§ 25. Изображение и обозначение резьбы

Вступление

Многие изделия состоят из двух и более деталей, соединенных между собой определенным образом. Наиболее распространенными соединениями деталей являются резьбовые. Детали соединяют с помощью резьбы, образованной на их поверхностях, а также с помощью крепежных деталей, имеющих резьбу (рис. 84).

Образуется резьба следующим образом. При вращении патрона токарного станка равномерно вращается и закрепленный на нем стержень. Подведенный к поверхности стержня резец при равномерном движении вдоль оси стержня прочертит на его поверхности винтовую линию. Если его углубить в равномерно вращающуюся заготовку, то на ее поверхности образуется винтовая канавка — резьба (рис. 85). Фигура сечения винтовой канавки и выступа резьбы плоскостью, проходящей через ось резьбы, называется профилем резьбы.

В зависимости от расположения резьбы на поверхности стержня или отверстия она бывает наружной или внутренней. В резьбовом соединении наружная резьба наносится на болт, винт и др. Внутренняя резьба наносится на поверхность отверстия в гайке, гнезде и др.

Классификация резьбы, ее основные элементы и параметры.

Резьбы различают по расположению, направлению винтовой линии (правая, левая), профилю, назначению и др. (рис. 86). В зависимости от того, где нарезана резьба — на поверхности или в отверстии — различают наружную и внутреннюю резьбу. Очертания впадин и выступов образуют профиль резьбы.

В зависимости от формы профиля резьба подразделяется на треугольную, трапецеидальную, прямоугольную, круглую и упорную.

Используя дополнительные источники информации, найдите области применения резьб различного профиля.

Выделяют основные элементы и параметры резьбы: наружный и внутренний диаметры, шаг, угол профиля (рис. 87).
Наружный (внешний, номинальный) диаметр резьбы D — диаметр, описанный около резьбовой поверхности, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении.
Внутренний диаметр резьбы d — диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, вписанного в резьбовую поверхность.
Шаг резьбы P — расстояние между параллельными сторонами или вершинами двух рядом лежащих витков, измеренное вдоль оси резьбы.
Угол профиля β — угол между смежными боковыми сторонами профиля.

Также важным параметром является длина резьбы — длина участка поверхности, на котором образована резьба.

Наибольшее распространение в машиностроении получила треугольная резьба. Она подразделяется на метрическую, дюймовую и трубную.

Трапецеидальная резьба применяется в винтовых механизмах, ходовых винтах станков, механизмах слесарных тисков и др. Упорную резьбу используют при больших нагрузках в винтах прессов, домкратах и др. Круглая резьба применяется в неблагоприятных условиях эксплуатации, а также в тонкостенных изделиях (цоколи и патроны электрических ламп). Прямоугольная резьба, применявшаяся ранее в винтовых механизмах, в настоящее время практически полностью заменена трапецеидальной.

Обозначение резьбы на чертеже

Резьба на чертеже изображается не так, как мы ее видим, а упрощенно (условно) в соответствии с правилами стандарта ГОСТ 2.311-68 ЕСКД. Изображение резьбы. Независимо от профиля резьбы ее условное изображение всегда одинаково.

На внешней поверхности (на стержне) по наружному диаметру резьбу изображают сплошными толстыми основными линиями, по внутреннему диаметру — сплошными тонкими линиями (рис. 88). На виде слева резьбу показывают сплошной тонкой линией в виде дуги, примерно равной 3/4 окружности.
На внутренней поверхности (в отверстии) резьбу показывают сплошными толстыми основными линиями по внутреннему диаметру и сплошными тонкими — по наружному (см. рис. 88).
Сплошную тонкую линию проводят на расстоянии не менее 0,8 мм от основной линии и не более величины шага резьбы.
Штриховку в разрезах доводят до линии наружного диаметра резьбы на стержне и до линии внутреннего диаметра в отверстии.

Чтобы указать резьбу на чертеже, к ее изображению добавляют надпись в виде условного обозначения.

В чем заключается отличие условного изображения резьбы на стержне от условного обозначения резьбы в отверстии?

Трубная цилиндрическая резьба и ее обозначение

Профилем трубной цилиндрической резьбы является равносторонний треугольник с углом 55° при вершине. Вершины выступов и впадин закруглены. Эту резьбу применяют для соединения труб и других деталей арматуры трубопроводов.

Основные размеры трубной цилиндрической резьбы условно обозначаются в дюймах (1″ = 25,4 мм). 

В условное обозначение трубной цилиндрический резьбы входят: буква G, обозначение размера трубы в дюймах и класс точности, например G3/4−А. 

Трубная коническая резьба и ее обозначение

Профиль трубной конической резьбы − равнобедренный треугольник с углом при вершине 55°. Вершины и впадины профиля закруглены. Применяется в конических резьбовых соединениях, в соединениях наружной конической резьбы с внутренней цилиндрической резьбой.

В условное обозначение трубной конической резьбы входят: буква R, размер трубы в дюймах, например Rс1½. 

Трапецеидальная резьба и ее обозначение

Профиль трапецеидальной резьбы — равнобокая трапеция с углом между боковыми сторонами 30°. Служит для передачи движения в винтовых механизмах, ходовых винтах станков и т. д. 

Трапецеидальную резьбу обозначают буквами Tr, номинальным диаметром и шагом, например: Tr40×9. 

Упорная резьба и ее обозначение

Профиль упорной резьбы неравнобокая трапеция. Впадины профиля закруглены. Применяется при больших нагрузках (струбцины, прессы, домкраты и т. д.).

В условное обозначение однозаходной упорной резьбы входят: буква S, номинальный диаметр в миллиметрах и шаг. Например, S80×10 — резьба упорная S номинальным диаметром 80 мм, шагом резьбы 10 мм. 

Прямоугольная резьба и ее обозначение

Профилем прямоугольной резьбы является прямоугольник. Изображается с нанесением размеров, необходимых для изготовления резьбы: наружный и внутренний диаметры, форма профиля, шаг. Применяется в соединениях, при которых самоотвинчивание силовых элементов сведено к минимуму. Например, в ходовых и грузовых винтах (домкрат, пресс), лабораторных регулировочных элементах и т.д.

Метрическая резьба и ее обозначение

Основным типом резьбы, применяемой для крепежных целей, является метрическая резьба. Профилем метрической резьбы является равносторонний треугольник с углом 60° при вершине (рис. 89).
В условное обозначение резьбы входят: буква М, наружный (номинальный) диаметр резьбы в миллиметрах (рис. 90).

Метрическую резьбу выполняют с крупным и мелким шагом. В обозначении метрической резьбы крупный шаг не указывают, например М20. Мелкий шаг указывают через знак умножения, например М 20 х 1,5 (где 1,5 — шаг резьбы).

Для каких целей применяют метрическую резьбу с мелким и крупным шагом? Приведите примеры, используя дополнительные источники информации.

Многие изделия собирают с применением резьбовых деталей — винтов, болтов, гаек, шпилек и др. Они соединяют отдельные детали в единое изделие, поэтому их называют крепежными. Для удобства использования в производстве такие детали стандартизированы и взаимозаменяемы.

Крепежные изделия

Болт — цилиндрический стержень с наружной резьбой на одном конце и головкой на другом. Образует соединение при помощи гайки или резьбового отверстия в одном из соединяемых изделий. Существуют различные типы болтов, отличающиеся друг от друга по форме и размерам головки (шестигранная, полукруглая, потайная) и стержня, по шагу резьбы. Наиболее распространены болты с шестигранной головкой.
Пример условного обозначения болта: Болт M 12 х 60 ГОСТ 7798-70 —
с шестигранной головкой, резьбой М 12, шаг резьбы крупный, длина стержня 60 мм.

Какую длину имеет болт, обозначение которого «Болт М 20х55»?

Винт — цилиндрический стержень с наружной резьбой на одном конце и конструктивным элементом для передачи крутящего момента на другом. По назначению винты разделяются на крепежные и установочные. Крепежи винтов применяются для соединения деталей путем ввертывания винта резьбовой частью в одну из соединяемых деталей.
В зависимости от условий работы винты изготовляются с цилиндрической, полукруглой, полупотайной или потайной головкой со шлицем, под отвертку, а также с головкой под ключ и с рифлением.
Пример условного обозначения винта: Винт М12 х 50 ГОСТ 1491-80 — с цилиндрической головкой, резьбой М12, шаг резьбы крупный, длина стержня 50 мм.

Используя дополнительные источники информации, определите в чем различия между винтом и болтом. 

Шпилька — цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах или по всей длине стержня. Служит для соединения двух или нескольких деталей. Один конец шпильки ввинчивается в резьбовое отверстие детали, а на другой конец навинчивается гайка. Конструкция и размеры шпилек определяются стандартами в зависимости от длины резьбового конца.
При изображении шпильки вычерчивают только один вид на плоскости, параллельной оси шпильки, и указывают размеры резьбы, длину шпильки и ее условное обозначение.
Пример условного обозначения шпильки: Шпилька М8 х 60 ГОСТ 22038-76 — с крупной метрической резьбой диаметром 8 мм, длина
стержня 60 мм, предназначена для ввертывания в легкие сплавы, длина резьбового конца 16 мм.

Приведите примеры, где применяется соединение шпилькой.

Гайка — крепежная деталь с резьбовым отверстием и конструктивным элементом для передачи крутящего момента. Применяется для навинчивания на болт или шпильку до упора в одну из соединяемых деталей. В зависимости от конструкции и условий применения гайки выполняют шестигранными, круглыми, барашковыми, фасонными и т. д.
Наибольшее применение имеют гайки шестигранные.
Пример условного обозначения гаек: Гайка Ml2 ГОСТ 5915-70 — с диаметром резьбы 12 мм, шаг резьбы крупный.

На каком чертеже изображен вид гайки сверху?

Винтовая линия (поверхность) была известна человеку с очень давних времен. Еще в Древнем Египте применялось водоотливное приспособление, представляющее собой гладкое бревно с прикрепленными на его поверхности облегающими планками, образовывающими спираль. При вращении бревна вода по этой спирали поднималась вверх. В дошедших до нашего времени описаниях имеются сведения о таком же винте, изобретение которого приписывается Архимеду. Однако современная история резьбы начинается только в XIX в. Британский изобретатель Генри Модсли считается одним из создателей токарно-винторезного станка, с помощью которого стало возможным нарезание точной резьбы. В середине XIX в. другой британский инженер-механик и изобретатель Джозеф Витворт в 1841 г. предложил профиль винтовой канавки и разработал систему стандартизации резьбы. Дату появления резьбы можно считать датой начала промышленной революции.

Проверим знания

1. Почему резьба на чертеже изображается условно?
2. Чем отличаются между собой условные обозначения метрической резьбы с мелким и крупным шагом? Приведите примеры.
3. Какой шаг указывают в обозначении резьбы?
4. Дочертите условное изображение резьбы М 20х1,5 на стержне, длина резьбы 40 мм. Начертите вид слева.
5. Определите, в чем отличие гаек друг от друга, если их обозначение Гайка М 24 и Гайка М 24х2.
6. По наглядному изображению выполните эскизы деталей с резьбой. Определите вид крепежного изделия.
7. Какие данные необходимы для вычерчивания болтов, гаек, шпилек и винтов по стандартным размерам?
8. Определите тип резьбы, наружный диаметр и шаг резьбы.

9. Начертите чертеж болта с метрической резьбой d=30 мм, l=80 мм

Вопросы и задания повышенной сложности

Вычертите чертеж по описанию.
Цилиндрический стержень длиной 100 мм, на правом торце которого имеется фаска 2 х 45°. На конце стержня с фаской на длине 45 мм нарезана метрическая резьба М 24 с крупным шагом. На другом конце стержня
изображен конструктивный элемент квадратного сечения для захвата ключом (сторона квадрата — 20 мм, длина — 25 мм). Нанесите размеры.

Практическая работа № 15. Резьбовое соединение

На формате А4 по произвольным размерам, соблюдая пропорции, выполните чертеж деталей резьбового соединения в сборе. При выполнении чертежа примените необходимые сечения и разрезы. Количество видов определите самостоятельно.