5.4 Крепежные детали и соединения
Целевое назначение
Изучение способов изображения крепежных соединений и изделий — болтов, гаек, шайб и шпилек — по действительным и условным размерам.
Содержание
Вычертить:
а) болт, гайку, шайбу по действительным размерам;
б) упрощенное изображение болтового соединения на сборочных чертежах;
в) гнездо под шпильку и шпильку по действительным размерам;
г) изображение соединения шпилькой по действительным размерам.
Индивидуальные задания даны в таблице 4. Пример выполнения чертежа дан на рисунке А.5.
Оформление
Работу выполнить на чертежной бумаге формата А3 карандашом.
Таблица 4
|
Номер варианта |
Болт |
Гайка |
Шпилька (ГОСТ 11765-66 тип А) |
l1 /l0, мм | |||
|
ГОСТ |
Диаметр, мм |
Длина, мм |
ГОСТ |
Резьба |
Длина, мм | ||
|
1,10,19 2,11,20 3,12,21 4,13,22 |
7805-70 |
14 18 20 18 |
90 80 80 80 |
5927-70 |
М18 М20 М18 М20 |
75 80 80 90 |
18/42 20/46 22/42 25/46 |
|
5,14,23 6,15,24 7,16,25 8,17,26 9,18,27 |
7795-70 |
16 20 16 22 18 |
100 70 80 80 90 |
5915-70 |
М20 М18 М20 М16 М18 |
95 80 85 90 95 |
20/46 18/42 25/46 20/38 22/42 |
Порядок выполнения
1 Изучить методические указания, ГОСТ 2.311—68. Изображение резьбы и рекомендуемую литературу.
2 Ознакомиться со стандартами на крепежные изделия: болты, гайки, шпильки, винты, шайбы.
3 Выписать свое индивидуальное задание из таблицы 4. Для всех вариантов выбрать шайбу по ГОСТ 11371—70.
4 Распределить по полю чертежа весь подлежащий выполнению материал задания.
5 Вычертить болт, гайку и шайбу по действительным размерам, взятым из таблиц ГОСТов. Эти изделия должны быть снабжены всеми размерами, необходимыми для их изготовления. Обратить внимание на правильность надписей условных обозначений, принятых по ГОСТам.
6 Вычертить упрощенное изображение болтового соединения на сборочных чертежах, пользуясь данными рисунка 9, приняв за основу длину и диаметр болта, взятого для выполнения по действительным размерам.
Рисунок 9 – Упрощенное изображение болтового соединения
7 Вычертить сверленое и нарезанное гнездо под шпильку. Вычертить шпильку по действительным размерам, взятым из таблицы ГОСТ 11765—66.
8 Вычертить сборочный чертеж соединения шпилькой по действительным размерам. На чертеже проставить лишь размеры диаметра резьбы и длины шпильки.
При выполнении работы пользоваться вышеуказанной литературой, сборниками ГОСТов на крепежные изделия. ГОСТ 2.311—68. Изображение резьбы.
Методические указания
1 В курсах начертательной геометрии изложено построение винтовых линий, а также винтовых поверхностей и винтов. Учащимся рекомендуется, приступая к изучению темы, предварительно ознакомиться с винтовыми линиями и поверхностями, обратив внимание на параметры винтовой линии, способ построения проекций цилиндрической винтовой линии.
2 Каждая машина состоит из ряда деталей, соединенных между собой тем или иным способом. Все соединения делятся на две группы: неразъемные и разъемные. К числу первых относятся сварные, заклепочные и др. К разъемным — резьбовые, клиновые, шпоночные и т. д.
3 Резьба треугольного профиля обычно применяется на изделиях, предназначенных для скрепления, и называется крепежной. Резьбы трапецеидального, прямоугольного и других профилей предназначаются для подвижных соединений (домкраты, ходовые винты металлорежущих станков и др.) и называются ходовыми резьбами.
Резьба треугольного профиля с углом при вершине 60° называется метрической резьбой (рисунок 10).
Размеры метрической резьбы устанавливают следующие стандарты:
1) ГОСТ 8724—58. Метрическая резьба для диаметров от 1 до 600 мм. Диаметры и шаги;
2) ГОСТ 9150—59. Резьба метрическая для диаметров от 1 до 600 мм. Основные размеры;
3) ГОСТ 9000—59. Резьба метрическая для диаметров от 0,25 до 0,9 мм.
Стандартом установлены метрические резьбы с крупным и мелким шагом. В обозначении метрических резьб указывается буква М и размер наружного диаметра резьбы, например:
М20 – резьба с крупным шагом, диаметр 20 мм;
М20х1,5 – резьба с мелким шагом 1,5 мм, диаметр 20 мм;
М20 LH – резьба с крупным шагом, диаметр 20 мм, левая.
Рисунок 10 – Профиль метрической резьбы
При изготовлении запасных частей к старым машинам встречается дюймовая крепежная резьба, имеющая профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине 55° (рисунок 11). В обозначениях указывается наружный диаметр резьбы в дюймах (без знака ′′). Например, 1 или 1½ (один дюйм 1′′=
25,4 мм).
Рисунок 11 – Профиль дюймовой резьбы
Для труб и изделий трубных соединений (муфты, отводы, тройники и т. д.) применяется трубная дюймовая резьба с профилем — равнобедренным треугольником с углом при вершине 55° (ГОСТ 6357—73), т. е. резьба трубная цилиндрическая (рисунок 12). В отличие от дюймовой резьбы она имеет более мелкий шаг; для диаметров от 1/3 " до 1/8"—14 ниток (витков) на дюйм.
Рисунок 12 – Профиль трубной цилиндрической резьбы
В обозначении резьбы указывается число дюймов, которое относится к внутреннему диаметру трубы (диаметру условного прохода Dу), т.е. для трубы с Dу=25,4 мм внешняя резьба будет составлять 1 дюйм – G1. Наружный же диаметр трубной резьбы 1" будет равен 33,25 мм, т. е. больше на две толщины стенки трубы.
Для труб также применяется резьба трубная коническая (ГОСТ 6211—69). Профиль резьбы –треугольник (с углом 55º) с закругленной вершиной. Конусность 1:16. В условном обозначении указывается буква R и обозначение размера резьбы, например R ¾.
Для ходовых соединений применяются трапецеидальные резьбы (ГОСТ 9484—73), упорные (ГОСТ 10177—62). Резьба прямоугольного профиля не стандартизована.
Профиль трапецеидальной резьбы имеет вид равнобокой трапеции (рисунок 13). Обозначение трапецеидальной резьбы:
Tr 40×8 – резьба трапецеидальная однозаходная диаметром 40 мм, шаг 8 мм;
Tr 40×8(Р4)LH – резьба трапецеидальная двухзаходная диаметром 40 мм, шаг 4 мм, левая.
Рисунок 13 – Профиль трапецеидальной резьбы
Профиль упорной резьбы имеет вид неравнобокой трапеции (рисунок 14). Обозначение упорной резьбы:
S 40×8 – резьба упорная однозаходная диаметром 40 мм, шаг 8 мм;
S 40×8(Р4)LH – резьба упорная двухзаходная диаметром 40 мм, шаг 4 мм, левая.
Рисунок 14 – Профиль упорной резьбы
Круглая резьба применяется для санитарно-технической арматуры (рисунок 15). Обозначение резьбы:
Кр 12×2,54 ГОСТ 13536-68.
Rd 16 LH.
Рисунок 15 – Профиль круглой резьбы
К специальным резьбам относят те, у которых размер диаметра или шага отличается от стандартного (рисунок 16). Обозначение резьбы:
Сп М30×1,5 – специальная метрическая резьба диаметром 30 мм и нестандартным шагом 1,5 мм.
Рисунок 16 – Обозначение специальной резьбы на чертеже
Профиль прямоугольной резьбы имеет вид прямоугольника. Размеры на элементы профиля указываются конструктором (рисунок 17).
Рисунок 17 – Обозначение нестандартной резьбы на чертеже
4 Ниже приводятся основные положения ГОСТ 2.311—68 по изображению резьб на чертежах.
Резьбу изображают:
-на стержне — сплошными основными линиями по наружному диаметру резьбы и сплошными тонкими линиями — по внутреннему диаметру. На изображениях, полученных проецированием на плоскость, параллельную оси стержня, сплошную тонкую линию по внутреннему диаметру резьбы проводят на всю длину резьбы без сбега, а на видах, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную к оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную ¾ окружности, разомкнутую в любом месте (рисунок 18);
Рисунок 18 – Условное обозначение резьбы на стержне
-в отверстии — сплошными основными линиями по внутреннему диаметру резьбы и сплошными тонкими линиями — по наружному диаметру.
На разрезах, параллельных оси отверстия, сплошную тонкую линию по наружному диаметру резьбы проводят на всю длину резьбы без сбега, а на изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную к оси отверстия, по наружному диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную ¼ окружности, разомкнутую в любом месте (рисунок 19).
Рисунок 19– Условное обозначение резьбы в отверстии
Сплошную тонкую линию при изображении резьбы наносят на расстоянии не менее 0,8 мм от основной линии и не более величины шага резьбы. Резьбу, показываемую как невидимую, изображают, штриховыми линиями одной толщины по наружному и по внутреннему диаметру (рисунок 20,а).
а б
в г
Рисунок 20
Линию, определяющую границу резьбы, наносят на стержне и в отверстии с резьбой в конце полного профиля резьбы (до начала сбега). Границу резьбы проводят до линии наружного диаметра резьбы и изображают сплошной основной или штриховой линией, если резьба изображена как невидимая (рисунок 20). Штриховку в разрезах и сечениях проводят до линии наружного диаметра резьбы на стержне и до линии внутреннего диаметра в отверстии, т. е. в обоих случаях до сплошной основной линии (рисунок 20).
Размер длины резьбы на стержне и в отверстии указывают, как правило, без сбега (рисунок 21). Сбег резьбы изображают сплошной тонкой прямой линией.
Рисунок 21
Фаски на стержне с резьбой и в отверстии с резьбой, не имеющие специального конструктивного назначения, в проекции на плоскость, перпендикулярную к оси стержня или отверстия, не изображают (рисунок 18,19). Сплошная тонкая линия изображения резьбы на стержне должна пересекать линию границы фаски.
На разрезах резьбового соединения в изображении на плоскости, параллельной его оси, в отверстии показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта резьбой стержня (рисунок 22).
Рисунок 22 – Соединение двух деталей резьбой
Обозначения резьб указывают по соответствующим стандартам на размеры и предельные отклонения резьб и относят их для всех резьб, кроме конических и трубной цилиндрической, к наружному диаметру, как показано на рисунке 23.
Рисунок 23 – Обозначение резьбы на чертеже
Обозначения конических резьб и трубной цилиндрической резьбы наносят, как показано на рисунке 24.
Рисунок 24 – Обозначение конической и трубной цилиндрической резьбы на чертеже
5 Болт представляет собой цилиндрический стержень, на одном конце которого имеется головка, а на другом конце —резьба (рисунок 25). По характеру обработки болты бывают с повышенной точностью, обработанные кругом, и с нормальной точностью, у которых обработаны лишь опорная часть головки и конец болта. Наиболее широкое применение имеют болты с шестигранной головкой. По конструкции они делятся на болты:
-без шплинтового отверстия в стержне — исполнение 1;
-со шплинтовым отверстием в стержне — исполнение 2;
-с двумя сквозными отверстиями в головке — исполнение 3.
Все необходимые размеры для вычерчивания болта повышенной точности (рисунок 25) даны в таблице 5, составленной по ГОСТ 7798—70.
Таблица 5– Болты с шестигранной головкой (ГОСТ 7798-70)
|
Диаметр резьбы, мм d |
Размеры болта, мм (рисунок 25) | ||||||
|
S |
H |
D |
R |
l |
l0 |
Резьба до головки при l≤ | |
|
6 |
10 |
4 |
10,9 |
0,25-0,6 |
14-90 |
18 |
35 |
|
8 |
13 |
5,5 |
14,2 |
0,4-1,1 |
16-100 |
22 |
35 |
|
10 |
17 |
7 |
18,7 |
0,6-1,6 |
18-200 |
26; 32 |
40 |
|
12 |
19 |
8 |
20,9 |
20-260 |
30; 36 |
45 | |
|
(14) |
22 |
9 |
24,3 |
22-300 |
34; 40 |
45 | |
|
16 |
24 |
10 |
26,5 |
25-300 |
38; 44 |
50 | |
|
(18) |
27 |
12 |
29,9 |
28-300 |
42; 48 |
55 | |
|
20 |
30 |
13 |
33,3 |
0,8-2,2 |
30-300 |
46; 52 |
60 |
|
(22) |
32 |
14 |
35 |
32-300 |
50; 56 |
65 | |
|
24 |
36 |
15 |
39,6 |
35-300 |
54; 60 |
70 | |
|
(27) |
41 |
17 |
45,2 |
1-2,7 |
40-300 |
60; 66 |
75 |
|
30 |
46 |
19 |
50,9 |
45-300 |
66; 72 |
80 | |
|
36 |
55 |
23 |
60,8 |
1-3,2 |
50-300 |
78; 84 |
100 |
|
42 |
65 |
26 |
72,1 |
1,2-3,3 |
60-300 |
90; 96 |
100 |
|
48 |
75 |
30 |
83,4 |
1,6-4,3 |
70-300 |
102; 108 |
100 |
|
Примечание – Ряд длин l: 8,10, 12,14, 16,(18), 20, (22), 25, (28), 30, (32), 35, (38), 40,45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, (85), 90, (95), 100, (105), 110, (115), 120, (125), 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 220, 240, 260, 280, 300.
| |||||||
Рисунок 25 – Основные размеры болта по ГОСТ 7798-70
Пример условного обозначения болта диаметром 12 мм, длиной 60 мм, класса прочности 5.8, исполнения 1, с крупным шагом резьбы, класса точности 3, без покрытия:
Болт М12Х60.58 ГОСТ 7798—70.
То же, класса прочности 10.9 из стали 40Х, исполнения 2, с мелким шагом резьбы класса точности 2а, с покрытием 01, толщиной 6 мкм:
Болт 2М12Х1,25.2аХ60Л09АОХ.016. ГОСТ 7798—70.
В учебных чертежах допускается класс прочности, класс точности и покрытие не указывать, давать обозначение упрощенное:
Болт М12X60 ГОСТ 7798—70,
Болт 2М12X1,25X60 ГОСТ 7798—70.
Упрощенное обозначение:
Болт М12Х80 ГОСТ 7795—70,
т. е. болт нормальной точности с шестигранной уменьшенной головкой и метрической крупной резьбой диаметром 12 мм, длиной 80 мм, исполнение 1.
Способ построения кривых линий на головке болта, являющихся гиперболами и получаемых от сечения конуса плоскостями, подробно изложен в примере § 57 курса начертательной геометрии В. О. Гордона и М. А. Семенцова-Огиевского. Практически вместо гипербол через найденные точки проводят дуги окружностей.
6 Стандартные гайки по форме изготовляют шестигранные, квадратные, прорезные, корончатые, круглые и гайки-барашки. По обработке гайки делятся на нормальные и повышенной точности. Шестигранные гайки по высоте разделяют на нормальные, низкие, высокие и особо высокие. По конструкции шестигранные гайки делят: на гайки с двумя фасками — исполнение 1, с одной фаской — исполнение 2.
В таблице 6 даны размеры шестигранных гаек нормальной точности (рисунок 26) по ГОСТ 5915-—70.
Рисунок 26 – Основные размеры гайки
Пример условного обозначения гайки диаметром резьбы 12 мм, класса прочности 5, исполнения 2 с крупным шагом резьбы класса точности В, без покрытия, размером «под ключ» 18 мм:
Гайка 2М12-Н6.5(S18) ГОСТ 5915—70.
То же, класса прочности 12 из стали 40Х, исполнения 2, с мелким шагом резьбы, с покрытием 01, толщиной 6 мкм:
Гайка 2М12×1,5-Н6.12.40Х.016 ГОСТ 5915-70.
В учебных чертежах допускается давать упрощенное обозначение:
Гайка 2М12 ГОСТ 5915—70,
т. е. гайка с метрической крупной резьбой диаметром 12 мм, исполнение 1.
Способ вычерчивания гайки одинаков с построением головки болта.
Таблица 6 – Гайки шестигранные
|
dрезьбы |
ГОСТ 15526-70 класс точности А |
ГОСТ 5915-70 класс точности В |
ГОСТ 5927-70 класс точности А | ||||||
|
S |
m |
e, не менее |
S |
m |
e, не менее |
S |
m |
e, не менее | |
|
3 |
5,5 |
3,4 |
5,9 |
5,5 |
2,4 |
6,5 |
5,5 |
2,4 |
6,0 |
|
4 |
7,0 |
4,4 |
7,5 |
7,0 |
3,2 |
8,7 |
7,0 |
3,2 |
7,7 |
|
5 |
8,0 |
5,6 |
8,6 |
8,0 |
4,7 |
9,8 |
8,0 |
4,0 |
8,8 |
|
6 |
10,0 |
6,1 |
10,9 |
10,0 |
5 |
10,9 |
10,0 |
5 |
11,0 |
|
8 |
12 |
7,9 |
14,2 |
12 |
6,5 |
14,2 |
12 |
6,5 |
14,4 |
|
10 |
17 |
9,5 |
18,7 |
17 |
8 |
18,7 |
17 |
8 |
18,9 |
|
12 |
19 |
12,2 |
20,9 |
19 |
10 |
20,9 |
19 |
10 |
20,0 |
|
(14) |
22 |
13,9 |
23,9 |
22 |
11 |
24,3 |
22 |
11 |
23,4 |
|
16 |
24 |
15,9 |
25,2 |
24 |
13 |
26,2 |
24 |
13 |
26,8 |
|
(18) |
27 |
17,3 |
29,0 |
27 |
15 |
29,6 |
27 |
15 |
30,2 |
|
20 |
30 |
16 |
33,0 |
30 |
16 |
33,0 |
30 |
16 |
33,6 |
|
(22) |
32 |
18 |
35,0 |
32 |
18 |
37,3 |
32 |
18 |
37,7 |
|
24 |
36 |
19 |
38,8 |
36 |
19 |
39,6 |
36 |
19 |
40,3 |
|
(27) |
41 |
22 |
44,4 |
41 |
22 |
45,2 |
41 |
22 |
45,9 |
|
30 |
46 |
24 |
50,0 |
46 |
24 |
50,9 |
46 |
24 |
51,6 |
|
36 |
55 |
28 |
59,7 |
55 |
29 |
60,8 |
55 |
29 |
61,7 |
|
42 |
65 |
34 |
70,8 |
65 |
34 |
72,3 |
65 |
34 |
73,0 |
|
48 |
75 |
38 |
81,9 |
75 |
38 |
82,6 |
75 |
38 |
84,3 |
7 Шайбы подкладываются под гайку или головку болта для увеличения опорной поверхности и защиты поверхности деталей от задиров при затягивании гайки. Пружинные шайбы (ГОСТ 6402-70) применяются для предотвращения гайки от самоотвинчивания. Размеры шайб приведены в таблице 7, а изображение на рисунке 27.
Рисунок 27 – Основные размеры шайбы по ГОСТ 11371-78
Таблица 7 – Шайбы ГОСТ 11371-78
|
Диаметр резьбы на детали |
d1 ,мм |
d2, мм |
S, мм | |
|
Исполнение 1 (класс точности С) |
Исполнение 2 (класс точности А) | |||
|
2 |
2,4 |
2,2 |
5 |
0,3 |
|
2,5 |
2,9 |
2,7 |
6 |
0,5 |
|
3 |
3,4 |
3,2 |
7 |
0,5 |
|
3,5 |
- |
3,7 |
8 |
0,5 |
|
4 |
4,5 |
4,3 |
9 |
0,8 |
|
5 |
5,5 |
5,3 |
10 |
1,0 |
|
6 |
6,6 |
6,4 |
12 |
1,6 |
|
7 |
- |
- |
- |
- |
|
8 |
9,0 |
8,4 |
16 |
1,6 |
|
10 |
11,0 |
10,5 |
20 |
2,0 |
|
12 |
13,5 |
13,0 |
24 |
2,5 |
|
14 |
15,5 |
15,0 |
28 |
2,5 |
|
16 |
17 |
17 |
30 |
3,0 |
|
18 |
20 |
19 |
34 |
3,0 |
|
20 |
22 |
21 |
37 |
3,0 |
|
22 |
24 |
23 |
39 |
3,0 |
|
24 |
26 |
25 |
44 |
4,0 |
|
27 |
30 |
28 |
50 |
4,0 |
Продолжение таблицы 7
|
Диаметр резьбы на детали |
d1 ,мм |
d2, мм |
S, мм | |
|
Исполнение 1 (класс точности С) |
Исполнение 2 (класс точности А) | |||
|
30 |
33 |
31 |
56 |
4,0 |
|
33 |
- |
34 |
60 |
5,0 |
|
36 |
39 |
37 |
66 |
5,0 |
|
39 |
- |
40 |
72 |
6,0 |
|
42 |
45 |
43 |
78 |
7 |
|
45 |
- |
- |
- |
- |
|
48 |
52 |
50 |
92 |
8 |
Пример условного обозначения шайбы исполнения 1, для диаметра стержня 12 мм, класса точности А, с толщиной, установленной в стандарте, из стали 08кп, с цинковым покрытием толщиной 6 мкм, хроматированным:
Шайба А.12.01.08 кп. 016 ГОСТ 11371—68.
В учебных чертежах допускается давать упрощенное обозначение:
Шайба 12 ГОСТ 11371—68.
8 На сборочных чертежах допускается упрощенное изображение болтового соединения. В этом случае все размеры принимают в зависимости от диаметра резьбы (рисунок 9). При этом на чертеже проставляют только два размера: диаметр резьбы и длину болта (рисунок А.5).
9 Шпилька представляет собой стержень с резьбой на обоих концах (рисунок 28).
Рисунок 28 – Основные размеры шпильки
Один конец шпильки (l0 ) предназначен для навинчивания гайки, а другой резьбовой конец (l1) предусмотрен для ввинчивания шпильки в резьбовое отверстие детали. Например:
l1=d – для стали, бронзы, титановых сплавов (ГОСТ 22032-76, ГОСТ 22033-76);
l1=1,25d – для серого и ковкого чугуна (ГОСТ 22034-76, ГОСТ 22035-76);
l1=2d – для легких сплавов(ГОСТ 22038-76, ГОСТ 22039-76).
Длина резьбовой части l1 в общую длину шпильки l не входит (рисунок 21).
Пример обозначения шпильки:
2 Шпилька М20×1,5–q6×70.58.C.019 ГОСТ 22037-76,
т.е. шпилька выполнена по ГОСТ 22037-76, класса точности А с ввинчиваемым резьбовым концом 1,6d, исполнения 2, диаметром резьбы d=20 мм, с мелким шагом 1,5 мм, с полем допуска резьбы 6q, длиной резьбы l=70 мм, класса прочности 5.8, из спокойной стали, с цинковым покрытием толщиной 9 мкм, хроматированным.
10 Гнездо под шпильку высверливается диаметром, равным внутреннему диаметру резьбы (0,85d), и затем нарезается резьба. Глубина сверления L примерно равна длине
L= l1+0,5 d,
где l1 —длина нарезанной части шпильки, ввернутой в тело детали (рисунок 32).
Запас резьбы в гнезде длиной 0,5 d необходим, так как последние витки при нарезании метчиком имеют неполноценный профиль резьбы.
11 Для предохранения крайних наружных витков резьбы от повреждений и для лучшего направления гайки при ее завинчивании на концах болтов и шпилек обычно делают фаску.
Вопросы для самопроверки
1 Выполните эскиз условного изображения резьбы на стержне и в отверстии (в разрезе).
2 Выполните эскиз упрощенного изображения винта, ввернутого в дерево и удерживающего металлическую планку.
3 Как обозначают на чертежах метрические и дюймовые резьбы?
4 Как обозначают специальные резьбы на чертежах, трапецеидальные резьбы, многоходовые?
5 Как изображают и обозначают резьбы нестандартных профилей?
6 Что такое трубные резьбы? Условность обозначения трубной резьбы.
7 Обозначьте по ГОСТу болт М20, длиной 80 мм, с шестигранной головкой (нормальной точности).
8 Обозначьте по ГОСТу болт М18, длиной 120 мм, с шестигранной уменьшенной головкой (повышенной точности).