М. Кашкаров, Е.Э. Баянова, Т.Е. Павлова, Е.Г. Шипулина; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2012. – 74 с.: ил.

Методические пособие содержат теоретический и справочный материал для выполнения домашней работы «Соединения деталей» по инженерной графике и предназначено для оказания помощи студентам при самостоятельном изучении и выполнении работы. В приложении приведены варианты индивидуальных заданий, карта - задание к работе, таблицы, образцы листов графической работы. Даны контрольные вопросы для подготовки к защите работы.

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры « Начертательная геометрия и графика» Протокол № 10 от 8 июня 2012 г.

©Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова

©Г.М. Кашкаров, Е.Э. Баянова, Т.Е. Павлова, Е.Г. Шипулина, 2012

2

1.1Основные понятия, определения и параметры резьбы…………. 4

1.2Определения и термины конической резьбы………………………. 7

1.3Классификация резьбы………………………………………………… 8

1.3.1 Метрическая цилиндрическая резьба (ГОСТ 8724-2002)………… 9

1.3.2Метрическая коническая резьба (ГОСТ 25229-82) ………………... 11

1.3.5Коническая дюймовая резьба (ГОСТ 6111-52)…………………….. 18

1.3.6 Резьба коническая вентилей и баллонов для газов (ГОСТ 9909-81) 19

1.3.7Резьба коническая замковая для элементов бурильных колонн

(ГОСТ 28487-90)………………………………………........................... 19

1.3.8Круглая резьба. (СТ СЭВ (ГОСТ) 3293-81)………………………….. 19

1.3.9Круглая резьба для санитарно-технической арматуры

1.3.12Упорная (ходовая) резьба (ГОСТ 10177-82)……………………….. 23

1.3.13Резьба упорная усиленная 450 (ГОСТ 13535-87)…………………. 23

1.3.14Прямоугольная (ходовая) резьба……………………………………. 24

2.1Стандартные резьбовые крепежные детали………………………. 27

2.1.1Болты……………………………………………………………………… 27

2.1.2Гайки………………………………………………………………………. 32

2.1.3Шпильки…………………………………………………………………... 33

2.1.4Шайбы…………………………………………………………………….. 35

2.2Резьбовые соединения………………………………………………… 37

2.2.1Соединение деталей болтом…………………………………………. 37

2.2.2Соединение деталей шпилькой………………………………………. 40

2.2.3Резьбовые соединения труб…………………………………………… 43

2.3 Соединение деталей шпонками……………………………………..... 47

3НЕРАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ СВАРКОЙ ………………………………………………………………… 50

4КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ…………………………………………. 57 ПРИЛОЖЕНИЕ ………………………………………………………...... 59

3

ВЕДЕНИЕ

Все машины состоят из отдельных частей, называемых деталями машин, которые тем или иным способом соединяются друг с другом, образуя узлы, агрегаты, конструкции машин.

Детали, из которых собираются различные машины, отличаются друг от друга формой, размерами, материалами, назначением и т.д.; однако, среди этого многообразия деталей можно встретить такие, которые в различных машинах имеют одно и то же назначение. Подобные стандартные детали характерны своими отработанными удобными формами и широким диапазоном размеров. Стандартами регламентированы не только их формы и размеры, но и правила изображения и нанесения размеров, а также классы точности и материал деталей.

Работа "Соединения деталей" курса инженерной графики заключаются в изучении изображений, обозначений наиболее распространенных соединений и составляющих их деталей.

Соединения деталей друг с другом делятся на разъемные и неразъемные соединения.

Разъемными называют соединения, разобрать которые можно без разрушения поверхностей деталей, участвующих в соединении.

Среди разъемных соединений деталей наибольшее распространение получили резьбовые соединения, что объясняется, прежде всего, их надежностью и удобством сборки и разборки соединяемых деталей. Сравнительная простота конструкции основных резьбовых деталей обусловила их стандартизацию.

Кроме резьбовых соединений, в практике машиностроения нашли широкое применение шпоночные, шлицевые, зубчатые соединения, которые также относятся к типу разъемных соединений.

Неразъемными называются соединения, разобрать которые невозможно без разрушения отдельных элементов соединения. К числу неразъемных соединений относятся сварные, заклепочные, паяные, клеевые, армированные и другие соединения.

1РЕЗЬБА

1.1Основные понятия, определения и параметры резьбы

Геометрической основой резьбы является винтовая линия.

Если взять какую-либо плоскую фигуру: треугольник, прямоугольник или трапецию и перемещать её по винтовой линии так, чтобы её плоскость всегда проходила через ось цилиндра (конуса), то след этой фигуры образует вокруг боковой поверхности цилиндра (конуса) выступ соответствующей формы, называемой резьбой (рисунок 1.1).

4

Рисунок 1.1

ГОСТ 11708-82 "Резьба" устанавливает термины и определения цилиндрической и конической резьбы.

Резьба - один или несколько равномерно расположенных выступов резьбы постоянного сечения, образованных на боковой поверхности прямого кругового цилиндра или прямого кругового конуса.

Выступ резьбы – выступающая часть материала детали, ограниченная винтовой поверхностью резьбы.

Канавка – пространство, заключенное между выступами резьбы. К основным параметрам резьбы относятся: наружный, внутрен-

ний, средний диаметры резьбы, угол профиля резьбы, шаг и ход резьбы.

Наружный диаметр цилиндрической резьбы (d, D) - диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, описанного вокруг вершин наружной или впадин внутренней цилиндрической резьбы (рисунки 1.2, 1.4).

Внутренний диаметр цилиндрической резьбы (d1, D1)- диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, вписанного во впадины наружной или вершины внутренней цилиндрической резьбы (рисунки 1.2, 1.4).

Средний диаметр цилиндрической резьбы (dcð.) – диаметр во-

ображаемого, соосного с резьбой прямого кругового цилиндра, пересекающего профиль резьбы таким образом, что ширина выступов резьбы и ширина впадин оказались равными (рисунок 1.2).

Угол профиля резьбы. Профиль выступа и канавки резьбы изображают в плоскости осевого сечения резьбы. Угол между смежными

5

боковыми сторонами резьбы в плоскости осевого сечения называется

углом профиля резьбы α(рисунки 1.2, 1.4).

Рисунок 1.2

Рисунок 1.3

Шаг резьбы (Ð ) - расстояние по линии, параллельной оси резьбы между средними точками ближайших одноименных боковых сторон профиля резьбы, лежащими в одной осевой плоскости по одну сторону от оси резьбы (рисунки 1.2, 1.5). Шаг резьбы бывает крупным и мелким. Крупный шаг на чертеже для метрической резьбы не обозначается.

6

Ход резьбы (Ph ) – расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между любой исходной средней точкой на боковой стороне резьбы и средней точкой, полученной при перемещении исходной средней точки по винтовой линии на угол 360 0. Ход резьбы характеризует относительное перемещение винта или гайки за один полный оборот. В однозаходной резьбе ход Ph равен шагу Ð, Ph =Ð; в многозаходной – ход Ph равен шагу Ð, умноженному на число заходов n, Ph = P õ n (рисунки 1.3, 1.5).

Номинальный диаметр резьбы - диаметр, условно характери-

зующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении.

Длина резьбы (l ) – это длина участка детали, на котором нарезана резьба, включая сбег резьбы и фаску (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6

Длина резьбы с полным профилем (l1 )– это длина участка дета-

ли, на котором нарезана резьба, включая фаску.

Сбег резьбы (l2 )– это участок в зоне перехода резьбы к гладкой цилиндрической поверхности детали, на которой резьба имеет неполный профиль. На чертежах сбег изображают сплошной тонкой линией

(см. рисунки 1.25, 1.26).

Из технологических соображений на части детали (стержня) может получаться недовод резьбы. Недовод резьбы образуется, если резьбу выполняют до некоторой плоскости, не позволяющей доводить инструмент до упора к ней (рисунок 1.6). Сумма сбега и недовода называется недорезом. Длина резьбы на чертежах указывается, как правило, без сбега.

1.2 Определения и термины конической резьбы

Параметры конической резьбы задаются в основной плоскости.

Основная плоскость конической резьбы - плоскость, перпенди-

кулярная к оси резьбы, в которой задаются номинальные размеры на-

7

ружного, среднего и внутреннего диаметров конической резьбы (рисунок

1.7).

Наружный диаметр конической резьбы (d, D ) - диаметр вооб-

ражаемого прямого кругового конуса в основной плоскости или в заданном сечении, описанного вокруг вершин наружной или впадин внутренней конической резьбы (рисунок 1.7).

Рисунок 1.7

Внутренний диаметр конической резьбы (d1 , D1 ) - диаметр во-

ображаемого прямого кругового конуса в основной плоскости или в заданном сечении, вписанного во впадины наружной или вершины внутренней конической резьбы (рисунок 1.7).

1.3 Классификация резьбы

Резьбы классифицируются по следующим признакам:

1.По форме профиля резьба может быть: треугольного, трапецеидального, прямоугольного и круглого профилей.

2.В зависимости от формы поверхности, на которой нарезана резьба, она подразделяется на: цилиндрическую резьбу и коническую резьбу.

Цилиндрическая резьба – резьба, выполненная на поверхности цилиндра.

Коническая резьба – резьба, выполненная на поверхности конуса.

3.В зависимости от расположения резьбы относительно поверхности (на поверхности стержня или отверстия) она подразделя-

ется на: наружную резьбу и внутреннюю.

Наружная резьба – резьба, нарезанная на наружной поверхности детали, например, на стержне болта (рисунок 1.4à).

Внутренняя резьба – резьба, нарезанная на внутренней поверхности детали, т. е. в отверстии, например, на гайке (рисунок 1.4á).

4.В зависимости от направления винтовой линии различают

правые и левые резьбы.

8

Правая резьба образована контуром, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя. На чертеже правая резьба не обозначается.

Левая резьба образована контуром, вращающимся против часовой стрелки и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя. На чертежах левая резьба обозначается символом LH.

5.По величине шага метрические резьбы подразделяются на резьбы с крупным и мелкими шагами.

6.По числу заходов резьбы подразделяют на однозаходные резьбы и многозаходные.

Однозаходная – резьба, (в торцевом сечении которой начинается одна винтовая линия) образованная одним выступом резьбы (рисунок

1.3).

Многозаходная – резьба, (в торцевом сечении которой начинаются более двух винтовых линий) образованная двумя или более выступами с равномерно расположенными заходами (рисунок 1.3).

По эксплуатационному назначению различают резьбы общего применения и специальные, которые применяются для соединения однотипных деталей определенного изделия.

7.По назначению резьбы общего применения делятся на: кре-

пежные, крепежно-уплотнительные и ходовые.

Крепежная резьба - (метрическая, дюймовая) резьбу, применяют для разъемного соединения деталей машин и приборов; основное назначение крепежной резьбы - обеспечение прочности соединений и сохранение плотности стыка в процессе длительной эксплуатации.

Крепежно-уплотнительная резьба (трубная коническая, мет-

рическая коническая) выполняет две функции – скрепления и уплотнения. Основное назначение – обеспечение герметичности соединений.

Ходовые (или кинематические) резьбы (трапецеидальная, упорная, прямоугольная) выполняются на изделиях, предназначенных для преобразования вращательного движения в прямолинейное поступательное движение. Ходовые резьбы применяются, например, в домкратах, прессах, токарно-винторезных станках. Основное назначение ходовой резьбы – обеспечение плавности вращения и передачи осевых усилий.

1.3.1 Метрическая цилиндрическая резьба (ГОСТ 8724 – 2002)

Метрическая цилиндрическая резьба наиболее часто применяется в крепежных деталях (винты, болты, шпильки, гайки, регулировочные винты и др.). Профиль такой резьбы по ГОСТ 9150-2002 - равносторон-

ний треугольник с углом профиля 60 0 (рисунок 1.8).

В зависимости от назначения детали метрическую резьбу нарезают с крупным и мелкими шагами.

9

Диаметры и шаги метрической резьбы установлены ГОСТ 8724 – 2002. Для резьбы с диаметрами до 68 мм существует один крупный и несколько мелких шагов. Для резьбы с диаметрами от 70 до 600 мм установлены только мелкие шаги.

Для одного и того же наружного диаметра резьбы имеется только одно значение крупного шага, а мелкий шаг может иметь различные значения. Резьба с крупным шагом применяется при требованиях высокой прочности, с мелким шагом – при вибрациях, как более стойкая к самоотвинчиванию, и повышенных требованиях к герметичности. На тонкостенных деталях нарезают преимущественно резьбу с мелким шагом.

Рисунок 1.8

Метрическая резьба с крупным шагом обозначается буквой Ì и

размером номинального диаметра d в мм: Ì16, Ì42, Ì64.

Метрическая резьба с мелким шагом обозначается буквой Ì,

размером номинального диаметра d и шагом Ð резьбы: Ì16 õ Î,5; Ì42 õ 2; Ì64 õ 4 (таблица 1.1). На чертежах с изображением метрической резьбы крупный шаг резьбы никогда не указывается, а мелкий шаг указывается всегда.

Обозначение метрической резьбы на чертежах показано на рисун-

ке 1.9 .

Рисунок 1.9

Многозаходная метрическая резьба обозначается буквой Ì, номинальным диаметром резьбы d, в мм, числовым значением хода Ph в мм и в скобках буквой Ð с числовым значением шага в мм.

10