Кonakova_Belousova_Istomina_Jigalova

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет−УПИ»

И.П. Конакова, В.А. Белоусова Э.Э. Истомина, Е.Я. Жигалова

СОЕДИНЕНИЯ РАЗЪЕМНЫЕ И НЕРАЗЪЕМНЫЕ

Учебное электронное текстовое издание Подготовлено кафедрой «Инженерная графика» Научный редактор: доц., канд. техн. наук Т. И. Мещанинова

Предназначено для студентов всех специальностей всех форм обучения, изучающих курс «Инженерная графика».

Содержит теоретический материал для расчета разъемных соединений, оформления сборочных чертежей изделий, сварных соединений, спецификаций; варианты заданий; необходимый справочный материал для выполнения практической работы.

© ГОУ ВПО УГТУ−УПИ, 2008

Екатеринбург

2008

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………..………	3
1. РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ…………..…………………………..	3
Параметры резьбы…………….………………….……...............	4
Изображение резьбы на чертежах……………………………...	5
Типы и назначения резьб………………………………………..	6
Резьбовые соединения стандартными крепежными деталями..	7
Примеры условного обозначения:………………………………	8
Соединения деталей болтом……………………………….........	9
Пример расчета болтового соединения………………………...	11
Соединения деталей шпилькой………………………..….…….	16
Пример расчета шпилечного соединения………………….…..	18
Соединения деталей винтом…….………….…………………..	21
Пример расчета винтового соединения………………………..	22
Штифтовые соединения…………………………………………	24
Условные изображения резьбовых соединений стандартными	24
крепежными деталями…………………………………………..
2. СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ…….…..………………………………	26
Изображение и обозначение сварных соединений……………	26
Упрощения обозначений швов сварных соединений………….	28

3.СБОРОЧНЫЙ ЧЕРТЕЖ….………………………………………… 32

Проставление позиций на сборочном чертеже…………………. 33 Условности и упрощения при выполнении сборочного черте34

жа……………………………………………………………..…..

4.СПЕЦИФИКАЦИЯ…………….. …………………………………. 34

Заполнение разделов спецификации…………………………... 35

5.СОЗДАНИЕ КОМПЛЕКТА ДОКУМЕНТАЦИИ НА СБОРОЧ36

НУЮ ЕДИНИЦУ……………………………………………………..

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………..… 38

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Образец выполнения практической работы на	39
тему: «Соединения разъемные и неразъемные»……………………
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Варианты индивидуальных заданий……………	52
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Описание швов сварных соединений по вариан-	77
там………………………………………………………………………

2

ВВЕДЕНИЕ

В учебном пособии рассмотрены различные типы соединений деталей между собой, последовательность и правила разработки комплекта конструкторской документации на сборочную единицу.

Сборочная единица – изделие, состоящее из двух и более деталей, которые подлежат соединению между собой сборочными операциями на пред- приятии-изготовителе (свинчиванием, клейкой, сваркой, опрессовкой и т.д.).

Соединения деталей могут быть разъемными и неразъемными. Соединения деталей, которые можно многократно соединять и разъеди-

нять, не разрушая формы и размеров деталей, называют разъемными. К таким соединениям относятся резьбовые, шпоночные, штифтовые соединения и др.

Неразъемные соединения – соединения двух или нескольких деталей, которые нельзя разъединить без их разрушения или без разрушения связывающих их элементов.

К неразъемным соединениям относят сварные, заклепочные, паяные соединения, а также соединения, получаемые склеиванием, посадкой с натягом, сшиванием и др.

Способы соединения деталей в сборочную единицу должны обеспечивать возможность сборки и контроля сборочной единицы (ГОСТ 2. 109-73).

Вкомплект конструкторских документов к сборочной единице входят:

•спецификация, определяющая состав сборочной единицы;

•рабочие чертежи нестандартных деталей, входящих в данное изделие;

•сборочный чертеж, представляющий взаимосвязь составных частей изделия.

1. РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Резьбовые соединения – это соединения с использованием резьбы. Такие соединения широко используются в различных отраслях машиностроения и могут быть выполнены как с использованием стандартных крепежных деталей (болтов, винтов и т. п.), так и без их применения – соединение двух труб, соединение двух деталей (крышка и корпус).

Основные понятия и параметры резьб устанавливает ГОСТ 11078-82 «Резьба. Термины и определения».

Резьба − это винтовая поверхность, образованная при перемещении плоского контура, задающего профиль резьбы, по винтовой линии вдоль боковой поверхности цилиндра или конуса.

Цилиндрическая резьба – резьба, образованная на боковой поверхности цилиндра.

Коническая резьба – резьба, образованная на боковой поверхности конуса.

3

Резьба может быть наружной и внутренней.

Наружная резьба – резьба, образованная на наружной поверхности цилиндра или конуса.

Внутренняя резьба – резьба, образованная на внутренней цилиндрической или конической поверхности (резьба в отверстии).

Однозаходная резьба – резьба, образованная перемещением одного плоского контура, задающего профиль резьбы. На поверхности детали нарезается одна винтовая канавка.

Многозаходная резьба – резьба, образованная движением двух и более одинаковых контуров, задающих профиль резьбы. На поверхности детали нарезают одновременно несколько винтовых канавок .

По направлению винтовой линии резьба может быть левая и правая. Правая резьба – резьба, у которой плоский контур, задающий профиль

резьбы, вращаясь по часовой стрелке, удаляется вдоль оси резьбы от наблюдателя.

Левая резьба – резьба, у которой плоский контур, задающий профиль резьбы, вращаясь против часовой стрелки, удаляется вдоль оси резьбы от наблюдателя.

Параметры резьбы

Основными параметрами резьбы являются ось резьбы, профиль резьбы, номинальный диаметр резьбы (d), шаг (P) и ход резьбы (Ph).

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

Профиль резьбы – это контур сечения резьбы плоскостью, проходящей через ось резьбы.

Номинальный диаметр резьбы d – диаметр, характеризующий размер резьбы и используемый при ее обозначении.

Шаг резьбы P – расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между ближайшими одноименными точками профиля резьбы.

Ход резьбы Ph – расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между ближайшими точками резьбы при перемещении исходной точки по винтовой линии на угол 360°.

Рh = Pхn,

где P – шаг резьбы;

n – количество заходов.

Для однозаходных резьб ход резьбы равен шагу резьбы.

Участок резьбы с неполным профилем (вершины и впадины не соответствуют номинальному профилю резьбы) называют – сбегом резьбы.

Длина резьбы – длина участка детали, на котором образована резьба, включая сбег и фаску.

Размеры проточек, фасок, сбегов и недорезов определяют стандарты ГОСТ 14775-81, ГОСТ 8820-69, ГОСТ 10549-80.

4

Изображение резьбы на чертежах

Резьбу на чертеже изображают условно, независимо от профиля резьбы согласно ГОСТ 2.311-68 «Изображение резьбы».

Резьбу на стержне изображают сплошной основной линией по наружному диаметру резьбы и сплошной тонкой 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. На видах, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси стержня по внутреннему диаметру резьбы, проводят дугу приблизительно на 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте. Сплошную тонкую линию при изображении резьбы наносят на расстоянии не менее 0,8 мм от основной линии и не более величины шага резьбы (рис. 1).

Рис. 1. Изображение резьбы на стержне

Резьбу в отверстии на продольном разрезе изображают сплошной тонкой линией по наружному диаметру и сплошной основной – по внутреннему. На плоскости, перпендикулярной оси резьбы, по наружному диаметру резьбы проводят дугу, равную примерно 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте (рис. 2).

Рис. 2. Изображение резьбы в отверстии

Линию, определяющую границы резьбы, наносят всегда в конце полного профиля резьбы (до сбега) сплошной основной линией до линии наружного диаметра резьбы (рис. 1, 2).

5

Фаски на стержне с резьбой и в отверстии с резьбой, не имеющие специального конструктивного назначения, в проекции на плоскость, перпендикулярную к оси резьбы, не изображают (рис. 1, 2).

При изображении наружной резьбы в разрезе невидимая часть границы резьбы наносится штриховой линией (рис. 3).

Рис. 3. Изображение наружной резьбы в разрезе

Типы и назначения резьб

По своему назначению резьбы делятся на крепежные и ходовые]. Крепежные резьбы служат для прочного, плотного соединения деталей

иобеспечивают относительную неподвижность деталей.

Ккрепежным относятся: метрическая цилиндрическая, метрическая коническая, трубная цилиндрическая, трубная коническая резьба.

Ходовые резьбы используют для преобразования вращательного движения в поступательное. Они обеспечивают перемещение одной детали относительно другой, например, трапецеидальная резьба – для передачи осевых усилий и движения в ходовых винтах. Симметричный профиль обеспечивает использование резьбы в реверсивных ходовых механизмах.

Упорная резьба с несимметричным профилем применяется в тех случаях, когда винт должен передавать большие усилия в одном направлении (например, в грузовых винтах, домкратах, тисках и т.д.).

Прямоугольная резьба используется в соединениях, где не должно произойти самоотвинчивания под действием нагрузки.

Все резьбы можно разделить на стандартные и нестандартные. Стандартные резьбы имеют параметры, установленные государствен-

ными стандартами. К нестандартным относятся прямоугольная, квадратная

испециальные резьбы.

Специальная резьба имеет стандартный профиль, но какой-либо параметр резьбы не соответствует стандарту. Условное обозначение специальных резьб «Сп».

Например: СпМ19 – резьба специальная метрическая, так как номинальный диаметр не соответствует ГОСТу.

6

Применяют резьбы специального назначения, среди которых часовая резьба, круглая резьба для патронов и цоколей электрических ламп, резьба для объективов микроскопов и др.

Резьбовые соединения стандартными крепежными деталями

Резьбовые соединения – это разъемные соединения двух деталей с помощью резьбы, в которых одна деталь имеет наружную резьбу, а другая внутреннюю.

Изображение резьбового соединения выполняется по ГОСТ 2.311-68. На разрезах резьбового соединения в изображении на плоскости, параллельной его оси, резьба стержня закрывает резьбу в отверстии. Линия штриховки доводится до сплошной основной линии. Обозначение резьбы на чертеже осуществляется по наружному диаметру (рис. 4).

М12

Рис. 4. Обозначение резьбы на стержне в резьбовом соединении

Соединения резьбовые стандартными деталями осуществляются с помощью болтов, шпилек, винтов, гаек и шайб. Структура обозначения стандартных крепежных деталей, имеющих метрическую резьбу следующая:

Изделие А 2 MI2 х 0,5 - 6д х 60.58.35 x Т4 6 ГОСТ

1	2 3	4	5	6	7	8	9	10 11	12
1			наименование изделия
2			класс точности (при необходимости)
3			исполнение
4			номинальный диаметр резьбы
5			мелкий шаг
6			поле допуска резьбы
7			длина болта, винта, шпильки, мм
8			класс прочности материала
9			указание о применяемом материале
10			обозначение вида покрытия
11			толщина покрытия, мкм.
12			номер стандарта

7

Между позициями 1, 2; 9, 10 и 11, 12 оставляются промежутки, равные ширине прописной буквы данного размера шрифта. Исполнение 1, крупный шаг резьбы, отсутствие покрытия в условном обозначении не указываются.

Класс прочности (позиция 8 в обозначении крепежных деталей) выбирается в зависимости от марки материала по ГОСТ 1759-70 (табл. 1.).

Таблица 1 Класс прочности гаек, болтов, винтов, шпилек, изготовленных из раз-

личных марок сталей

Марка	Класс прочности
материала
	для гаек		для болтов,
			винтов, шпилек
Ст- 3 кл 3	4		3,6
Сталь 20	5; 8		4.6; 5.8
Сталь 30, 35	6		5.6
Сталь 40	6; 8		6.6; 6.8

При указании класса прочности в обозначении резьбового изделия точки между цифрами не ставят. Например: пишут 58 вместо 5.8.

Примеры условного обозначения:

Болт 2М14 х 50.58 ГОСТ 7798-70

Болт второго исполнения, номинальный диаметр резьбы 14 мм, с крупным шагом длиной 50 мм, класс прочности материала 5.6, без покрытия.

Шпилька MI6x0.75-6g x 130.58 ГОСТ 22032-76

Шпилька с диаметром резьбы 16 мм, мелким шагом 0.75 мм, с полем допуска 6q, длиной 130 мм, класс прочности материала 5.8, без покрытия.

Винт М6х30.58 ГОСТ I49I-80

Винт с диаметром резьбы 6 мм, длиной 20 мм, класс прочности материала 5.8, без покрытия.

Гайка 2 M16x0.75.5 ГОСТ 5915-70

Гайка второго исполнения, диаметр резьбы 16 мм, шаг 0,75, класс прочности 5, без покрытия.

Шайба 22.01 ГОСТ 11371-78

Шайба первого исполнения, диаметр крепежной детали 22 мм, группа материала 01, без покрытия.

8

Соединение деталей болтом

В соединение деталей болтом входят следующие крепежные детали: болт, гайка, шайба.

Болт – стандартное резьбовое изделие, представляющее собой стержень, имеющий на одном конце резьбу под гайку, на другом – головку различной формы. Форма головки болта может быть шестигранной, круглой, кольцевой.

Чаще всего в технике применяются болты с шестигранной формой головки болта с конической фаской. Конструкцию и размеры болтов с шестигранной головкой нормальной точности определяет ГОСТ 7798-70 (табл. 2).

Гайка – резьбовое изделие, имеющее отверстие с резьбой для навинчивания на болт или шпильку.

Наиболее широкое применение получили шестигранные гайки, которые изготовляются классов точности В, А, С (нормальной, повышенной, грубой точности). Класс точности определяет чистоту отдельных поверхностей гайки. Гайки классов А и В имеют метрическую резьбу с крупным или мелким шагом, а гайки класса С имеют резьбу только с крупным шагом.

Гайки по исполнению могут быть двух видов: исполнение 1 – с двумя наружными фасками, 2 – с одной наружной конической фаской (табл. 4).

Шайба – деталь, которую устанавливают под гайку или головку болта, не имеющая резьбы, с отверстием, несколько большим диаметра стержня (болта или шпильки) сравнительно малой толщины.

Круглые шайбы, изготовляемые по ГОСТ 11371-78 (в виде сплошного кругового кольца), выпускают в двух исполнениях: исполнение 1 – без фасок и исполнение 2 – с фаской (табл. 5).

Для соединения деталей с помощью болта в них просверливаются сквозные отверстия диаметром, несколько большим диаметра стержня болта d (рис. 5). Сквозь отверстия пропускается болт и стягиваются детали гайкой, навернутой на резьбовой конец стержня болта. Для равномерной передачи усилия под гайку подкладывается шайба. На рис. 5, а представлено действительное изображение болтового соединения, на рис. 5, б – упрощенное.

Длина болта (L болта) зависит от толщины соединяемых деталей (фланцев Ф1 и Ф2), ширины шайбы (s), высоты гайки (m), а также размера фаски на стержне болта (c) и запаса резьбы (a), необходимого для надежности болтового соединения.

Параметры s, m, c, a зависят от номинального диаметра болта и могут быть подобраны из таблиц машиностроительных справочников.

Длина болта L подсчитывается по формуле

L = Ф1 +Ф2 + m +s + a + с,

(1)

где Ф1 и Ф2 – толщина соединяемых деталей; m – высота гайки;

s – толщина шайбы;

9

а – запас резьбы; с – фаска резьбы; a + с = 0,3d.

Рассчитав длину болта по приведенной выше формуле, необходимо подобрать по ГОСТ ближайшее стандартное значение (табл. 3).

Рис. 5. Действительное (а) и упрощенное (б)изображение болтового соединения

При вычерчивании конструктивных (действительных) изображений стандартными крепежными деталями размеры всех элементов берут соответствующими, указанным в стандарте (табл. 3, 4, 5).

На сборочных чертежах и чертежах общих видов применяют упрощенные изображения резьбовых соединений. ГОСТ 2.515-66 устанавливает правила упрошенного изображения крепежных деталей и соединений крепежными деталями.

Упрощенные изображения вычерчиваются по относительным размерам в зависимости от номинального диаметра резьбы (d) – рис. 5, б. На упрощенных изображениях резьба показывается по всей длине стержня; фаски, скругления не изображаются; зазоры между стержнем крепежной детали и отверстием не изображается. На видах, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси резьбы, резьба на стержне изображается одной ок-

10

б