ВВЕДЕНИЕ
При изготовлении машин, механизмов, приборов, аппаратов детали, входящие в них, тем или иным способом соединяются между собой. Применяющиеся способы соединения деталей очень разнообразны. Для изображения каждого из них есть особенности, упрощения и условности, предусмотренные стандартами ЕСКД.
Для разработки и создания новых изделий инженеру необходимо много специальных знаний. На этом этапе обучения студент знакомится с видами соединений, овладевает навыками элементарных расчётов, грамотного выполнения чертежей и обозначения различных стандартных изделий и соединений.
Если студент последовательно изучает теоретический материал по всем указанным темам, то при выполнении графических работ полученные знания будут применены и закреплены практически. Методические указания помогут организовать самостоятельную работу и в дальнейшем успешную защиту задания.
ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ
После изучения проекционных основ построения чертежей отдельных деталей в курсе черчения выполняется задание, содержание которого предполагает ознакомление с видами соединений деталей и правилами их изображений и обозначений.
Выполнение задания предусматривает:
1.1. Ознакомиться с основными видами разъёмных и
неразъёмных соединений, применяемых при создании
промышленных изделий.
1.2. Изучить условности, принятые стандартами ЕСКД для изображения и обозначения резьбы (ГОСТ 2.311-68 «Изображение резьбы»), стандартных крепёжных изделий и резьбовых соединений (ГОСТ2.315-68 «Изображения упрощённые и условные крепёжных деталей»).
1.3. Изучить виды сварочных швов и ГОСТ 2.312-72
«Условные изображения и обозначения швов сварных соединений».
1.4. Познакомиться с правилами выполнения сборочного
чертежа, совмещённого со спецификацией.
1.5. Научиться пользоваться стандартами ЕСКД, учебной и справочной литературой.
Задание состоит из следующих работ:
Работа 1. Соединение болтом.
Выполнение чертежей стандартных крепёжных изделий: болта, гайки и шайбы по их действительным размерам, которые следует взять из таблиц соответствующих стандартов. Выполнение изображений соединения двух деталей с помощью болта. Оформить это как сборочный чертёж со спецификацией.
Работа 2. Соединение шпилькой.
Выполнение чертежей стандартных крепёжных изделий: шпильки, гайки и шайбы по их действительным размерам, которые следует взять из таблиц соответствующих стандартов. Выполнение изображений сверлёного и резьбового отверстия под шпильку, соединения деталей с помощью шпильки: конструктивного и упрощённого (по эмпирическим формулам).
Работа 3. Соединение фитингом.
Согласно варианту задания по размерам из таблиц ГОСТов выполнение сборочного чертежа фитинга, соединяющего трубы.
Работа 4. Соединение сваркой.
Выполнение сборочного чертежа изделия, составные части которого соединены сваркой.
Задание к расчётно-графической работе выполняется по вариантам, исходные данные к которым приведены в табл. 1. Номер варианта соответствует порядковому номеру фамилии студента в журнале.
Сведения по выполнению расчётов, выдержки из ГОСТов стандартных изделий, дополнительные данные для всех вариантов и примеры выполнения каждой работы следует смотреть в соответствующих разделах данных методических указаний.
Таблица 1
Варианты исходных данных для выполнения задания
«Разъёмные и неразъёмные соединения»
 № Варианта
| Соединение болтом | Соединение шпилькой |  Соединение
трубное
| Соединение сваркой | |||||||
| Резьба болта dб | Толщина соединяемых деталей | Резьба шпильки | Материал детали, в которую ввинчивается шпилька | В | Фитинг | d" | |||||
dш
| Р шаг | ||||||||||
| В1 | В2 | Номер чертежа | |||||||||
| 1 | М12 | 1,25 | Сталь 40 ГОСТ 1050-88 | Тройник прямой ГОСТ 3948-75 | 2" | 1 | |||||
| 2 | М14 | 1,25 | АЛ 5 ГОСТ 1583-89 | 1½" | 2 | ||||||
| 3 | М16 | 1,5 | СЧ 12 ГОСТ 1412-85 | 1¼" | 3 | ||||||
| 4 | М18 | 1,5 | БрАЖ 9-4 ГОСТ 493-79 | 1" | 4 | ||||||
| 5 | М20 | 1,25 | АЛ 2 ГОСТ 1583-89 | ¾" | 5 | ||||||
| 6 | М22 | 1,25 | Ст 3 ГОСТ 380-88 | Угольник прямой ГОСТ 8946-75 | 2" | 6 | |||||
| 7 | М24 | 1,5 | КЧ 33-8 ГОСТ 1215-79 | 1½" | 1 | ||||||
| 8 | М12 | 1,5 | АЛ 4 ГОСТ 1583-89 | 1¼" | 2 | ||||||
| 9 | М14 | 1,5 | БрОЦС 5-5-5 ГОСТ 613-79 | 1" | 3 | ||||||
| 10 | М16 | 1,25 | КЧ 35-10 ГОСТ 1215-79 | ¾" | 4 | ||||||
| 11 | М18 | 1,25 | АЛ 4 ГОСТ 1583-89 | Муфта длинная ГОСТ 8955-75 | 2" | 5 | |||||
| 12 | М20 | 1,5 | СЧ 21 ГОСТ 1412-85 | 1½" | 6 | ||||||
| 13 | М22 | 1,5 | КЧ 35-10 ГОСТ 1215-79 | 1¼" | 1 | ||||||
| 14 | М24 | 1,25 | АЛ 5 ГОСТ 1583-89 | 1" | 2 | ||||||
| 15 | М27 | 1,25 | ЛК 80-3 ГОСТ15527-70 | ¾" | 3 | ||||||
| 16 | М12х1,25 | БрАЖ 9-4 ГОСТ 493-79 | Тройник прямой ГОСТ 8948-75 | 2" | 4 | ||||||
| 17 | М14х1,5 | Ст 3 ГОСТ 380-88 | 1½" | 5 | |||||||
| 18 | М16х1,5 | 1,5 | СЧ 21 ГОСТ 1412-85 | 1¼" | 6 | ||||||
| 19 | М18х1,5 | 1,75 | Сталь 20 ГОСТ 1050-88 | 1" | 1 | ||||||
| 20 | М20х1,5 | АЛ 4 ГОСТ 1583-89 | ¾" | 2 | |||||||
| 21 | М22х1,5 | Ст 5 ГОСТ 380-88 | Угольник прямой ГОСТ 8946-75 | 2" | 3 | ||||||
| 22 | М24х2 | 2,5 | КЧ 33-8 ГОСТ 1215-79 | 1½" | 4 | ||||||
| 23 | М27х2 | 1,5 | Ст 3 ГОСТ 380-88 | 1¼" | 5 | ||||||
| 24 | М12х1,25 | 1,75 | СЧ 15 ГОСТ 1412-85 | 1" | 6 | ||||||
| 25 | М14x1,5 | ЛК 80-3 ГОСТ15527-70 | ¾" | 1 | |||||||
| 26 | М16х1,5 | СЧ 12 ГОСТ 1412-85 | Муфта длинная ГОСТ 8955-75 | 2" | 2 | ||||||
| 27 | N18x1,5 | 1,5 | АЛ 5 ГОСТ 1583-89 | 1½" | 3 | ||||||
| 28 | М20х1,5 | 1,75 | Сталь 20 ГОСТ 1050-88 | 1¼" | 4 | ||||||
| 29 | М22х1,5 | Ст 3 ГОСТ 380-88 | 1" | 5 | |||||||
| 30 | М24х2 | 2,5 | БрОЦС 5-5-5 ГОСТ613-79 | ¾" | 6 |
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
ЗАДАНИЯ
2.1. При выполнении этого задания изучаются условности,
применяемые в чертежах машиностроения, связанные с
изображением резьбы на стержне, в отверстии и в соединении,
изображением неразъёмных соединений; изучаются правила
изображения и обозначения стандартных крепёжных изделий и
элементов трубопроводов.
2.2. Изучив рекомендованную литературу и стандарты,
соответствующие изучаемым темам, запомнив их основные положения и определения, необходимо ответить на следующие контрольные вопросы:
2.2.1. Какие различия между разъёмными и неразъёмными
соединениями? Назвать примеры соединений.
1.2.2. Как классифицируются резьбы?
1.2.3. Какие элементы профиля и параметры имеют резьбы?
2.2.4. Что называется наружным и внутренним диаметром
резьбы, шагом и ходом резьбы?
2.2.5. Как изображается резьба на стержне, в отверстии и в
соединении двух деталей? Есть ли различие в изображении резьб
разного профиля?
2.2.6. Назовите типы крепёжных и ходовых резьб.
2.2.7. Какие профили имеют перечисленные выше резьбы?
2.2.8. В каких соединениях применяется трубная резьба?
2.2.9. Какую особенность имеет обозначение трубной
резьбы?
2.2.10. Какой основной размер входит в условное
обозначение любой соединительной детали трубного соединения?
2.2.11. Как обозначается метрическая резьба, в каких случаях
в обозначение включается шаг резьбы?
2.2.12. Как обозначается на чертеже стандартная
трапецеидальная резьба?
2.2.13. Какова особенность изображения и обозначения на
чертеже резьбы нестандартного профиля?
2.2.14. Как условно обозначаются крепёжные изделия?
2.2.15. Как рассчитывается длина ввинчиваемого конца
шпильки, глубина сверления и нарезки резьбы гнезда?
2.2.16. Как различаются сварные швы в зависимости от
взаимного расположения свариваемых деталей?
2.2.17. Назовите составные части структуры обозначения
шва сварного соединения.
2.2.18. Каковы правила обозначения видимых и невидимых швов сварных соединений, шва по замкнутой и незамкнутой линии?
3. РАЗЪЁМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
К разъёмным соединениям относят соединения резьбовые, клиновые, штифтовые, шпоночные, шлицевые и др. Такие соединения допускают многократную сборку и разборку без нарушения формы и размеров деталей, их составляющих. Каждому виду соединения соответствуют стандарт ЕСКД, который устанавливает особенности, упрощения и условности при его изображении.
Для разъёмного соединения составных частей машин и различных устройств широко применяются соединения при помощи резьбы. Эти соединения обладают такими достоинствами, как универсальность, высокая надёжность, способность воспринимать большие нагрузки, сравнительно малые размеры и малая масса конструктивного элемента, простота изготовления и другие факторы. В промышленности резьбы применяются для получения подвижных соединений, когда возможны взаимные перемещения деталей (винты домкратов, прессов, станков) и неподвижных соединений (с помощью крепёжных изделий, фитингов и т. п.). Резьбовые соединения подразделяются на два типа:
– соединения, осуществляемые непосредственным
свинчиванием деталей, имеющих резьбу;
– соединения, осуществляемые с помощью специальных
крепёжных изделий (болт, винт, шпилька, гайка, шайба и др.).
Общие сведения о резьбах
Резьба – это поверхность, образуемая винтовым движением плоского профиля по цилиндрической или конической поверхности. Как правило, используются стандартные резьбы. Стандартами определяются типы резьбы, размеры геометрических параметров, условные изображения и обозначения на чертежах (табл. 2).
Классификация резьб
Резьбы классифицируются по нескольким признакам:
1. В зависимости от формы профиля – треугольные,
трапецеидальные, прямоугольные, круглые.
2. По форме поверхности, на которой нарезана резьба – конические и цилиндрические.
3. По расположению на поверхности стержня или отверстия
– наружные (на стержне)и внутренние (в отверстии)(рис. 3).
4. По направлению нарезки – правые и левые.
5. По назначению – крепёжные (метрические, дюймовые);
– крепёжно-уплотнительные (трубные, конические);
– ходовые (трапецеидальные, упорные, прямоугольные);
– санитарно-технические (круглые) и др.
6. По числу заходов – однозаходные и многозаходные
(двухзаходные, трёхзаходные и т. д.).
3.1.2. Основные элементы и параметры резьбы
Профиль резьбы – это контур сечения резьбы плоскостью, проходящей через ось детали (рис. 1).
|
| Наружная резьба |
Угол профиля резьбы α – угол между боковыми сторонами профиля.
Рис. 1. Профиль и основные параметры резьбы
Наружный диаметр резьбы d – диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или впадин внутренней резьбы.
Внутренний диаметр резьбы d 1 – диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы или в вершины внутренней резьбы.
Шаг резьбы Р – расстояние между одноимёнными точками профиля двух соседних витков в направлении, параллельном оси резьбы.
Ход резьбы t – расстояние между одноимёнными точками профиля одного и того же витка. Ход резьбы есть величина относительного осевого перемещения винта (гайки) за один оборот. В однозаходной резьбе ход равен шагу (t = Р), в многозаходной – произведению шага Р на число заходов n (t = n Р) – это показано на рис. 2.
Однозаходная резьба образована одной винтовой ниткой (рис. 2, а).
Многозаходная резьба образована несколькими винтовыми нитками (рис. 2, б).
|
|
Рис. 2. Различия резьбы по числу заходов:
а – однозаходная резьба; б – двухзаходная резьба
Правая резьба образована контуром, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль оси от наблюдателя. Левая резьба образована контуром, вращающимся против часовой стрелки и перемещающимся вдоль оси от наблюдателя. Направление резьбы указывают только для левой резьбы в конце обозначения буквами LH.
Длина резьбы î – длина участка резьбы с полным профилем.
Фаска с – конический участок в начале стержня или отверстия (рис. 3). Условно размер фаски можно принять равным шагу резьбы с = Р (рис. 3).
Сбег резьбы – участок резьбы с неполным профилем в зоне перехода от резьбы к гладкой части детали.
Недовод резьбы – участок ненарезанной части поверхности между концом сбега и опорной поверхностью детали.
Недорез резьбы включает в себя сбег и недовод резьбы. Чтобы устранить сбег или недорез резьбы, выполняют проточку.
Проточка – кольцевой желобок на стержне или кольцевая выточка в отверстии для выхода резьбонарезающего инструмента.
|
| Граница резьбы |
Рис. 3. Изображение резьбы и конструктивные
Элементы
Изображение резьбы
Резьбу на чертежах изображают условно, независимо от типа, согласно ГОСТ 2.311-68, а именно: на стержне – сплошными основными линиями по наружному диаметру и сплошными тонкими – по внутреннему на всю длину резьбы, включая фаску.
В отверстии резьбу изображают сплошными основными линиями по внутреннему диаметру и сплошными тонкими линиями – по наружному диаметру.
На изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси резьбы, сплошную тонкую линию проводят дугой на ¾ окружности, разомкнутую в любом месте, и фаску не показывают (рис. 3). Сплошная тонкая линия при изображении резьбы проводится на расстоянии от 0,8 мм до величины шага резьбы Р от основной линии и должна пересекать линию границы фаски.
Видимая граница резьбы проводится сплошной основной линией в конце полного профиля резьбы до линии наружного диаметра резьбы.
При изображении резьбового соединения в разрезе (рис. 4). преимуществом обладает деталь с наружной резьбой, она закрывает резьбу отверстия. В зоне резьбового соединения резьбу изображают сплошной основной линией по наружному диаметру и сплошной тонкой – по внутреннему. В отверстии показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта резьбой стержня.
Выполняя разрезы, следует обратить внимание на то, что штриховка доводится до сплошных основных линий как на стержне с резьбой, так и в резьбовом отверстии.
|
|
|
Рис. 4. Изображение резьбы в соединении
Типы резьбы и обозначение
Размер стандартной резьбы на чертеже обозначается условно в зависимости от типа резьбы. Обозначение резьбы включает в себя: условное буквенное обозначение типа резьбы и её основные параметры. В обозначение резьб не входят наиболее распространённые данные: правое направление нарезки и однозаходность.
Для многозаходных резьб вначале пишется обозначение типа резьбы и её наружный диаметр d, далее через знак умножения величина хода t, затем в скобках указывается обозначение шага Р и величина шага (все значения в миллиметрах), далее направление нарезки LH (если левое) и через тире – поле допуска (на учебных чертежах можно не проставлять).
Далее приведены краткая характеристика основных типов резьб и приведены примеры их обозначения.
Метрическая резьба (ГОСТ 9150-81) является основной крепёжной резьбой, угол её треугольного профиля α = 60°, вершины и впадины срезаны, может иметь крупный (основной) или мелкий шаг (Р). Крупный шаг не обозначается. Например:
М16-6h –метрическая резьба с наружным диаметром 16 мм и крупным шагом Р = 2 мм, поле допуска 6h (на стержне);
М16 x0,5-6H –метрическая резьба с наружным диаметром 16 мм с мелким шагом Р =0,5 мм, поле допуска 6H (в отверстии).
Трубная цилиндрическая (ГОСТ 6357-81) и трубная коническая (ГОСТ 6211-81) резьба имеет треугольный профиль, α = 55°, вершины и впадины скруглены. Применяются в трубопроводах, трубных соединениях и газовых баллонах. Размер трубной и конической резьбы условно обозначается в дюймах (1"=25,4 мм) и отнесён к внутреннему диаметру трубы ( Dу ), на которой нарезана эта резьба, а не наружному диаметру резьбы, как для других стандартных резьб, например:
G1-A –трубная цилиндрическая резьба, нарезанная на трубе с условным проходом Dу (внутренним диаметром трубы) равным 1" (25,4 мм), класс точности A. Наружный диаметр этой резьбы будет равен 33,249 мм, (при необходимости он берётся из соответствующего стандарта);
R2½ – резьба трубная коническая наружная с размером 2½'',
Rc1½ – резьба трубная коническая внутренняя 1½" (дюйма).
Трапецеидальная резьба (ГОСТ 9484-81) служит для передачи движения и усилий. Профиль – равнобокая трапеция с углом между боковыми сторонами α = 30°. Для каждого диаметра резьбы стандарт предусматривает, как правило, три различных шага. Например:
Tr32x3 –трапецеидальная резьба однозаходная с наружным диаметром 32 мм и шагом 3 мм, правая;
Tr32x6 (P3) LH –трапецеидальная резьба двухзаходная с наружным диаметром 32 мм, ходом 6 мм и шагом 3 мм, левая.
Упорная резьба (ГОСТ 10177-82) служит в механизмах для передачи движения с большой односторонней нагрузкой (винтовые механизмы подъёмных кранов, винтовые прессы, домкраты и т.п.) Резьба имеет профиль неравнобокой трапеции с углом рабочей стороны 3° и нерабочей 30°. Например:
S50 x 3 –упорная однозаходная резьба с наружным диаметром 50 мм и шагом 3 мм, правая;
S50 x12 (P3) –упорная резьба четырёхзаходная с наружным диаметром 50 мм, ходом 12 мм и шагом 3 мм, правая.
Круглая резьба имеет профиль, полученный сопряжением
двух дуг одного радиуса. Применяется для цоколей и патронов, стёкол и светильников, для санитарно-технической арматуры. Например:
Kd16 –резьба круглая с наружным диаметром 16 мм.
Коническая дюймовая резьба с углом профиля α = 60° (ГОСТ 6111-81) применяется для герметических соединений в трубопроводах машин и станков. Принцип обозначения как в трубной резьбе, например:
K1½" ГОСТ6111-81 – коническая дюймовая резьба (конусность 1:16) с размером 1½" (дюйма).
Прямоугольная резьба не стандартизована, имеет прямоугольный профиль, при изображении показывают профиль одного-двух витков и наносят размеры всех необходимых параметров, данные о числе заходов и о левом направлении.
В табл. 2 показаны типы наиболее распространённых резьб, их внешний вид, профиль, условное изображение и примеры обозначения на чертеже.
Таблица 2 Типы резьбы и условное изображение на чертежах
3.1.5. Условное обозначение крепёжных изделий
Для крепёжных изделий существуют стандарты, которые регламентируют их форму, размеры и условное обозначение.
ГОСТ 1759-70 устанавливает, какие параметры должны быть указаны в условном обозначении крепёжных деталей:
– наименование крепёжного изделия;
– исполнение (кроме исполнения 1);
– диаметр резьбы;
– мелкий шаг резьбы (крупный не указывается);
– поле допуска (кроме 8g для болтов и шпилек и 7 H для гаек);
– длина (для болта или шпильки);
– класс прочности;
– материал;
– вид покрытия и толщина (если имеется);
– номер стандарта.
В обозначении класса не ставится точка, разделяющая два числа, обозначающих класс прочности материала. Марку материала не указывают для болтов и шпилек классов прочности ниже 8.8 и для гаек классов прочности ниже 10.
Примеры условного обозначения крепёжных изделий.
Болт с шестигранной головкой нормальной точности, исполнение 2, диаметр резьбы и d = 10 мм, с мелким шагом Р = 1,25 мм, поле допуска 6g, длина î = 65 мм, класса прочности 10.9, изготовленный из стали 40X, с цинковым покрытием (09) толщиной 6 мкм:
