Виды соединений составных частей изделий

Процесс соединения состав­ных частей изделий (деталей, сбороч­ных единиц) называют сборочной опе­рацией.

В процессе эксплуатации изделия его составные части могут перемещаться друг относительно друга или оставаться неподвижными, т.е. соединение может быть подвижным и неподвижным.

В зависимости от способа демонтажа составных частей изделия соединения разделяют:

Разъемные – соедине­ния, которые можно многократно разъединить на составные элементы, не деформируя их при этом, и затем вновь соединить. К разъемным соединениям относят соединения при помощи резьбы, шпонок, шлицев, штифтов, болтов, винтов и др.

Неразъемные – соединения, которые нельзя разъединить на составные элементы без повреждения хотя бы одного из составных элементов изделия. К неразъемным соединениям относят соедине­ния при помощи сварки, пайки, клепки, опрессовки (армирования), склеивания и др.

Изображение и обозначение резьбы

Для разъемного соединения состав­ных частей машин и различных устройств широко применяют соедине­ние при помощи резьбы или крепеж­ных деталей, имеющих резьбу. Среди различных видов соединений деталей резьбовые занимают более 20 процентов. Эти соединения характеризуются высокой надежностью, универсальностью, малыми габаритами, удобством и сравнительной быстротой сборки и разборки. В резьбовом соединении одна из деталей имеет наружную резьбу, а другая – внутреннюю.

Основные термины

Все термины, связанные с резьбой определены в ГОСТ 11708-82 «Резьба. Термины и определения». В данной методической разработке рассматриваются только некоторые из применяемых терминов.

Резьбой называется винтовая поверхность, образованная перемещением плоского контура определенной геометрической формы по винтовой линии, нанесенной на цилиндрической или конической поверхности. Плоский контур всегда располагается в одной плоскости с осью поверхности вращения (осевой плоскости), являющейся в то же время и осью резь­бы (рис.2). Форма плоского контура определяет профиль резьбы.

 

Рисунок 2

Ход резьбы (Рh) – это расстояние между средними точками одноименных боковых сторон одноименных витков резьбы, замеренное в осевой плоскости, что соответствует шагу винтовой линии и величине продольного перемещения винта за один его полный оборот при закрепленной гайке.

Шаг резьбы (Р) – это расстояние между средними точками одноименных боковых сторон соседних витков резьбы, замеренное в осевой плоскости.

Между ходом резьбы и шагом резьбы существует зависимость: Рh = пР. Для однозаходной резьбы величина шага резьбы и хода резьбы совпадают.

Виток резьбы - это часть винтовой поверхности, сформированная за один полный поворот профиля вок­руг оси резьбы (на 360°).

Наружный диаметр резьбы – это диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра соосного с резьбой и описанного вокруг выступов наружной резьбы или впадин внутренней резьбы.

Внутренний диаметр резьбы – это диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра соосного с резьбой и описанного вокруг впадин наружной резьбы или выступов внутренней резьбы.

Номинальный диаметр резьбы – это диаметр, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении. Для большинства стандартных резьб за номинальный диаметр резьбы принимают ее наружный диаметр.

Классификация резьб

На основании приведенного определения резьбы можно классифицировать.

По профилю (рис.3).

· треугольные – метрическая, трубная, дюймовая;

· трапециевидные – трапецеидальная, упорная;

· прямоугольные – прямоугольная нестандартная;

· круглые – круглая.

 

 

Рисунок 3

По назначению.

· крепежные и крепежно-уплотнительные, используемые для неподвижного соединения составных частей изделия (болтовое соединение, шпилечное, винтовое, резьбовое трубное). В эту группу входят резьбы треугольного профиля: метрическая, трубная, дюймовая;

· ходовые, или кинематические, используемые для подвижного соединения составных частей изделия, в результате которого вращательное движение вала преобразовывается в поступательное перемещение втулки, соединенной с валом (ходовой винт и суппорт в токарно-винторезных станках, винт и подвижная часть тисков и т.д.). В эту группу резьб входят: трапецеидальная, упорная, круглая, прямоугольная нестандартная.

По форме образующей поверхности, на которой расположена резьба.

· цилиндрическая – образующая поверхность цилиндрическая;

· коническая – образующая поверхность коническая.

По расположению образующей поверхности:

· наружная – резьба нанесена на наружной части цилиндрической или конической поверхности;

· внутренняя - резьба нанесена на внутренней части цилиндрической или конической поверхности.

По направлению винтовой линии

· правая – винтовая линия имеет правое направление (при ввинчивании резьбового стержня вращение выполняется по часовой стрелке);

· левая – винтовая линия имеет левое направление (при ввинчивании резьбового стержня вращение выполняется против часовой стрелки).

По числу заходов резьбы.

Одновременно на поверхности может быть нанесена одна или несколько винтовых линий, т.е. сформирована одна или несколько винтовых поверхностей с одинаковым профилем. Начало каждой из винтовых поверхностей называется заходом резьбы. Количество заходов задается величиной п.

· однозаходная – используется одна винтовая линия (п=1);

· многозаходная (двухзаходная, трехзаходная) – используется несколько винтовых линий (п>1).

Способы получения резьбы

Наиболее распространённым и универсальным способом получения резьбы является лезвийная обработка резанием. К ней относятся:

• нарезание наружной резьбы плашкой (рис.4);
• нарезание внутренней резьбы метчиком (рис.4);
• точение наружной и внутренней резьбы резьбовыми резцами и гребёнками.

Плашка Метчики

Рисунок 4

 

В зависимости от используемого резьбонарезного инструмента резьба может иметь полный и неполный профиль.

Участок резьбы в зоне перехода от полного профиля к гладкой части поверхности детали, на котором резьба имеет неполный профиль, называется сбегом резьбы (рис.5а, 5б).

а б

в г

Рисунок 5

 

Неполный профиль образуется за счет геометрической формы заборной части режущего инструмента – метчика или плашки (рис.4). Сбег резьбы изображают условно сплошной тонкой линией, проводимой примерно под углом 30° к оси резьбы (рис.5а).

Если требует­ся изготовить резьбу только полного профи­ля без сбега, то для вывода резьбонарезного инструмента (резца) делается проточка (рис.5в, 5г).

Длиной резьбы называют дли­ну участка поверхности детали, на которой образована резьба, включая сбег резь­бы и фаску. Как правило, на чертежах указывают только длину резьбы с пол­ным профилем.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 (рис. 5а, 5б).

Если невозможно образовать резьбу на всей длине заданного участка поверхности детали по технологическим причинам, например, нарезание резьбы метчиком в глухом отверстии, и остается гладкий участок этой поверхности, то такой участок поверхности называется недоводом резьбы (рис.5а, 5б).

Сбег резьбы и недовод образуют недорез резьбы (рис.5а, 5б).

Если резьба является стандартной, то размеры резьбы, фасок, сбега, недореза и проточек стандар­тизованы и определяются профилем резьбы, а также величиной шага резьбы и ее номинального диаметра.

 

Изображение резьбы

Вычерчивание винтовой поверхности является весьма трудоемким процессом. Поэтому на чертежах резьба изображается условно.

В соответствии с требованиями ГОСТ 2.311-68 все типы резьбы изображаются на чертежах одинаково – упрощенно, независимо от действительного вида. Различие в изображении резьбы определяется только тем, наружная это резьба или внутренняя.

Резьбу изображают:

а) наружная (на стержне) — сплошными основными линиями по наружному диаметру резьбы d и сплош­ными тонкими линиями — по внутреннему диаметру d₁ (рис. 6,7). 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 оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную ³/₄ окружности и разомкнутую в любом месте;

б) внутренняя (в отверстии) — сплошными основными линиями по внутреннему диаметру резьбы d₁ и сплош­ными тонкими линиями по наружному диаметру d (рис.8,9). На продольных разрезах сплошную тонкую линию по наружному диаметру резьбы проводят на всю длину резьбы без сбега, а на изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси отверстия, по наружному диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную ³/₄ окружности и разомкнутую в любом месте.

Рисунок 6 Рисунок 7

Рисунок 8 Рисунок 9

 

Сплошную тонкую линию при изображении резьбы, как наружной, так и внутренней, наносят на расстоянии не менее 0,8мм от основной линии и не более величины шага резьбы.

Линии штриховки на разрезах и сечениях проводят до линии наружного диаметра резьбы на стержнях и до линии внутреннего диаметра в отверстии, т.е. в обоих случаях до сплошной основной толстой линии (рис.8 – 11).

Рисунок 10 Рисунок 11 Рисунок 12

 

Резьбу, показываемую как невидимую, изображают штри­ховыми линиями одной толщины по наружному и по внутреннему диаметру (рис.12).

Фаски, не имеющие специального конструк­тивного назначения, в проекции на плоскость, перпендикулярную оси стержня или отверстия, не изображают (рис.6–9).

Сплошная тонкая линия изображения резьбы должна пере­секать линию границы фаски (рис.6,7)

Обозначение резьбы

Для обозначения стандартных резьб на чертежах и в текстовой документации применяются условные обозначения. Это снимает необходимость построения на чертеже профиля резьбы и нанесения всех необходимых размеров, так как в стандартах на эти резьбы точно определен их профиль, размеры и допуски, несоблюдение которых недопустимо.

Обозначение резьбы включает:

· буквенное обозначение типа резьбы;

· размеры резьбы:

для метрической, трапецеидальной и упорной резьб:

- номинальный диаметр резьбы (d);

- для однозаходной резьбы – размер шага (Р) (для метрической резьбы только величина мелкого шага, так как величина крупного шага не указывается);

- для многозаходной резьбы – величина хода(Р_h) и размер шага(Р);

для трубной резьбы:

- обозначение размера резьбы.

· обозначение поля допуска на изготовление резьбы;

· буквы LH только для левой резьбы.

В отличие от обозначения метрической, трапецеидальной и упорной резьбы, в обозначении трубной резьбы указывается не величина номинального диаметра резьбы, а только обозначение размера резьбы, соответствующее величине условного прохода трубы – диаметра внутреннего отверстия трубы, и выраженное в дюймах (рис.14).

Пример. Трубная резьба нарезается на наружной поверхности трубы, имеющей условный проход 1¹/₂′′ (1′′ = 25,4мм). В этом случае, цилиндрическая резьба, нарезанная на данной трубе, а также в муфте, навинчиваемой на эту трубу, будет иметь обозначение G1¹/₂.

В таблице 1 приведены примеры условных обозначений различных типов резьб.

 

 

Таблица 1. Стандартные резьбы и их обозначение

 

Тип резьбы	Стандарты (ГОСТ)	Буквенное обозначение	Пример обозначения резьбы	Расшифровка примера обозначения резьбы
Метрическая цилиндрическая	8724-2002 Диаметры и шаги. 9150-2002 Профиль. 24705—2004 Основные размеры.   16093-2004 Допуски. Посадки с зазором	M	М10-6g, M10-6H   М10-6g-LH	Однозаходная с крупным шагом с номинальным диаметром 10мм, и полем допуска резьбы 6g или 6H. То же, для левой резьбы.
М10´1-6g М10´1-6H     M10´l-6g-LH	Однозаходная с мелким шагом с номинальным диаметром 10мм, мелким шагом 1мм и полем допуска резьбы 6g или 6H. То же, для левой резьбы.
М16´Рh3Р1,5-6g   M16´Рh3Р1,5-6g-LH	Многозаходная двухзаходная резьба с номинальным диаметром 16мм, ходом 3мм, шагом 1,5мм, полем допуска резьбы 6H. То же, для левой резьбы.
Метрическая коническая	25229-82 Резьба метрическая коническая	MK	MK20×1,5     MK20×1,5-LH	с номинальным диаметром 20мм и шагом 1,5мм. То же, для левой резьбы.
Трубная цилиндрическая	6357-81 Резьба трубная цилиндрическая	G	G1^1/2 – A   G1^1/2 LH – А	1^1/2 - обозначение размера резьбы, А - класс точности среднего диаметра. То же, для левой резьбы.
Трубная коническая наружная	6211-81 Резьба трубная коническая	R	R⅛,   R⅛-LH	⅛ - обозначение размера резьбы. То же, для левой резьбы.
Трубная коническая внутренняя	Rc	RC⅛,   RC⅛-LH	⅛ - обозначение размера резьбы. То же, для левой резьбы.
Трапецеидальная однозаходная	9484-81 Профиль. 24737-81 Основные размеры. 24738-81 Диаметры и шаги.	Tr	Tr 32×6   Tr 32×6-LH	с номинальным диаметром 32мм и шагом 6мм. То же, для левой резьбы.
Трапецеидальная многозаходная	24739-81 Резьба трапецеидальная многозаходная	Tr 20×8(P4)-8e Tr 20×8(P4)-8H   Tr 20×8(P4)-8e-LH	Двухзаходная резьба с номинальным диаметром 20мм, значением хода 8мм, шагом 4мм и полем допуска резьбы 8e и 8H. То же, для левой резьбы.
Упорная	10177-82 Профиль и основные размеры. 25096-82 Допуски.	S	S80×10     S80×10LH S80×20(P10)   S80×20(P10)LH	Однозаходная с номинальным диаметром 80мм и шагом 10мм. То же, для левой резьбы. Двухзаходная с номинальным диаметром 80мм, значением хода 20мм и шагом 10мм. То же, для левой резьбы.

 

Нанесение обозначений резьбы на чертежах должно соответствовать требованиям ГОСТ 2.311-68.

Если в обозначении резьбы представлено числовое значение номинального диаметра резьбы, то обозначение резьбы на чертеже наносят как линейный или диаметральный размер от номинального диаметра резьбы (рис. 13).

* - возможное положение обозначения резьбы

Рисунок 13

 

Так как у трубной резьбы в обозначении отсутствует величина номинального диаметра, а у конической резьбы номинальный диаметр не является постоянной величиной, то обозначение трубной цилиндрической резьбы, а также конической резьбы, как наружной, так и внутренней, должно быть нанесено только на полке линии-выноски, как показано на рис.14. Стрелка линии-выноски должна упираться только в сплошную толстую основную линию, определяющую наружный диаметр наружной резьбы или внутренний диаметр внутренней резьбы.

Рисунок 14

 

Нестандартные резьбы условных обозначений не имеют и их профиль со всеми необходимыми для изготовления размерами должен быть обязательно приведен на чертеже, либо в виде местного разреза (рис.15), либо в виде выносного элемента (рис.16). Кроме этого, на изображении должно быть указано количество заходов для многозаходной резьбы, а также слово «левая», если резьба имеет левое направление (рис. 15).

 

 

Рисунок 15 Рисунок 16