Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Резьбовые соединения деталей

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение ВПО

«Иркутский государственный технический университет»

Кафедра начертательной геометрии и инженерной графики

Допускаю к защите

Руководитель
	^{подпись}
	С.Б. Клименкова
	^{И.О.Фамилия}

Резьбовые соединения деталей

^{наименование
темы}

Курсовая работа

по дисциплине

Инженерная графика

Выполнил студент группы	ГД-12-5		В.П. Имыгиров
	^{Шифр группы}	^{подпись}	^{И.О.Фамилия}
Нормоконтроль		.	С.Б. Клименкова
		^{подпись}	^{И.О.Фамилия}
Курсовая работа защищена с оценкой

Иркутск, 2013г.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 3

Резьбовые соединения 3

Классификация резьбовых соединений 5

Условное изображение резьбы на стержне. 7

Резьбы крепёжные 8

Резьбы конические 10

Резьбы ходовые 10

Конструкции резьбовых деталей 11

Шпильки 15

Гайки 16

ОБОЗНАЧЕНИЕ СТАНДАРТНЫХ РЕЗЬБОВЫХ ИЗДЕЛИЙ В СПЕЦИФИКАЦИИ 17

Используемая литература 18

ВВЕДЕНИЕ

Соединение изделий в промышленности бывают неразъёмными и разъёмными.

Неразъемными называют соединения, демонтаж которых нельзя провести без нарушения целостности составных частей изделия (заклепочные и сварные соединения, соединения пайкой, склеиванием и др.).

Разъемными называют соединения, демонтаж которых происходит без нарушения целостности составных частей изделия (резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые, клиновые соединения и др.).

Наиболее распространенным видом разъемных соединений являются резьбовые соединения.

Резьбовыми назовем соединения, в состав которых входят детали, содержащие наружную и внутреннюю резьбу с одинаковыми параметрами.

Опыт работы со студентами показал, что для них представляется затруднительным изучение материала, касающегося изображения и обозначения резьб на чертежах.

Поэтому в настоящей работе авторы преследуют цель - помочь студенту правильно:

Определить тип и параметры резьбы;

Изображать и обозначать резьбу и резьбовые соединения;

Пользоваться справочными материалами по резьбам;

Вычислять параметры, часто встречающихся конструктивных элементов изделий с резьбой (длины болтов, винтов, шпилек, параметры гнезд);

Записывать в конструкторскую документацию (спецификацию) параметры стандартных крепежных изделий, учитывая требования ГОСТа;

Изображать сальниковые устройства - конструктивные элементы, часто встречающиеся в учебных сборочных чертежах.

Резьбовые соединения

Резьба – поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. Применяется как средство соединения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин, механизмов, приборов и т. п.

В основе образования резьбы лежит принцип получения винтовой линии. Винтовая линия – это пространственная кривая, которая может быть образована точкой, совершающей движение по образующей какой-либо поверхности вращения, при этом сама образующая совершает вращательное движение вокруг оси.

Если на поверхности цилиндра или конуса прорезать канавку по винтовой линии, то режущая кромка резца образует винтовую поверхность, характер которой зависит от формы режущей кромки. Образование винтового выступа можно представить как движение треугольника, трапеции, квадрата по поверхности цилиндра или конуса так, чтобы все точки фигуры перемещались по винтовой линии (рис.1). В случае, если подъем винтового выступа на видимой (передней) стороне идет слева направо, резьба называется правой, если подъем винтового выступа идет справа налево – левой. Чаще всего используют правую резьбу. Левую резьбу применяют только в специальных механизмах. Если по поверхности перемещаются одновременно два, три и более плоских профиля, равномерно расположенные по окружности относительно друг друга, то образуются двух- и трехзаходные винты.

Рис.1

В качестве примера образования одно-, двух- и трехзаходной резьбы можно рассмотреть процесс навивки на цилиндрическую поверхность проволоки треугольного сечения (витки плотно прилегают друг к другу). Для однозаходной резьбы (рис.2,а) величина хода винта Рh равна шагу Р. Для двух- (рис.2,б) и трехзаходных (рис.2,в) винтов, когда осуществляется одновременная навивка соответственно двух и трех проволок указанного сечения, величина хода соответственно равняется 2Р – для двухзаходного винта и ЗР – для трехзаходного. Наиболее распространена однозаходная резьба. Все крепежные резьбы однозаходные. Многозаходные резьбы применяются преимущественно в винтовых механизмах.

Приведенные положения, с некоторыми изменениями и уточнениями, могут быть отнесены и к конической поверхности.

Рис.2

Также к основным элементам и параметрам резьбы относятся: ось резьбы, профиль резьбы, угол профиля, наружный и внутренний диаметр резьбы, шаг, ход резьбы и другие параметры.

Ось резьбы — ось, относительно которой образована винтовая поверхность резьбы.

Профиль резьбы — профиль выступа или канавки резьбы в плоскости осевого сечения резьбы.

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

Канавка (впадина) резьбы — пространство, заключенное между выступами резьбы.

Угол профиля — угол между смежными боковыми сторонами резьбы в плоскости осевого сечения.

Шаг резьбы — расстояние между одноименными точками двух соседних профилей, измеренное параллельно оси резьбы.

Ход резьбы — величина осевого перемещения детали с резьбой за один оборот.

Ход резьбы равен шагу, умноженному на число заходов.

Наружный диаметр цилиндрической резьбы это — диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг выступов наружной или впадин внутренней резьбы. Этот диаметр, обозначаемый в дальнейшем через d, для большинства резьб принимают за номинальный диаметр. Он характеризует размеры резьбы и используется при ее обозначении на чертеже.

Внутренний диаметр резьбы (di) - диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы или в выступы внутренней (рис.1). На чертеже рекомендуется соблюдать следующее соотношение: dl = 0,85 d.

Классификация резьбовых соединений

Резьбовые (разъемные) соединения выполняют с помощью резьбовых крепежных деталей — болтов, винтов, шпилек, резьбовых муфт, стяжек и т. п.

На рис. 3 деталь 1 — резьба цилиндрическая, наружная; деталь 2 — резьба цилиндрическая внутренняя.

Рис.3. Болт и гайки

Условное изображение резьбы. ГОСТ 2.311–68

Построение винтовой поверхности на чертеже – длительный и сложный процесс, поэтому на чертежах изделий резьба изображается условно, в соответствии с ГОСТ 2.311–68. Винтовую линию заменяют двумя линиями – сплошной основной и сплошной тонкой.

Резьбы подразделяются по расположению на поверхности детали на наружную и внутреннюю.

Условное изображение резьбы на стержне.

Рис.4

Наружная резьба на стержне (рис.4) изображается сплошными основными линиями по наружному диаметру и сплошными тонкими – по внутреннему диаметру, а на изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси стержня, тонкую линию проводят на 3/4 окружности, причем эта линия может быть разомкнута в любом месте (не допускается начинать сплошную тонкую линию и заканчивать ее на осевой линии). Расстояние между тонкой линией и сплошной основной не должно быть меньше 0,8 мм и больше шага резьбы, а фаска на этом виде не изображается. Границу резьбы наносят в конце полного профиля резьбы (до начала сбега) сплошной основной линией, если она видна. Сбег резьбы при необходимости изображают сплошной тонкой линией.

Рис.5

Из технологических соображений на части детали (стержня) может быть осуществлен недовод резьбы. Суммарно недовод резьбы и сбег представляют собой недорез резьбы (ГОСТ 10548–80). Размер длины резьбы указывается, как правило, без сбега.

Условное изображение резьбы в отверстии

Рис.6

Внутренняя резьба – изображается сплошной основной линией по внутреннему диаметру и сплошной тонкой – по наружному. Если при изображении глухого отверстия, конец резьбы располагается близко к его дну, то допускается изображать резьбу до конца отверстия. Резьбу с нестандартным профилем следует изображать.

Резьбы крепёжные

Для крепёжных деталей применяют резьбу треугольного профиля с углом при вершине 60 или 55 градусов. Резьбы такого профиля имеют повышенный коэффициент межвиткового трения, что предотвращает самопроизвольное ослабление или развинчивание резьбовых соединений при вибрациях, возникающих от работы механизмов. Ниже рассмотрены основные виды крепёжных резьб: метрические, трубные.

Метрическая резьба - наиболее распространённая крепёжная резьба. Она имеет профиль в виде равностороннего треугольника (ГОСТ 9150-81) со срезанными вершинами. Основные параметры: номинальный диаметр (d) и шаг (р) резьбы,- определяет ГОСТ 8724-81 (Табл.1). Для каждого стандартного диаметра предусмотрено несколько (от 1 до 6) разных по величине шагов. Наибольший шаг резьбы для данного номинального диаметра называется крупным, а остальные шаги - мелкими.

В обозначение метрической резьбы входят буква М и численные значения номинального диаметра и мелкого шага, соединённых знаком умножения (х). Крупный шаг резьбы в обозначении не указывается. Примеры обозначений: М20х2 (для мелкого шага); ММ (для крупного шага).

Если выбранные параметры резьбы (шаг или номинальный диаметр) не входят в таблицу 1, то такая резьба называется Специальной метрической. Для её обозначения перед буквой М добавляются букы Сп, например:

СпМ 24x1 (при нестандартном шаге резьбы);

Сп М 26 х 1,5 (при нестандартном номинальном диаметре резьбы).

Параметры метрической цилиндрической резьбы ( из ГОСТ-8724-81) (При выборе диаметров резьб первый ряд следует предпочитать второму, а второй – третьему)

Трубная цилиндрическая резьба имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине равным 55°. Номинальный размер резьбы условно отнесен к внутреннему диаметру трубы, называемому условным проходом и обозначаемому в технической литературе через Ду. Основные параметры резьбы для диаметров от 1/8 до 6 дюймов (1 дюйм = 25,4 мм) определяет ГОСТ 6367-81 (Табл. 2). Шаг такой резьбы выражается числом ниток (витков) на длине одного дюйма и может быть от 28 до 11 ниток на дюйм.

Трубную резьбу применяют для соединения труб и тонкостенных деталей цилиндрической формы. В обозначение трубной цилиндрической резьбы входят буква G и условное обозначение (в дюймах) внутреннего диаметра трубы. Примеры обозначения Gl'/₂; G2 .

Резьбы конические

Эти резьбы обеспечивают повышенную герметичность в соединениях деталей и поэтому применяются при больших давлениях жидкости, пара или газа. Все конические резьбы имеют конусность 1:16. Различаются следующие виды конической резьбы:

Коническая дюймовая резьба имеет профиль равностороннего треугольника. Профиль и размеры этой резьбы устанавливает ГОСТ 6211 -81. Эту резьбу применяют в резьбовых соединениях топливных, масляных, водяных и воздушных трубопроводов. В обозначение резьбы входят буква К и размер резьбы в дюймах. Пример обозначения: К l'/₄_

Трубная коническая резьба имеет треугольный профиль с углом при вершине 55 градусов. Параметры резьбы устанавливает ГОСТ 6211-81. В обозначение трубной конической наружной резьбы входит буква R, а внутренней - Rc. Далее после буквенного обозначения следует размер резьбы в дюймах. Примеры обозначения: R ( для наружной резьбы); Rc 1 (для внутренней резьбы).

Метрическая коническая резьба (ГОСТ 25229-82) имеет угол профиля 60°. В обозначение резьбы входят буквы МК, диаметр резьбы в основной плоскости и шаг (оба параметра указывается в мм).

Пример обозначения: МК 20 xl,5.

Резьбы ходовые

Такие резьбы часто применяются в механизмах для преобразования вращательного движения в поступательное. Отсюда происходит их название. Имеются следующие разновидности:

Трапецеидальная резьба имеет профиль в виде равнобочной трапеции с углом 30° между боковыми сторонами. Основные размеры однозаходной резьбы для диаметров от 10 до 640 мм с шагами от 2 до 48 мм устанавливает ГОСТ 9484-81 (табл.3). В обозначение резьбы входят буквы Тг, номинальный (наружный) диаметр и шаг резьбы в миллиметрах. Для левой резьбы после условного обозначения ставят буквы LH.

Примеры обозначения: Тг 20x4; Tr 28xSLH

Упорная резьба (ГОСТ 24737-81). Имеет профиль не равнобочной трапеции. Рабочая сторона наклонена к вертикали под углом 3°, а другая - под углом 30°. Форма профиля и значения диаметров от 10 до 600 мм с шагом от 2 до 42 мм устанавливает ГОСТ 109177-82. Резьба применяется при больших односторонних усилиях, действующих в осевом направлении. В обозначении упорной резьбы входят буква S, а также номинальный (наружный) диаметр и шаг резьбы в миллиметрах. Примеры обозначения: S 32x6; S 16x2.

Круглая резьба (ГОСТ 13536-68). Профиль такой резьбы образован дугами, связанными между собой участками прямой линии. Резьба применяется ограниченно для водопроводной арматуры (шпиндели вентилей смесителей, туалетных и водопроводных кранов). Стандартом I предусмотрен только -а; один размер: Кр 12x2,54.

Конструкции резьбовых деталей

Основные резьбовые крепежные детали — болты, винты, шпильки, гайки, а также шайбы и устройства, предохраняющие резьбовые соединения от самоотвинчивания, гаечные ключи.

Болтом (см. рис. 7, а) называется резьбовое изделие цилиндрической (или конической) формы, снабженное на одном конце головкой, а на другом резьбой, на которую навинчивается гайка.

Рис. 7. Типы резьбовых соединений: а — болтовое; б — соединение винтом; в, г — соединение шпилькой

Резьбовое изделие цилиндрической формы, снабженное на одном конце головкой, а на другом резьбой (гайкой служит деталь), называется винтом.

Болтами (рис. 7, а) скрепляют детали не очень большой толщины. Отверстия в соединяемых деталях выполняют несколько большего диаметра, чтобы можно было легко вставить болт, не повредив резьбы. С торца головку болта обтачивают на конус (снимают фаску), чтобы срезать вершины углов призмы, которые могут создавать затруднения при захватывании ключом. Болт требует для размещения гайки много места что увеличивает габариты и вес конструкции. Зато, при обрыве он легко заменяется.

Винт может иметь головку разной формы, в частности и шестигранную. Винт ввертывается в корпус и поэтому требует мало места для размещения, что сокращает размеры и вес конструкции. Однако, при сборке, резьба в корпусе (в особенности чугунном или алюминиевом) может быть повреждена. При обрыве трудно извлечь оставшуюся в резьбе часть винта.

Резьбу у болтов накатывают или нарезают на заготовках, полученных горячей высадкой из прутка. Болты также изготовляют из фасонного прутка (шестигранного или другого профиля) на токарно-винторезных станках или автоматах.

Болты и винты находят широкое применение во всех отраслях машиностроения для получения разъемных соединений. Они стандартизованы.

Конструктивные формы болтов и винтов. По форме головки болты и винты бывают с шестигранной головкой (рис. 8, а), квадратной (рис. 8, б), цилиндрической (рис. 8, в), полукруглой (рис. 8, г), потайной (рис. 8, д) с углублением под шестигранный ключ (рис. 8, е) или специальную отвертку (рис. 8, ж). Имеются и другие конструкции головок.

Болты, как правило, имеют головку, захватываемую снаружи инструментом — гаечным ключом, рис. 8, а, б, винты — специальным торцовым ключом (рис. 8, в—ж) и с головками, препятствующими провороту винта.

Головки винтов с наружным захватом. Обеспечивают наибольшую силу затяжки, но при этом требуется больше места для захвата ключом. Широкое распространение получила шестигранная головка (рис. 8, а,б), для которой требуется поворот гаечного ключа на 1/6 оборота до перехвата за следующие грани (при условии, что ключ не переворачивается). Для уменьшенной шестигранной головки нужно меньше места для размещения. Это позволяет снизить массу конструкции. В условиях частого завинчивания и отвинчивают и при наличии свободного пространства для поворота ключа применяют квадратные головки, которые при тех же габаритах имеют более широкие грани.

Головки с торцовым захватом. Можно размещать в углублениях, что улучшает внешний вид, уменьшает габариты и создает удобства обслуживания машины. В зависимости от формы применяемого инструмента такие головки выполняют: о внутренним шестигранником (см. рис. 8,е). шлицем под обычную отвертку (см. рис. 8,в) или с крестовым шлицем под специальную отвертку (см. рис. 8, ж). Винты с внутренним шестигранником обслуживаются простым ключом в виде изогнутого под прямым углом прутка шестигранного профиля. Широкое применение винтов с внутренним шестигранником объясняется тем, что прочность граней шестигранного отверстия меньше прочности стержня винта, и его невозможно оборвать при затяжке, а процесс затяжки легко поддается автоматизации. Головки винтов для завинчивания отверткой (см. рис. 8,е) могут быть цилиндрическими, полукруглыми, потайными или полупотайными. Головки с крестовым шлицем (см. рис. 8,ж) более совершенны, так как такой шлиц лучше сопротивляется обмятию.

Головки, препятствующие провороту. Подразделяют на головки специальной формы, закладываемые в гнезда, или головки с двумя параллельными рабочими гранями, закладываемые в пазы, и круглые головки с усиком, вызывающие обмятие детали.

Рис. 8. Виды болтов и винтов

Концы болтов и винтов выполняют плоскими (рис. 9, а), с конической фаской (рис. 9, б) или сферическими (рис. 9, в).

Рис. 9. Конструктивные элементы болтов, винтов и шпилек

В зависимости от формы стержня болты и винты бывают с нормальным стержнем (рис. 10,а); с подголовком (рис. 10,б); с точно обработанным утолщенным стержнем для постановки без зазора в отверстие из-под развертки (рис. 10,в); со стержнем уменьшенного диаметра ненарезанной части для повышения упругой податливости и выносливости при динамических нагрузках (рис.10, г).

Рис. 10. Формы стержня болтов и винтов

В зависимости от точности изготовления болты и винты выполняют нормальной и повышенной точности. В зависимости от назначения болты и винты бывают общего назначения, установочные и специальные.

Винты, показанные на рис. 11, называются установочными. Их применяют для фиксации положения деталей и предотвращения их сдвига, например, при соединении двух валов с помощью втулки и шпонок, осевая фиксация втулки относительно вала осуществляется с помощью установочных винтов. Винты с плоским торцом (рис. 11, а) можно применять при малой толщине деталей; с коническим (рис. 11, б) и ступенчатыми (рис. 11, в, г) — для деталей, имеющих предварительное засверливание. Установочные винты изготавливаются небольшой длины с резьбой по всей длине. Винты с засверленным концом (рис. 11, д) используют совместно с шариком).

Рис. 11. Установочные винты

К специальным болтам относятся фундаментные (рис.12, а), болты конусные для отверстий из – под развертки (рис. 12, б), грузовые винты (рым-болты, рис. 12, в) и многие другие.

Рис.12. Примеры специальных болтов

Шпильки

Шпильки применяют, когда по конструктивным особенностям соединений установить болт или винт нельзя и когда по условию эксплуатации требуется частая разборка и сборка соединения деталей, одна из которых имеет большую толщину. Применение винтов в этом случае привело бы к преждевременному износу резьбы детали при многократном отвинчивании и завинчивании. При динамических нагрузках прочность шпилек выше, чем прочность болтов. Шпильку ввинчивают в деталь при помощи гайки, навинченной поверх другой гайки или при помощи специального шпильковерта.

Шпилька — резьбовое изделие цилиндрической формы, имеющее с обоих концов резьбы, один конец которой (головка) ввинчивается в деталь, для чего имеет с этой стороны тугую нарезку, а на другой навинчивается гайка. Резьбовое изделие, показанное на рис. 13, г, можно назвать болтом-шпилькой.

При разборке свинчивается только гайка и тугая резьба в корпусе не повреждается. Шпильки рекомендуется применять при чугунных или алюминиевых корпусах.

Шпильки делят на два типа по ГОСТ 11765-81: с проточкой (рис. 13, а); без проточки, со сбегом резьбы на посадочном конце (рис. 13, б). Один конец шпильки ввинчивается в тело детали до отказа с затяжкой на сбег резьбы (шпилька ввинчивается, например, с помощью двух гаек). Диаметр резьбы на обоих концах шпильки, как правило, одинаков. Глубина ввинчивания lш зависит от материала детали.

Рис. 13. Конструкции шпилек

Гайки

Гайки имеют различную форму. Наиболее распространены шестигранные гайки. На рис. 14 показаны шестигранные гайки, применяемые в машиностроении: а — с одной фаской; б — с одной фаской и проточкой; в — прорезные; г — корончатые. У корончатых гаек для установки стопорных шплинтов выполнены прорези. Имеются и другие конструктивные разновидности шестигранных гаек. В зависимости от высоты шестигранные гайки бывают нормальные,высокие и низкие. Высокие гайки применяют при частых разборках и сборках для уменьшения износа резьбы. Прорезные и корончатые гайки также выполняют высокими. В зависимости от точности изготовления шестигранные гайки, аналогично болтам, бывают нормальной и повышенной точности. Для крепления подшипников качения, рулевого устройства в велосипедах, мотоциклах и других машинах применяют круглые гайки со шлицами (рис.14, д). При частом отвинчивании и завинчивании с небольшой силой затяжки применяют гайки-барашки (рис. 14, е, ж).

Рис. 14. Конструктивные формы гаек

Рис. 15. Гайки

На рис. 15: в — шестигранная гайка с двумя фасками для больших осевых нагрузок; г — шестигранная гайка с одной фаской для незначительных осевых нагрузок; ж — шестигранная гайка с глухим резьбовым отверстием; з —шестигранная гайка с буртиком; и — круглая гайка с накаткой и углублением под ключ; к — круглая гайка с отверстиями на торце под ключ.

ОБОЗНАЧЕНИЕ СТАНДАРТНЫХ РЕЗЬБОВЫХ ИЗДЕЛИЙ В СПЕЦИФИКАЦИИ

Спецификация - текстовой конструкторский документ, определяющий состав сборочной единицы, комплекса или комплекта.

Обозначение стандартных резьбовых изделий в спецификации осуществляется в разделе «Стандартные изделия», следующим за разделом «Детали». Перечисление таких изделий осуществляется в алфавитном порядке (Болт, Винт, Гайка, Шайба, Шпилька). Между собой однородные изделия (например Болты) следует записывать в порядке возрастания номинального диаметра, а затем длины болта. Аббревиатура обозначения болтов, винтов и шпилек включает в себя букву М (от слова Метрическая), номинальный диаметр резьбы и длину болта (винта или шпильки), записанные через знак умножения ( х ). Далее указывается номер ГОСТа на изделие. Например: Болт Ml2x60 ГОСТ 7798-70 Винт Ml2x50 ГОСТ 1491- 72 Шпилька Ml6x100 ГОСТ22034-76 В обозначении гайки указывается буква М, далее номинальный диаметр резьбы и номер ГОСТа на изделие, например: Гайка М24 ГОСТ 5915-70.

В обозначении шайбы указывается номинальный диаметр резьбы болта, винта или шпильки, с которыми она применяется, а также номер ГОСТа на изделие, например: Шайба 24 ГОСТ 11371-68 - для круглых шайб Шайба 12 ГОСТ 6402- 70- для пружинных шайб.

Используемая литература

http://do.gendocs.ru/docs/index-384411.html

Справочный материал по оформлению графической части курсовых и дипломных проектов (для студентов специальностей 190601.65, 190603.65, 150405.65) - П.А. Пустошный , доцент, кандидат технических наук

http://www.wikipedia.ru