Определение длины ввинчиваемого конца шпильки

Длина ввинчиваемого конца	ГОСТ для шпилек	Материал соединяемых деталей
класса точности А	класса точности В
ℓ1=d	22032-76	22033-76	Сталь, бронза, латунь и т.п.
ℓ1= 1,25 d	22034-76	22035-76	Ковкий и серый чугун (допустимы сталь, бронза)
ℓ1= 1,6 d	22036-76	22037-76	Ковкий и серый чугун (допустимы сталь, бронза)
ℓ1= 2 d	22038-76	22039-76	Легкие сплавы (допустима сталь)
ℓ1= 2,5 d	22040-76	22041-76	Легкие сплавы (допустима сталь)
ℓ1=ℓ0	22042-76	22043-76	Без ограничения

 

Размеры посадочного конца шпилек приведены в табл. 10.

Под длиной шпильки ℓ понимается длина шпильки без посадочного конца. Длина шпильки зависит от толщины присоединяемой детали С, высоты гайки Н_г, толщины шайбы S_ш и от величины свободного конца К: ℓ_р = С + Н_г + S_ш + К,

где С – толщина присоединяемой детали задается (см. прил. А,табл. А. 1).

Таблица 10

Основные размеры шпилек нормальной точности, мм

Диаметр резьбы d	Шаг резьбы р	Длина посадочного конца
крупный	мелкий	ℓ1=d	ℓ1=1,25d	ℓ1=1,6d	ℓ1=2d	ℓ1=2,5d
	1,5	1,25
	1,75	1,25
(14)		1,5
		1,5
		1,5
	2,5	1,5
(22)	2,5	1,5
(27)
	3,5
	4,5

 

Значения S_ш (толщина шайбы) и Н_г (высота гайки) выбираются по номинальному диаметру резьбы шпильки из соответствующих стандартов: S_ш – по ГОСТ 11371-78 (прил. Б, табл. Б. 10), Н_г – по ГОСТ 5915-70 (прил. Б, табл. Б. 6).

Величина свободного конца К зависит от диаметра резьбы шпильки: К = 0,3 d.

Расчетную длину шпильки округляют до ближайшего большего значения (см. прил. Б, табл. Б. 5).

Длина резьбы стяжного конца ℓ₀ имеет различные значения и зависит от диаметра шпильки d и ее стандартной длины, определяется

по табл. Б. 5 (прил Б).

 

Таблица 11

Нормальные линейные размеры

1-ый ряд	2-ой ряд	3-ий ряд	4-ый ряд	1-ый ряд	2-ой ряд	3-ий ряд	4-ый ряд
0,100	0,100	0,100   0,110	0,100 0,105 0,110 0,115	1,0	1,0	1,0   1,1	1,0 1,05 1,1 1,15
0,120	0,120   0,140	0,120 0,130 0,140 0,150	1,2	1,2   1,4	1,2 1,3 1,4 1,5
0,160	0,160	0,160   0,180	0,160 0,170 0,180 0,190	1,6	1,6	1,6   1,8	1,6 1,7 1,8 1,9
	0,200	0,200   0,220	0,200 0,210 0,220 0,240		2,0	2,0   2,2	2,0 2,1 2,2 2,4
0,250	0,250	0,250   0,280	0,250 0,260 0,280 0,300	2,5	2,5	2,5   2,8	2,5 2,6 2,8 3,0
0,320	0,320   0,360	0,320 0,340 0,360 0,380	3,2	3,2   3,6	3,2 3,4 3,6 3,8
0,400	0,400	0,400   0,450	0,400 0,420 0,450 0,480	4,0	4,0	4,0   4,5	4,0 4,2 4,5 4,8
0,500	0,500   0,560	0,500 0,530 0,600	5,0	5,0   5,6	5,0 5,3 5,6 6,0
1-ый ряд	2-ой ряд	3-ий ряд	4-ый ряд
0,630	0,630	0,630   0,710	0,630 0,670 0,710 0,750
0,800	0,800   0,900	0,800 0,850 0,900 0,950

Размеры фасок, выполняемых на резьбовых концах шпильки, выбирают по ГОСТ 12414-94 «Формы концов болтов, винтов, шпилек» или подсчитывают по формуле с = (0,1 … 0,15) d и округляют до стандартного значения по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры» (табл. 11).

 

2.2.4.2. Расчет гнезда под шпильку

 

Технологическая последовательность выполнения отверстия с резьбой под шпильку показана на рис. 69.

Рис. 69. Выполнение отверстия с резьбой под шпильку

 

1. Вначале сверлят отверстие диаметром d₁ на глубину ℓ₂:

d₁ = 0,85 d,

где d – номинальный диаметр резьбы.

Длина сверленого отверстия зависит от длины посадочного конца: ℓ₂ = ℓ₁ + 0,5 d.

Отверстие заканчивается конической поверхностью с углом при вершине конуса 120 º (угол конуса на чертеже не обозначается).

2. Резьбу в отверстии детали нарезают метчиком наружным диаметром резьбы d на глубину ℓ₃: ℓ₃ = ℓ₂ – 0,25 d

Рис. 70. Изображение гнезда под шпильку

В гнезде выполняется входная фаска, высота которой принимается равной (0,1 … 0,15) d.

На виде сверху фаска не показывается. Наружный диаметр резьбы d дан для каждого варианта (см. прил. А, табл. А. 1, А. 3, А. 4).

 

2.2.5. Гайки

 

Гайки представляют собой изделие с резьбовым отверстием для навинчивания на болт, винт, шпильку или другую деталь, имеющую аналогичную резьбу.

Гайки различают по форме, характеру исполнения, точности исполнения и шагу резьбы.

По форме гайки могут быть: шестигранные, квадратные, круглые, прорезные, корончатые, гайки-барашки и др. (рис. 71). Прорезные и корончатые гайки применяют в соединениях деталей, работающих с вибрацией. Во избежание самоотвинчивания в их прорези вставляют шплинт. Гайки-барашки применяют в случаях, когда навинчивание производится вручную. В круглых гайках выполняются шлицы под гаечный ключ.

а) б) в) г) д)

Рис. 71. Гайки:

а) шестигранные; б) прорезные; в) корончатые; г) гайки-барашки; д) круглые

 

Шестигранные гайки подразделяются по высоте на низкие с Н = 0,6 d (ГОСТ 5916-70), нормальные с Н = 0,8 d (ГОСТ 5915-70), высокие с Н = 1,2 d (ГОСТ 15523-70), особо высокие с Н = 1,5 d (ГОСТ 15525-70) и низкие с уменьшенным размером под ключ (ГОСТ 15521-70).

Стандартные гайки изготавливаются трех степеней точности: повышенной А, нормальной В и грубой С.

Наибольшее распространение в промышленности получили гайки шестигранные нормальной высоты трех исполнений: с двумя и одной наружными фасками (ГОСТ 5915-70) и выступом цилиндрической формы с одного торца (по ГОСТ 15526-70) (рис. 72).

Основные размеры шестигранных гаек см. в прил. Б (табл. Б. 6, Б. 7, Б. 8, Б. 9).

 

а) б) в)

Рис. 72. Чертеж гайки:

а) исполнение 1; б) исполнение 2; в) исполнение 3

Изображения шестигранных гаек строятся в той же последовательности, что и изображения головки болта (рис. 73)

 

Рис. 73. Построение шестигранной гайки

Форму гайки на чертеже передают два ее изображения: на плоскости проекций, параллельной оси гайки, совмещают половину вида (сверху) с половиной фронтального разреза; и на плоскости, перпендикулярной оси гайки, со стороны фаски. На чертеже указывают все необходимые размеры.

2.2.6. Шайбы

 

Шайба представляет собой цельную или разрезанную пластину с круглым отверстием и служит для установки под гайку, головку болта или винта (рис. 74).

Рис. 74. Изображение шайбы

 

Назначение шайбы – предохранять поверхность детали от смятия и задиров, равномерно распределять усилие на соединяемые детали, а также исключать возможность самоотвинчивания крепежной детали.

Стандартные шайбы по назначению подразделяются на обычные (ГОСТ 11371-78) (рис. 75, а), пружинные (ГОСТ 6402-70) (рис. 75, б), стопорные с лапкой (ГОСТ 13463-77) (рис. 75, в), а также стопорные многолапчатые (ГОСТ 11872-89) и др.

Обычные шайбы могут быть двух исполнений: без фаски (исполнение 1) и с фаской (исполнение 2) (рис. 75, а).

Диаметр отверстия в шайбе должен быть немного больше диаметра стержня крепежной детали. Основные размеры обычных круглых шайб приведены в прил. Б (табл. Б. 10).

Пружинная шайба (ГОСТ 6402-70) представляет собой разрезанное стальное кольцо с разведенными в разные стороны концами (рис. 75, б). При завинчивании шайба сжимается, врезаясь в торцы, например, гайки и соединяемой детали, что препятствует самоотвинчиванию крепежной детали.

 

а)

б) в)

Рис. 75. Шайбы:

а) обычные; б) пружинные; в) стопорные с лапкой

Рис. 76. Изображение соединения с помощью пружинной шайбы

Основные размеры пружинных шайб приведены в прил. Б (табл. Б. 11).

 

2.2.7. Шплинты

 

Самоотвинчивание гайки можно предотвратить и с помощью шплинта (рис. 77). Шплинты изготавливаются из проволоки мягкой стали специального (полукруглого) сечения. Шплинт имеет кольцевую головку в виде петли и два конца разной длины. Размеры, параметры шплинтов определяет ГОСТ 397-79. Под диаметром шплинта понимается его условный диаметр d, который равен диаметру отверстия в стержне болта, предназначенного для данного шплинта. Действительный размер диаметра шплинта несколько меньше его условного диаметра d.

а) б)

Рис. 77. Шплинт:

а) рабочий чертеж шплинта; б) крепежные детали соединения

 

Шплинты служат для предотвращения самоотвинчивания гаек, а также соскальзывания деталей, надетых на гладкий вал. Устанавливаются они на болтах исполнения 2 с корончатыми или прорезными гайками (рис. 78).

Рис. 78. Соединение деталей с использованием шплинтов

При соединении деталей прорези гайки должны быть расположены так, чтобы одна из них совпадала с отверстием в стержне болта, шплинт вставляется через прорезь гайки в отверстие болта и его концы в целях фиксации разводятся в разные стороны, предотвращая возможность поворота (самоотвинчивания) гайки относительно болта.

Основные размеры шплинтов приведены в прил. Б (табл. Б. 12).

 

2.2.8. Обозначения стандартных изделий

 

Каждая крепежная деталь имеет условное обозначение, в котором отражаются: класс точности, форма, основные размеры, материал и покрытие.

Прочность. В зависимости от необходимых механических свойств материала, из которого изготовлена крепежная деталь, она характеризуется определенным классом прочности или относится к определенной группе, которые устанавливает ГОСТ.

Каждый класс прочности и каждая группа определяют требования к механической прочности резьбовой детали и предусматривают марки материалов, из которых могут быть изготовлены эти детали.

Класс прочности болтов, винтов и шпилек обозначается двумя числами, каждое из которых отражает различные параметры, характеризующие прочность материала детали.

Для характеристики механических свойств этих деталей, выполненных из углеродистых и легированных сталей, установлено 12 классов прочности, обозначаемых двумя цифрами: 3.6; 4.6; 4.8; 5.6; 6.6; 6.8; 6.9; 8.8; 10.9; 12.9; 14.9.

Класс прочности гаек обозначается одним числом, которое отражает состояние материала детали при воздействии на нее испыта-

тельной нагрузки.

Для гаек из углеродистых и легированных сталей установлено 7 классов прочности: 4; 5; 6; 8; 10; 12; 14.

Материал. Для изготовления крепежных изделий каждого класса прочности стандарт рекомендует использовать определенные марки стали (табл. 12, 13).

Таблица 12