Типы резьб и их характеристики

 

                

Резьба - это поверхность, образованная при винтовом движении произвольного плоского контура по боковой поверхности цилиндра или конуса.

Резьба, образованная на поверхности цилиндра, называется цилиндрической резьбой. Резьба, образованная на поверхности конуса, называется конической резьбой.

Резьбы, применяемые для неподвижных соединений, называют крепежными резьбами. К этим резьбам предъявляются требования по прочности, а в некоторых случаях и по герметичности.

Резьбы, применяемые в подвижных соединениях для передач заданного перемещения одной детали относительно другой, называют кинематическими или ходовыми резьбами. Эти резьбы также должны удовлетворять прочностным требованиям и, кроме того, обеспечивать необходимую точность перемещений, минимальные потери на трение и т. п.

В зависимости от расположения поверхности резьба может быть наружной или внутренней.

Наружная резьба - резьба, образованная на наружной поверхности цилиндра или конуса. В резьбовом соединении наружная резьба является охватываемой поверхностью и наносится на болте, винте и др.

Внутренняя резьба - резьба, образованная на внутренней поверхности цилиндра или конуса. В резьбовом соединении внутренняя резьба является охватывающей поверхностью, она наносится на поверхности отверстия в гайке, гнезде и др.

По направлению винтовой линии различают правую резьбу (нитка резьбы нарезается по часовой стрелке) и левую резьбу (нитка резьбы нарезается против часовой стрелки).

По числу заходов резьбы делятся на однозаходные (образованные одной винтовой ниткой) и многозаходные (образованные двумя и более винтовыми нитками).

По системе измерения параметров резьбы различают метрическую и дюймовую резьбу.

По величине шага различают резьбу крупную, мелкую и специальную.

По форме профиля различают резьбу треугольную, трапециевидную, круглую, прямоугольную и квадратную.

Наиболее распространены следующие типы резьб.

Метрическая резьба (ГОСТ 9150) является основной крепежной резьбой, применяется также в качестве ходовой резьбы.

Профиль резьбы - равносторонний треугольник с углом при вершине 60°. Вершины выступов резьбы срезаны. Эта резьба может быть однозаходной и многозаходной, преимущественно правой, с крупным и мелким шагами. Все размеры измеряют в миллиметрах.

Метрическая резьба обозначается так:

• с крупным шагом - буквой М и диаметром (М24, М64 и т. д.);
• с мелким шагом - буквой М, диаметром и шагом (М24Х2, М64Х2 и т. д.)

В обозначение левой резьбы входят буквы LH, например: М20Х1 LH.

Отклонения и допуски метрических резьб с крупными и мелкими шагами даны в ГОСТ 16093.

Трубная цилиндрическая резьба имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом профиля 55°, вершины и впадины скруглены.

Трубная цилиндрическая резьба применяется в деталях трубных соединений: трубах, муфтах, тройниках, контргайках и других. Обеспечивает непроницаемость соединения.

В условное обозначение трубной цилиндрической резьбы входит буква G и обозначение размера резьбы. Например, G1 - трубная цилиндрическая резьба с номинальным диаметром 33,249 мм, т.е. наружный диаметр резьбы в ее обозначение не входит, его определяют по таблице ГОСТ 6357 в зависимости от обозначения размера резьбы.

В обозначении трубной цилиндрической резьбы за номинальный диаметр принят внутренний диаметр трубы, а не наружный диаметр резьбы.

Условное обозначение для левой резьбы дополняют буквами LH.

Трапецеидальная резьба применяется для передачи движения или больших усилий в двух направлениях. Профиль резьбы - равнобедренная трапеция. Угол при вершине 30°.

В обозначение входят буквы Tr, наружный диаметр и шаг резьбы, например: Tr20Х4 - для однозаходной правой резьбы; для многозаходной резьбы после наружного диаметра указывают числовое значение хода, а в скобках букву P и числовое значение шага, например Tr20Х8(P4). Для левой резьбы добавляют буквы LH.

Упорная резьба применяется в деталях, воспринимающих сильное давление, направленное постоянно в одну сторону. Профиль резьбы - прямоугольный треугольник со срезанными вершинами и закругленными впадинами. Угол при вершине 30°.

Обозначение начинают буквой S и далее - аналогично обозначению трапецеидальной резьбы.

Резьба круглая применяется на цоколях, патронах и светильниках, а также для шпинделей вентилей смесителей и водопроводных кранов. Круглая резьба имеет профиль, полученный сопряжением двух дуг одного радиуса. Круглая резьба обозначается буквами Кр.

Прямоугольная и квадратная резьбы не стандартизованы. Их применяют для передачи осевых сил в грузовых винтах и движения в ходовых винтах.

На чертежах прямоугольная и квадратная резьбы задаются всеми конструктивными размерами: наружным и внутренним диаметрами, шагом, шириной зуба и т.д.

Резьбы специальные имеют стандартный профиль, их диаметр и шаг отличен от стандартного. Обозначение таких резьб на чертеже начинают буквами Сп: Сп М40Х1,5 левая.

 

 

Делаем вывод по итогу изучения темы

По теме “Резьбы” и «Крепёжные изделия» выполняются три чертежа на листах фор­мата А3 и А4 с соблюдением правил, установленных ГОСТ 2.109 - 73 и рассмот­ренных ниже.

1. формат А3 и формат А4- Образец выполнения задания +спецификация

 

2.              формат А3 - Шпоночное соединение

 

1.2. Чертежи сборочные

 

Сборочный чертеж - графический конструкторский документ, выпол­няемый на стадии рабочей документации и содержащий изображение сбо­рочной единицы, дающее представление о расположении и взаимной связи составных частей, соединяемых по данному чертежу, и другие данные, обес­печивающие возможность осуществления сборки и контроля сборочной еди­ницы.

На сборочном чертеже проставляют:

1) размеры габаритные, установочные, присоединительные и другие;

2) номера позиций составных частей, по следующим правилам:

  а) номера позиций наносят на полках линий-выносок, проводимых от изображений составных частей. Линия-выноска заканчивается точкой;

б) номера позиций располагают параллельно основной надписи чертежа вне контура изображения и группируют в колонку или строчку;

в) размер шрифта номеров позиций должен быть на один-два номера больше, чем размер шрифта, принятого для размерных чисел на том же чертеже;

г) для группы крепежных деталей, относящихся к одному и тому же месту крепления, допускается делать общую линию-выноску с вертикальным расположением позиций (рис. 21).

Сборочные чертежи следует выполнять с упрощениями, соответст­вующими требованиям ЕСКД. На сборочных чертежах допускается не пока­зывать:

• фаски, скругления, проточки, углубления, выступы, накатки, насечки и другие мелкие элементы;

• зазоры между стержнем и отверстием;

На разрезах изображают не рассеченными болты, винты, гайки, шайбы, валы, оси и др., если секущая плоскость проходит вдоль оси вращения. На сборочный чертеж обязательно составляется спецификация.

1.3. Спецификация

 

Спецификация – это основной текстовый конструкторский документ, разрабатываемый на стадии рабочей документации, определяющий состав сборочной единицы. Спецификацию (рис. 20) составляют на отдельных лис­тах формата А4. На первом листе спецификации выполняется основная над­пись по форме 2, на последующих листах - по форме 2а ГОСТ 2.104 - 68.

Спецификация представляет собой таблицу, состоящую из семи граф. В графе «Формат» проставляется формат чертежа (АО - А5). Графа «Зона» в учебных проектах не заполняется и используется только для сборочных чер­тежей больших форматов. В графе «Поз.» (Позиция) проставляются номера составных элементов сборки.

Графа «Обозначение» для этого задания состоит из нескольких групп символов, разделенных точками, например: «ИГ 01.07.000». Здесь ИГ – ин-

декс предмета, 01 - номер данного задания, 07-7 вариант данных, 000 - разряды для обозначения составных элементов сборки.

В графе «Наименование» записывается название элемента сборки. Наименование стандартных изделий заполняется в соответствии с требованиями стандарта на это изделие. В графе «Кол.» (количество) проставляется количество элементов данного наименования, входящих в сборку. Графа «Примечание» в учебных заданиях не заполняется.

Спецификация состоит из разделов, заполняемых в следующей последовательности: документация, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты. Если в сборочной единице элементы какого-либо раздела отсутствуют, заголовок

этого раздела в спецификации упускается. В спецификациях заданий по соединениям должны быть только разделы: документация, детали, стандартные изделия.

Спецификацию оформляют в соответствии с ГОСТ 2.108 - 68. Основ­ные правила её заполнения:

1. Перед названием раздела оставляют одну свободную строку;

2. Название раздела подчеркивают;

3. После названия раздела оставляют одну свободную строку;

4. После каждого раздела спецификации необходимо оставлять несколько свободных строк и резервировать номера позиций;

5. Раздел "Стандартные изделия" начинают заполнять с крепежных деталей.

5.1. Крепежные детали записывают в алфавитном порядке, например: болт, винт, гайка, шайба;

5.2. В пределах одного наименования – в порядке возрастания обозначений стандартов, например: Болт М20х60.36 ГОСТ 7798 - 70, Болт М20х60.36 ГОСТ 7808 – 70;

5.3. В пределах каждого обозначения стандарта – в порядке возрастания основных параметров или размеров изделия, например: Винт М6х10.58 ГОСТ 1491 - 72, Винт М6х20.58 ГОСТ 1491 - 72 (рис. 20).

 

В зависимости от качества обработки и технологии изготовления различают винты класса точности А и В (соответственно повышенной и нормальной точности). Винты с полукруглой, полупотайной и потайной головками изготавливаются в двух исполнениях: со шлицем под плоскую отвертку (исполнение 1) и крестообразным шлицем, выполненным на конус (исполнение 2). Винты с цилиндрической головкой изготавливаются только со шлицем под плоскую отвертку. Величину шлица определяет ГОСТ 24669-81. Винты для металлических деталей выполняются с крупной и мелкой резьбой.

Рис.17

Шпилька представляет собой цилиндрический стержень, на концах которого нарезается метрическая резьба (рис. 18).

Рис.18.

Резьбовой конец шпильки, предназначенный для ввертывания в резьбовое отверстие одной из соединяемых деталей, называется ввинчиваемым резьбовым концом (b₁). Другой конец шпильки, на которой навинчивается гайка при соединении деталей, называется гаечным резьбовым концом (b). Под длиной шпильки l понимается длина стержня без ввинчиваемого резьбового конца. В зависимости от материала детали, в который ввертывается шпилька, длина ввинчиваемого резьбового конца b₁ определяется по ГОСТу для шпилек классов точности А и В (табл. 3).

Таблица 3

Длина	Шпильки класса точности В	Шпильки класса точности А	Область применения
ГОСТ
b1=d	22032-76	22033-76	Сталь
b1=1,25d	22034-76	22035-76	Чугун
b1=1,6d	22036-76	22037-76	Чугун
b1=2d	22038-76	22039-76	Легкие сплавы
b1=2,5d	22040-76	22041-76	Легкие сплавы

 

Согласно ГОСТу на шпильки в длину b₁ включается сбег резьбы (x), а в длину b сбег резьбы (x) не входит (см. рис 18). Размеры сбегов, а также недорезов и проточек резьбы крепежных деталей устанавливает ГОСТ 27148-86.

Гайка представляет собой крепежную деталь, которая навинчивается на резьбовой конец болта или шпильки в соединении. По форме гайки могут быть шестигранными, квадратными, круглыми, шестигранными с прорезями, шестигранными корончатыми, шлицевыми и т.д. Различают гайки низкие, нормальной высоты, высокие, особо высокие.

Рис.19

Гайки изготавливают классов точности А, В и С (соответственно повышенной, нормальной и грубой точности). Наиболее часто применяются шестигранные гайки класса точности В по ГОСТ 5915-70 в трех исполнениях (рис. 19): с двумя наружными коническими фасками (исполнение 1), с одной фаской (исполнение 2) и с цилиндрическим выступом на одном торце гайки (исполнение 3). Болт и гайка, навинчиваемая на него, должны быть одинаковой точности.

Шайба– крепежная деталь, которая закладывается под гайку или головку болта (винта) и предназначается для передачи и распределения усилий на соединяемые детали, а также для их стопорения. Шайбы бывают круглые, пружинные, стопорные, косые и др. Наиболее часто применяются круглые шайбы по ГОСТ 11371-78 в двух исполнениях (рис. 20): без фасок (исполнение 1), с коническими фасками по ГОСТ 18123-82 (исполнение 2).

Рис. 20 Рис.21

В целях предупреждения самоотвинчивания гаек при вибрациях и толчках применяются пружинные шайбы (ГОСТ 6402-70), которые представляют собой как бы виток пружины прямоугольного профиля с левым направлением винтовой линии. Пружинная шайба разрезана поперек под углом 70-85 ° к плоскости опоры (рис. 21). Острые края шайбы при осевом сжатии гайкой внедряются в торец гайки и опорную поверхность детали и тем самым задерживают отвинчивание гайки. Пружинные шайбы разделяют на легкие (Л), нормальные (Н), тяжелые (Т) и особо тяжелые (ОТ). Пружинные шайбы выполняют из особых марок стали, например, стали марки 65Г по ГОСТ 1050-88.

Все крепежные детали стандартизированы. Механические свойства болтов, винтов, шпилек и гаек, марки их материалов, покрытия и условия изготовления должны соответствовать техническим требованиям ГОСТ 1759.0-87; ГОСТ 1759.4-87 и ГОСТ 1759.5-87.

Крепежные детали изготавливаются из углеродистых, легированных, коррозионностойких, жаропрочных, жаростойких, теплоустойчивых сталей, а также из цветных сплавов. В зависимости от механических свойств этих материалов резьбовые крепежные детали характеризуются классом прочности или относятся к определенной группе материала. ГОСТы 1759.0-87, 1759.4-87 и 1759.5-87 устанавливают ряд классов прочности и групп материалов для болтов, винтов, шпилек и гаек.

1.4. Соединение болтом

 

Обозначение болта при заполнении спецификации предполагает нали­чие ряда умолчаний: исполнение 1, шаг резьбы крупный, поле допуска резь­бы по 7 квалитету, резьба правая, наличие покрытия - без покрытия. На­пример, болт исполнения 1 с диаметром резьбы 20 мм, длиной 65 мм, с круп­ным шагом резьбы, имеющий поле допуска 7g, класс прочности 3.6, указы­вающий на механические характеристики материала, из которого изготовлен болт, без покрытия, резьба правая, имеет следующее обозначение:

 

Болт М20х65.36 ГОСТ 7798-70

На сборочных чертежах болтовое соединение рекомендуется выпол­нять упрощенно. Построение упрощенных изображений болтовых соедине­ний производится либо по действительным размерам крепежных деталей, либо по приближенным размерам, рассчитываемым по следующим зависи­мостям в функции наружного диаметра резьбы болта (рис. 21):

D = 2d, где d - диаметр резьбы, D - диаметр головки болта, гайки;

h = 0,7d, где h - высота головки болта;

Н = 0,8d, где Н - высота гайки;

S = 0,15d, где S - толщина шайбы;

Dm = 2,2d, где Dm - диаметр шайбы;

k = 0,3d, где k - запас резьбы над гайкой;

d_i = 0,85d, где d_i - внутренний диаметр резьбы.

Длина болта l рассчитывается по формуле

                                              

l = B+H+S+k,

 

где В – толщина соединяемых деталей, остальные параметры см. выше.

Пример выполнения сборочного чертежа болтового соединения приве­ден на рис. 21.

Пример выполнения сборочного чертежа и спецификации.

Начертить спецификацию по размерам (формат А4)

Вид разъёмного соединения: Шпоночное соединение.

 

Рис.20.Пример выполнения шпоночного соединения.

 

 

                              Рис 21.Пример выполнения и расчёт болтового соединения.