Общие сведения о резьбах, резьбовых изделиях и соединениях

Основным элементом резьбовых соединений является резь­ба– поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. Резьба классифицируется по следующим признакам:

а) в зависимости от формы поверхности, на которой выполне­на резьба, резьбы подразделяются на цилиндрические, образованные на цилиндрической поверхности, и конические, образованные на конической поверхности;

б) в зависимости от расположения резьбы на поверхности стержня или отверстия резьбы подразделяются на внешние и внутренние;

в) в зависимости от формы профиля резьбы, то есть контура сечения резьбы в плоскости, проходящей через её ось, различают резьбы треугольного, прямоугольного, трапециевидного, кругло­го и других профилей.

Треугольную резьбу подразделяют на метрическую, трубную и коническую дюймовую; трапециевидную –– на трапецеидальную, оку­лярную и упорную. Профили резьб характеризуются следующими осо­бенностями.

Рис.3.1. Профили стандартных резьб

С п е ц и а л ь н ы е резьбы – резьбы, имеющие стандартный профиль и нестандартный либо диаметр, либо шаг резьбы.

К параметрам резьбы относятся её шаг и ход.

Шаг резьбы (Р)– расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля, измеренными вдоль оси резь­бы. По величине шага различают резьбу крупную, мелкую и специаль­ную.

Ход резьбы (S)– относительное осевое перемещение винта (гайки) за один оборот, равное произведению S = n*Р, где n – число заходов резьбы. По числу заходов резьбы делятся на однозаходные и многозаходные.

Рис. 3.2. Шаг и ход резьбы

По направлению винтовой линии различают резьбу правую (обра­зованную контуром, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя) и левую (образованную контуром, вращающимся
против часовой стрелки и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя). Наиболее распространенными являются правые резьбы.

В зависимости от назначения резьбы делятся на крепёжные, предназначенные для неподвижного соединения деталей; крепёжно-уплотняющие, предназначенные одновременно для соединения деталей и обеспечения герметичности полученного соединения, и ходовые, предназначенные для передачи движения.

ГОСТ 2.311-68 устанавливает правила изображения и нанесе­ния обозначения резьбы на чертежах.

На стержне резьбу изображают сплошными тонкими линиями по внутреннему диаметру. Конец резьбы изображают сплошными основными толстыми линиями. На изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси стержня, сплошную тонкую линию по внутреннему диаметру проводят дугой равной 3/4 окружности, ра­зомкнутой в любом месте (рис. 3.3, а).

В отверстии резьбу изображают сплошными тонкими линиями по наружному диаметру. На изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную к оси отверстия, по наружному диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте (рис.3.3, б).

Сплошную тонкую линию при изображении резьбы наносят на рас­стояние не менее 0,8 мм от толстой основной линии и не более ве­личины шага резьбы.

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 толстой линии.

Кромка, срезанная в виде усеченного конуса на цилиндричес­ком стрежне или в отверстии, называется фаской. Этот элемент обе­спечивает удобство сопряжения деталей, улучшает внешний вид изде­лия, предохраняет резьбу от забоя. Фаски в проекции на плоскость перпендикулярную к оси стержня или отверстия не изображают.

а) б)

Рис. 3.3. Изображение резьбы

На разрезах резьбовых соединений изображают только ту часть внутренней резьбы, которая не закрыта внешней резьбой (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Изображение резьбового соединения

Рис.3.5. Изображение нестандартной резьбы

Резьбовые соединения образуются с по­мощью резьбовых крепёжных деталей: винтов, болтов, шпилек, гаек или резьбы, нанесенной непосредственно на соединяемые детали. Резьбовые соединения относятся к разъёмным неподвижным соединениям. В такого рода соединениях соединяемые детали друг относительно друга не перемещаются, а за счёт наличия резьбовых деталей такое соединение легко разбирается на составные части без нарушения целостности входящих в соединение деталей.

Рис. 3.6 Обозначение резьб

.

Болт представляет собой цилиндрический стержень, на одном конце которого имеется резьба, выполненная способом накатки или нарезки, а на другом – головка. Форма головок: шестигранная, квадратная, цилиндрическая и т. д.

По конструкции болты с 6– гранными головками разделяются на (рис. 3.7):

а) Исполнение 1 – без отверстий;

б) Исполнение 2 – со шплинтовым отверстием в стержне;

в) Исполнение 3 – с двумя сквозными отверстиями в головке – для прошплинтовки проволокой с целью предотвращения сомоотвинчивания.

Рис. 3.7. Исполнение болтов

Примеры условного обозначения болтов:

1) болт с диаметром резьбы d = 12 мм, длиной l = 60 мм, класса прочности 5,8, исполнения 1, с крупным шагом резьбы, с по­лем допуска 6g, без покрытия:

Болт М12 × 60–6g .58 ГОСТ 7798––70;

2)то же класса прочности 10.9 из стали 40Х, исполнение 2, с мелким шагом резьбы, с полем допуска 6g , cпокрытием 01:

Болт 2М12 × 1,25–6g ×60.109.40x.01 ГОСТ 7798-70.

Винт представляет собой резьбовой стержень с головкой, форма и размеры которой отличаются от головок болтов. В зависимос­ти от формы головки винтов они могут завинчиваться ключами или отвертками, для чего в головке винта выполняется специальный шлиц (прорезь) для отвертки (рис. 3.8).

Рис. 3.8. Изображение винта

Шпилькой называется крепежная деталь, представляющая собой цилиндрический стержень, имеющий с двух концов резьбу.

Конструкция и размеры шпилек общего применения регламентированы ГОСТ 22032-76 – ГОСТ 22043-76, шпилек двухсторонних для фланцевых соединений – ГОСТ 9066-75.

Шпильки общего применения выпускаются нормальной и повышенной точности для деталей с резьбовыми отверстиями (рис. 3.9) и для деталей с гладкими отверстиями.

Рис. 3.9. Шпильки общего применения

Табл. 3.1. Область применения шпилек

Пример условного обозначения шпильки для детали с резьбовым отверстием:

1) Шпилька с диаметром резьбы d =20 мм, с крупным шагом Р=2,5 с полем допуска 6g, длиной l=140 мм, класса прочности 5,8, без покрытия:

Шпилька М20-6g × 140.5,8 ГОСТ 22032-76.

Гайкой называется деталь, которая имеет отверстие с резьбой для навинчивания на болт или шпильку.

По форме гайки разделяются на шестигранные, круглые, корончатые и прорезные (рис.3.10) и другие.

Рис. 3.10. Гайки нормальной точности (а), корончатые и прорезные (б)

Примеры условного обозначения:

1) Гайка исполнения 1, с диаметром резьбы d = 12 мм, с крупным шагом резьбы, с полем допуска 7Н, класса прочности 5, без пок­рытия:

Гайка М12.5 ГОСТ 5915 - 70 ;

2) то же исполнения 2, с мелким шагом резьбы, с полем допуска 6Н, класса прочности 12, из стали марки 40Х, с покрытием 0,1 толщиной 6 мкм:

Гайка 2М12 × 1,25-6Н.12.40Х.016 ГОСТ 5915-70.

Ш а й б о й называется деталь (круглое кольцо с отверстием без резьбы для болта, винта или шпильки), подкладываемая под гайку, головку болта (винта) как для предохранения поверхности детали от повреждения при закручивании гайки, для более равномерного распределения давления гайки на соединяемые детали и устранения самоотвинчивания болтов, винтов и гаек при вибрации.

Рис.3.11. Шайбы обыкновенные, лапчатые и пружинные

Резьбовые соединения изображают кон­структивно, упрощенно или условно в зависимости от назначения чертежа. Если при изображении изделия необходимо указать техно­логические особенности соединяемых частей, то используют конструк­тивное изображение крепёжных деталей и соединений. В случае, когда изображение изделия выполнено достаточно крупно и нет необходи­мости указывать технологические особенности соединяемых частей, крепёжные детали и соединения изображают упрощенно. На чертеже крепёжных деталей, диаметры которых равны 2 мм и менее, все сое­динения следует изображать условно.

При вычерчивании резьбовых соединений необходимо учитывать следующее:

а) на главном изображении головку болта и гайку принято по­казывать тремя гранями;

б) по ГОСТ 2.305–68 болты, винты и шпильки в продольном раз­резе изображают нерассеченными. На сборочных чертежах нерассеченными, как правило, изображают также гайки и шайбы;

в) смежные детали штрихуют с наклоном в разные стороны. На­клон штриховки для одной и той же детали должен быть в одну и ту же сторону на всех изображениях;

г) на упрощенном изображении резьбового соединения не пока­зывают фаски, зазор между стержнем и отверстием, резьбу изображают по всей длине независимо от её действительной длины;

д) шлиц в головке под отвертку у винтов изображают на видах спереди и слева перпендикулярно к фронтальной и профильной плос­костям проекций, а на виде сверху– условно под углом 45°.

Болтовое соединение состоит из болта, гайки, шайбы и скрепляемых деталей (рис. 3.12). Размеры деталей упрощенного изображения соединения берутся в зависимости от диа­метра резьбы болта – d.

Винтовое соединение состоит из самого винта и двух соединяемых деталей. В одной из них просверлено глу­хое отверстие с резьбой. Винт свободно проходит сквозь отверстие присоединяемой детали и ввинчивается в глухое резьбовое отверстие другой детали, причем коническая головка винта не должна выступать над поверхностью детали (рис. 3.13). Размеры деталей упрощенно­го изображения соединения берутся в зависимости от диаметра резь­бы винта – d.

Длина ввинчиваемого (посадочного) конца винтов – L₁ зависит от материала деталей, имеющих резьбовое отверстие и выбирается из таблицы 3.1.

Рис. 3.12. Упрощенное изображение болтового соединения

Рис. 3.13. Упрощенное изображение винтового соединения

Шпилечное соединение состоит из шпильки, гайки и шайбы. В одной из соединяемых деталей просверливают глухое отверстие. В этом отверстии нарезают резьбу– d. Шпильку резьбовым по­садочным концом –L₁завинчивают в отверстие. Затем в подсое­диняемой детали просверливают отверстие диаметром (1,05–1,1)d и надевают её на шпильку. После этого на шпильку надевают шайбу и навинчивают гайку (рис. 3.14). Размеры деталей упрощенного изо­бражения соединения берутся в зависимости от диаметра резьбы шпильки – d.

Длина ввинчиваемого (посадочного) конца шпилек – L₁выби­рается из таблицы 3.1 в зависимости от области их применения.

Длину болтов, винтов и шпилек – L следует выбирать из следующего ряда чисел:

Рис. 3.14. Упрощенное изображение шпилечного соединения