Основний зміст

1. Класифікація з’єднань

З'єднання та передачі є основою функ­ціонування будь-якої машини та взаємодії деталей, що входять до її складу. З'єднання бувають рознімними та нерознімними.

Рознімними називають з'єднання, для яких операції складання та розбирання можливі без руйнування їхніх складових частин. З'єднання, які не можна скласти або розібрати без руйнування їхніх складових частин, називають нерознімними. Рознімни­ми є різьбові, шпонкові, шліцьові з'єднан­ня. Нерознімними є зварні, заклепкові, па­яні, клейові та інші.

2. Різьбові з’єднання

Різьбові з'єднання є найбільш пошире­ними в техніці. Геометричною основою цих з'єднань є гвинтові поверхні, особливістю яких є гвинтова лінія. У різьбових з'єднан­нях застосовуються циліндричні та конічні гвинтові лінії, які є напрямними. Робоча поверхня гвинта утворюється переміщенням профілю різьби як її твірної лінії вздовж гвинтової лінії.

Гвинтом називають сукупність цилінд­ра чи конуса з одержаною таким чином поверхнею різьби.

Класифікація і параметри різьби. Різьбою називають один або кілька рівномірно розміщених гвинтових виступів сталого пере­різу, утворених на боковій поверхні прямо­го кругового циліндра або прямого круго­вого конуса.

Зовнішні різьби виконують нарізанням гвинтових поверхонь на циліндричних або конічних стрижнях. Внутрішні різьби вико­нують нарізанням гвинтових поверхонь у циліндричних або конічних отворах.

Довжина різьби – це довжина ділянки деталі, де нарізана різьба. На кресленнях звичайно зображують тільки ділянку з повним профілем. Якщо є проточка, то її ширину включають у дов­жину різьби.

Залежно від напряму гвинтової лінії різь­би поділяють на праві та ліві. У техніці за­стосовують в основному праві різьби.

За числом ходів, тобто за кількістю на­прямних гвинтових ліній, різьби бувають одно- та багатоходовими.

Залежно від виду профілю розрізняють такі різьби: трикутну – метричну з кутом при вершині 60° (рис. 1, а) або дюймову з кутом 55°; трапецеїдальну (рис. 1, б), зокрема, упорну, круглу, прямокутну (рис. 1, в, г), та ін.

Рисунок 1

За призначенням різьби поділяють на кріпильні, ходові та спеціальні.

Циліндричну різьбу характеризують такі параметри:

1.  Зовнішній діаметр, який дорівнює діа­метру умовного циліндра, що містить вершини зовнішньої різьби або западини внутрішньої різьби.

2.  Внутрішній діаметр.

3.  Середній діаметр різьби — це діаметр умовного циліндра, вздовж твірних якого ширина виступу профілю дорівнює ширині западини.

4.  Крок різьби — це виміряна паралельно осі різьби відстань між відповідними точками двох сусідніх витків.

5.  Хід різьби — це виміряна паралель­но осі різьби відстань між відповідними точками на одній гвинтовій поверхні за один оберт профілю. Хід різьби дорівнює відстані переміщення гайки за один повний оберт.

6.  Кут профілю різьб — кут між бічни­ми сторонами профілю.

7.  Висота вихідного профілю дорівнює Н.

8.  Висота робочого профілю Н₁ – від­стань між вершиною та западиною профілю в напрямі, перпендикулярному до осі різьби.

Номінальні значення зовнішнього, внут­рішнього та середнього діаметрів мають відповідати ГОСТу.

Зображення різьби на кресленнях. Будь-які різьби незалежно від їхнього типу зображують на кресленні умовно. Умовність полягає в проведенні суцільної основної лінії замість виступів різьби і тон­кої суцільної лінії замість западин (рис. 2, а...є), що проводять на всю довжину різьби без збігу, захоплюючи фаски. На площині, перпендикулярній до осі різьбового стриж­ня, суцільну тонку лінію внутрішнього діа­метра різьби проводять на 3/4 довжини кола, причому розімкнути її можна в будь-якому місці. Відстані між лініями зовнішнього та внутрішнього діаметрів різьби на всіх про­екціях виконують не менше ніж 0,8 мм і не більше від кроку різьби.

Рисунок 2

Різьбу, показану як невидиму, зображу­ють аналогічно поданій на рис. 2, д. Позначення циліндричної різьби стосу­ється зовнішнього діаметра і виконується за стандартом. Приклади нанесення розмі­рів різьби показані на рис. 2, а ,б.

Стандартні кріпильні деталі з різьбою. Ці вироби поділяють на деталі загального призначення та спеціальні. Нижче розгля­датимемо тільки деталі загального призна­чення. Болти, гвинти, шпильки, гайки ви­готовляють зі сталі та кольорових сплавів.

Залежно від умов експлуатації кріпильні деталі випускають з покриттям, яке має цифрове або літерне позначення. В позна­чення кріпильної деталі включається циф­рове позначення покриття (якщо воно є).

Найбільш широко застосовують болти з шестигранною головкою підвищеної, нормальної та грубої точності (класів А, В, С) з нормальною чи зменшеною головкою, з великим або дрібним кроком різьби, що випускають в одному або в кількох вико­наннях.

Болти випускають з шестигранною го­ловкою номінальним діаметром різьби 6...48 мм, завдовжки 8...300 мм. (рис. 3)

Рисунок 3

Приклад позначення: Болт М16 х 2 х 80, де 16 — номінальний діаметр; 2 — крок; 80 — довжина болта.

Залежно від призначення та умов експлу­атації гайки бувають шестигранні, шестигранні прорізні, корончасті тощо (слайд 1, а...в). Найширше застосовують шестигранні гайки, що випускаються в одному, двох, трьох виконаннях, підвищеної, нормальної та грубої точності; нормальної висоти, низькі, високі, особливо високі; з нормальним або зменшеним розміром "під ключ"; з великим або дрібним кроком. Приклад позначення: Гайка М10 х 1, де 10 – номінальний діаметр, 1 – крок.

Слайд 1

У промисловості широко застосовують кріпильні та встановлювальні гвинти. Залежно від призначення гвинти мають на­півкруглу, циліндричну, напівпотайну та потайну головки (слайд 2, а...е). Крім того, є гвинти з головкою під гайковий ключ.

Приклад позначення: Гвинт М6 х 1 х 50, де 6 – номінальний діаметр, 1- крок, 50 - довжина.

Слайд 2

Шпильки випус­кають класів тонності А і В діаметром різьби 2...48 мм і завдовжки 10...300 мм. На слайді 3, а, б, подано шпильки, які мають довжину кінця, що загвинчується, l₁ дов­жину шпильки l та довжину гайкового кінця l₀.

Приклад позначення: Шпилька М16 х 1,5 х 100, де 16 – номінальний діаметр, 1,5 – крок, 100 – довжина.

Слайд 3

У різьбових з'єднаннях широко застосо­вують різноманітні шайби, які не ма­ють різьби і призначені для запобігання по­шкодженню поверхні деталі від гайки при її затягуванні, а також для збільшення опор­ної площі гайки, головки болта чи гвинта, для запобігання самовідгвинчуванню га­йок тощо.

Розрізняють шайби:

— круглі (слайд 4, а). Приклад позначення: Шайба 10, де 10 — діа­метр різьби кріпильної деталі (болта, шпильки);

— пружинні (слайд 4, б) чотирьох типів: легкі (Л), нормальні (Н), важкі (Т), особливо важкі (ОТ).

а) б)

Слайд 4

Приклад позначення: Шайба 10Т, де 10 — діаметр різьби кріпильної деталі; Т – шайба важко­го типу (для нормальних Н не зазначають).

Крім того, є шайби стопорні, сферичні, квадратні та ін.

Слід зазначити, що діаметр отвору шай­би завжди більший від діаметра різьби на 0,5...2,0 мм і залежить від діаметра різьби, але в позначенні завжди дають діаметр різьби.

Болтові з'єднання. Важливим елементом зображення різьбових з'єднань є показ різьбових деталей у розрізі. Зовнішній діаметр різьби стрижня відповідає зовнішньому діа­метру різьби в отворі, а внутрішній діаметр різьби стрижня — діаметру отвору (рис. 4, а). На зображенні різьбового з'єднан­ня перевагу віддають різьбі стрижня, а різь­бу отвору показують лише там, де вона не закрита зображенням стрижня (рис. 4, б).

Рисунок 4

Болтове з'єднання деталей (слайд 5, а…е) виконують за допомогою болта, шайби та гайки (слайд 5, б). У деталях, що скріплю­ються, свердлять отвір для болта (слайд 5, в). Діаметр отвору залежить від характеру та умов роботи з'єднання, які визначають точність складання. Цим стандартом регламентується зазор між стрижнем болта та отвором. Якщо при цьо­му зазор буде менше ніж 1 мм, то на зобра­женні його можна дещо збільшити.

В одержаний отвір вставляють болт, на нього надівають шайбу (слайд 5, г) і на­гвинчують гайку (слайд 5, д). Довжину болта розраховують за умов достатньої довжини нарізаної частини для нормально­го затягування та наявності вільного кінця болта над гайкою (слайд 5, е), де d – зовнішній діаметр різьби; d₁ = 0,85 d; D = 2 d; D_ш = 2,2 d; Н = 0,7 d; l_о = (1,5…2,0) d; S = 0,15 d; с = 0,15 d; l = b + b₁ + b₂ + S + H + K.

Слайд 5

Розрахункову довжину болта округля­ють до ближчого більшого за відповідним стандартом або в навчальних цілях до ближчого більшого числа, кратного 5 або 10 (при довжині болта понад 120 мм).

У навчальних цілях параметри болтового зєднання розраховують залежно від діаметра болта та товщини деталей за наведеними вище формулами для слайда 5. На кресленні болтового з'єднання головки бол­та та гайки зображують спрощено, дуги гіпербол (фасок на їхніх гранях) умовно за­мінюють дугами кіл, зазор між цими дугами та торцем, як правило, не показують. Болт, гайку, шайбу зображують нерозсіченими.

На кресленні болтового з'єднання нано­сять три розміри: діаметр різьби, діаметр отвору, довжину болта.

Креслення болтового з'єднання, якщо його виконують як окреме завдання, бажа­но оформити як складальне креслення, до­повнюючи специфікацією.

З'єднання шпилькою. Таке з'єднання (слайд 6, а...ж) виконують за допомогою шпильки, шайби та гайки. В одній з дета­лей свердлять глухий отвір (слайд 6, в), в ньому нарізують різьбу (слайд 6, г), куди загвинчують посадочний кінець шпильки (слайд 6, д). Потім на шпильку встанов­люють приєднувану деталь (слайд 6, є), в якій заздалегідь просвердлено отвір, діа­метр якого вибирають з урахуванням сте­пеня точності складання. Зверху на шпиль­ку надівають шайбу (слайд 6, є) і нагвин­чують гайку (слайд 6, ж).

Слайд 6

На зображенні з'єднання шпилькою за­стосовують такі самі спрощення, як і при виконанні зображень болтового з'єднання.

На кресленні з'єднання шпилькою нано­сять три розміри: діаметр різьби, діаметр отвору в приєднуваній деталі та довжину шпильки. Бажано доповнити зображення з'єднан­ня специфікацією.

З'єднання гвинтом. Це з'єднання викону­ють у такій послідовності. У деталі сверд­лять отвір (головним чином, глухий) — слайд 7, а, нарізають у ньому різьбу. В приєд­нуваній деталі свердлять отвір, діаметр яко­го вибирають залежно від діаметра гвинта та степеня точності складання, і виконують гніздо (зенковку) під головку гвинта (цилін­дричне — для циліндричної головки і ко­нічне — для конічної головки). В отвір при­єднуваної деталі вставляють гвинт і загвин­чують в отвір першої деталі (слайд 7, б, в) доти, доки деталі не з'єднаються. На кресленні гвинтового з'єднання на­носять три розміри: діаметр різьби гвинта, діаметр отвору в приєднуваній деталі та довжину гвинта.

Слайд 7