Резьба и резьбовые соединения. Учебно-методическое пособие

Статьи

Краткая история

Долгое время резьбовое соединение считалось одним из величайших изобретений человечества, наряду с колесом и зубчатой передачей, не имеющим природных аналогов. Однако в 2011 году исследователи из Технологического института Карлсруэ опубликовали в журнале Science статью, в которой описали уникальное строение суставов жуков-долгоносиков вида Тригоноптерус облонгус, обитающих на Новой Гвинее. Ученые обнаружили, что лапы этих насекомых соединены с телом с помощью вертлуга, который ввинчивается в коксу (аналог тазобедренного сустава у насекомых). На поверхности вертлуга расположены выступы, напоминающие конический винт, а кокса имеет соответствующую резьбовую выемку. Такое соединение обеспечивает более надежное крепление конечностей, чем шарнирное, что особенно важно для жуков, ведущих древесный образ жизни.
Первые резьбовые крепежные детали начали использоваться в Древнем Риме в начале нашей эры. Однако из-за высокой стоимости их применяли преимущественно в ювелирных изделиях, медицинских инструментах и других дорогостоящих предметах.
Широкое распространение болты и гайки получили в XV веке. Они использовались для соединения подвижных частей доспехов и элементов часовых механизмов. Например, печатный станок Иоганна Гутенберга, созданный между 1448 и 1450 годами, был оснащен резьбовыми соединениями, а его детали скреплялись винтами.
Отдельные детали с внутренней резьбой, предназначенные для крепления, то есть гайки, появились примерно полтора столетия спустя. В начале XVII века было разработано резьбовое соединение, близкое к современному. Изначально шаг резьбы измерялся в дюймах, и только в начале XIX века французы ввели метрическую систему. Гайки стали активно использоваться в различных областях техники, что привело к их дальнейшему совершенствованию. Появились гайки различной формы: квадратные, шестигранные, восьмигранные, колпачковые («глухие»), прорезные (корончатые) и барашковые, каждая из которых нашла свое применение в зависимости от требований конструкции.
New chat

Назначение и образование резьбы

Резьба – это элемент машин и механизмов, с помощью которого осуществляется резьбовое соединение. Резьба получается путем прорезания на поверхности деталей канавок, направленных по винтовой линии.
Подобно тому, как при винтовом движении точки образуется цилиндрическая винтовая линия, можно при винтовом движении отрезка АВ получить винтовую поверхность. Если при таком движении отрезок располагается параллельно цилиндру, то он образует на его поверхности след - винтовую ленту (рис. 1а). Если отрезок располагается перпендикулярно к оси цилиндра, то его концы опишут две винтовые линии, а сам отрезок – винтовую поверхность (рис. 1 б).
Если в качестве производящей фигуры взять плоскую форму (например, треугольник, трапецию, полукруг или квадрат) и задать ей движение по поверхности цилиндра так, чтобы вершины этой фигуры следовали по винтовым линиям, а сама плоскость фигуры проходила через ось цилиндра, то в результате образуется винтовое тело (рис. 2). В процессе такого движения производящая фигура создает на цилиндрической поверхности винтовые выступы, которые и формируют витки резьбы.

В настоящее время основным промышленным методом нарезания резьбы на метизных изделиях (болтах, шпильках, винтах) является накатка, которая выполняется на высокопроизводительных резьбонакатных автоматах. Этот процесс основан на пластической деформации стержня без снятия стружки. При прокатывании детали между двумя плоскими плашками или цилиндрическими роликами с резьбовым профилем происходит выдавливание резьбы нужного профиля за счет перераспределения металла.
На рис. 3 показано построение проекций цилиндрической винтовой линии. Это пространственная кривая, которая образуется в результате равномерного движения точки по образующей цилиндра, одновременно вращающегося вокруг своей оси. Расстояние, на которое точка перемещается вдоль образующей за один полный оборот, называется шагом винтовой линии. Для построения чертежа винтовой линии необходимо знать две основные величины: наружный диаметр цилиндра DD и шаг pp.
Горизонтальная проекция цилиндра (окружность) и величина шага, отложенная на фронтальной проекции, делятся на одинаковое количество равных частей. Точки деления нумеруются в направлении движения точки, формирующей винтовую линию. Затем на образующей цилиндра откладывают шаг, который также делится горизонтальными линиями на то же число равных частей; точки делений нумеруются снизу вверх. Через точки деления окружности проводят вертикальные линии связи до пересечения с соответствующими горизонтальными линиями, проведенными через точки деления шага. Точки пересечения этих линий образуют фронтальную проекцию винтовой линии, которую затем соединяют плавной кривой с помощью лекала.

Классификация резьбы по различным признакам

Резьба может быть стандартной и нестандартной. У стандартной резьбы все основные параметры определяет ГОСТ 11708-82. Давайте разберем классификацию резьбы:

Крепежная резьба используется в соединительных элементах машин, механизмов и приборов, таких как болты, винты, шпильки и гайки. Ходовая и грузовая резьбы находят применение в подъемных винтах, винтовых прессах, домкратах и станках, где требуется преобразование вращательного движения в поступательное.
Специальная резьба применяется в инструментах для нарезания резьбы: метчиках (для отверстий) и плашках (для стержней), а также в инструментах для создания отверстий (сверлах) и обработки поверхностей, канавок и пазов (фрезах).
Резьба, образованная на цилиндрической поверхности, называется цилиндрической, а на конической поверхности – конической.
Наружная резьба формируется на внешней поверхности стержня (цилиндрической или конической) и является охватываемой поверхностью (например, болт или винт).
Внутренняя резьба создается на поверхности отверстия (цилиндрической или конической) и представляет собой охватывающую поверхность (например, гайка).
По количеству заходов резьба делится на однозаходную и многозаходную (двух-, трехзаходную и т.д.).
Правая резьба образуется контуром, который вращается по часовой стрелке и перемещается вдоль оси от наблюдателя. Левая резьба, напротив, формируется контуром, вращающимся против часовой стрелки.

Основные параметры и элементы резьбы

Резьба характеризуется тремя основными диаметрами: наружным, внутренним и средним. При этом для наружной резьбы диаметры обозначаются как d, d1, d2, а для внутренней – D, D1, D2.

Наружный диаметр резьбы d (или D) – это диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или впадин внутренней резьбы. Этот диаметр является основным, расчетным и включается в условное обозначение резьб.
Внутренний диаметр резьбы d1 (или D1) – это диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы или вершины внутренней резьбы.
Средний диаметр резьбы d2 (или D2) – это диаметр воображаемого цилиндра, образующие которого пересекают профиль резьбы таким образом, что отрезки профиля, образованные при пересечении с канавкой, равны половине номинального шага резьбы.
Профиль резьбы – это форма выступа и канавки резьбы в плоскости ее осевого сечения.
Угол профиля резьбы α – это угол между смежными боковыми сторонами резьбы в плоскости ее осевого сечения.
Высота исходного треугольника резьбы H – это расстояние между вершиной и основанием исходного треугольника резьбы, измеренное в направлении, перпендикулярном оси резьбы.
Рабочая высота профиля H1 – это длина участка взаимного перекрытия профилей наружной и внутренней резьб, измеренная по перпендикуляру к оси резьбы.
Высота профиля H3 – это расстояние между вершиной и впадиной резьбы в плоскости осевого сечения, измеренное в направлении, перпендикулярном оси резьбы.
Шаг резьбы P – это расстояние между средними точками ближайших одноименных боковых сторон профиля резьбы, измеренное по линии, параллельной оси резьбы.
Ход резьбы Ph – это расстояние между любой исходной средней точкой на боковой стороне резьбы и средней точкой, полученной после перемещения исходной точки по винтовой линии на угол 360°, измеренное по линии, параллельной оси резьбы.

Изображение резьб на чертеже

Вычерчивание резьбы в виде винтовой поверхности – это сложная и трудоемкая задача, поэтому на чертежах резьбу, независимо от ее профиля и назначения, изображают условно в соответствии с ГОСТ 2.311–68*.

Рисунок 5. Наружная резьба изображается сплошными толстыми основными линиями по наружному диаметру d и сплошными тонкими линиями по внутреннему диаметру d1. На проекции, параллельной оси резьбы, сплошную тонкую линию проводят на всю длину полного профиля резьбы, включая фаску. Границу резьбы обозначают сплошной толстой основной линией, если резьба видима, или штриховой линией, если она невидима. Таким образом, условное изображение резьбы упрощает процесс черчения, сохраняя при этом всю необходимую информацию о ее параметрах и форме.
Рисунок 6. Внутренняя резьба в разрезах изображается сплошными толстыми основными линиями по внутреннему диаметру D1 и сплошными тонкими линиями по наружному диаметру D. На проекции, перпендикулярной оси резьбы, сплошную тонкую линию проводят в виде дуги, равной 3/4 длины окружности. При этом начало и конец этой дуги не должны совпадать с осевыми линиями. Такое условное изображение позволяет четко обозначить внутреннюю резьбу на чертеже, сохраняя ясность и соответствие стандартам ГОСТ.
Рисунок 7. При изображении резьбы (как наружной, так и внутренней) на плоскости, перпендикулярной оси стержня или отверстия, фаски, не имеющие специального конструктивного назначения, не показываются. Штриховку в разрезах и сечениях резьбовых изделий наносят до сплошной основной линии. Это означает, что штриховка доходит до линии наружного диаметра резьбы на стержне и до линии внутреннего диаметра резьбы в отверстии. Условное обозначение конической резьбы на стержне и в отверстии приведено на рис. 7.

Конструктивные и технологические элементы резьбы

Заборный участок плашки формирует на стержне, а метчик в отверстии – резьбу с неполноценным (уменьшенным по глубине) профилем. Этот участок с неполным профилем называется сбегом резьбы и считается нерабочей частью. Однако его необходимо учитывать при расчете требуемой длины нарезаемого участка детали.

При производстве резьбовых изделий допускается оставлять часть поверхности между концом сбега и опорной плоскостью детали ненарезанной. Этот участок называется недоводом резьбы. Совокупность длины сбега и недовода образует недорез резьбы.
Перед нарезанием резьбы на конце стержня или в начале отверстия выполняется фаска – коническая поверхность с углом наклона образующих к оси стержня или отверстия, равным 45°. Фаска облегчает процесс нарезания резьбы на начальном этапе, а также упрощает соединение резьбовых деталей.
Размеры сбегов, недорезов, проточек и фасок регулируются ГОСТ 10549-80* и зависят от типа резьбы, ее диаметра и шага.

Обозначение резьб

Цель - упростить описание характеристик резьбы, избежать двусмысленностей, обеспечить единообразие в обмене технической информацией между производителями, проектировщиками и потребителями. Примеры обозначений резьб на чертежах приведены на рисунке 8.

Метрическая резьба: с крупным шагом: обозначается буквой «М» и номинальным диаметром (например, М24 – см. рис. 8 а).
С мелким шагом: добавляется величина шага (например, М24×2 – см. рис. 8 б).
Левая резьба: после обозначения указывается «LH» (например, М24×2 LH).
Многозаходная метрическая резьба: обозначается буквой «М», номинальным диаметром, значением хода и в скобках – буквой «р» с шагом (например, М24×3 (р1) для трехзаходной резьбы с шагом 1 мм и ходом 3 мм). Для левой резьбы добавляется «LH».
Трубная цилиндрическая резьба: обозначается буквой «G», условным размером трубы в дюймах и классом точности (А или Б). Пример: G1½-A (см. рис. 8 в и 8 г).
Трапецеидальная резьба: обозначается буквами «Tr», наружным диаметром и шагом (например, Tr36×6 – см. рис. 8 д).
Упорная резьба: обозначается буквой «S», наружным диаметром и шагом (например, S80×16 – см. рис. 8 е).
Коническая дюймовая резьба: на стержне: обозначается буквой «R», размером в дюймах и направлением (например, R3/4 LH для левой резьбы – см. рис. 8 ж). В отверстии: обозначается буквами «Rc» и размером (например, Rc1 – см. рис. 8 з).
Нестандартная резьба: указываются все основные параметры: диаметры по выступам (d) и впадинам (d1), шаг (p) и размеры профиля. Рекомендуется изображать профиль резьбы с увеличенным масштабом (см. рис. 8 и).

Условное обозначение резь

Условное обозначение резьбы — это стандартизированная система символов, обозначений и обозначений, используемых для краткой и точной идентификации параметров резьбовых соединений (болтов, гаек, шпилек и т.д.) в технической документации, чертежах и спецификациях.

Крепежные изделия

Для создания разъемных соединений деталей используются стандартизированные резьбовые крепежные изделия: болты, винты, шпильки, гайки, а также элементы для их фиксации: шайбы, шплинты, штифты и проволока. Использование стандартизированных деталей ускоряет процесс проектирования машин и механизмов, так как отпадает необходимость в разработке чертежей этих элементов, а также обеспечивает их полную взаимозаменяемость при ремонте без дополнительной подгонки.
Форма, размеры и другие характеристики крепежных деталей (материал, тип покрытия, класс прочности и т.д.) регулируются ГОСТ 1759-70.

Структура условного обозначения крепежной детали:

Наименование изделия (болт, винт и т.д.);
Исполнение (исполнение 1 не указывается);
Обозначение резьбы и ее диаметр;
Шаг резьбы (крупный шаг не указывается);
Обозначение поля допуска резьбы;
Длина изделия;
Класс прочности или группа;
Марка материала или сплава;
Обозначение вида покрытия;
Толщина покрытия (в мкм);
Номер размерного стандарта.

Пример обозначения:

Болт исполнения 2 с метрической резьбой диаметром 20 мм, мелким шагом 1,5 мм, полем допуска резьбы 6g, длиной 70 мм, класса прочности 10.9, из стали 40Х, с цинковым хромированным покрытием 01 и толщиной покрытия 6 мкм: Болт 2М20×1,5-6g×70.10.9.40Х.01.06 ГОСТ 7798-70
На учебных чертежах параметры 5, 7, 8, 9 и 10 обычно не указываются, так как их выбор требует специальных знаний.

Болты

Болт представляет собой цилиндрический стержень с головкой на одном конце и резьбой для навинчивания гайки на другом (см. рис. 9). Существует множество типов болтов, которые различаются по форме и размерам головки, конструкции стержня, точности изготовления, исполнению и шагу резьбы.
Головка болта может быть: шестигранной, квадратной, прямоугольной, полукруглой, конической с квадратным подголовком или «усом», а также других форм.
Резьба на болтах обычно метрическая, с крупным или мелким шагом. Выбор формы головки зависит от технологических особенностей соединения, а ее размеры определяют возможность использования стандартного гаечного ключа для завинчивания.
Болты общего назначения с шестигранной головкой применяют для соединения деталей со сквозными отверстиями. Их конструкция и основные размеры установлены в следующих стандартах: с нормальной головкой для d = 6…48 мм класса точности В, для d = 1,6…48 мм. Эти болты широко используются в машиностроении и других отраслях благодаря своей универсальности и простоте применения.

Основные размеры шестигранных головок болтов, мм (ГОСТ 7798-70)

Сложно представить сферу промышленности, будь то производство, машиностроение или строительство, где бы не применялся этот универсальный шестигранный болт. Согласно ГОСТ 7798-70, такие болты производят из стальных прутков: на одном конце заготовки вытачивается шестигранная головка, а на противоположном наносится резьба необходимого диаметра. В таблице приведены основные конструкционные параметры:

Таблица стандартных длин болтов с шестигранной головкой от М6 до М48 для разных классов точности

Раздел содержит информацию о длине болтов в диапазоне М6 - М48 с шестигранной головкой в зависимости от классов точности.

Примечание: 1. Болты с размерами, расположенными выше ломаной линии, допускается выполнять с резьбой на всей длине стержня (l=b). 2. Знаком * отмечены болты с резьбой на всей длине стержня

Винты

Крепежный винт представляет собой цилиндрический стержень с резьбой на одном конце и головкой на другом (см. рис. 11). Такие винты используются для соединения деталей путем вкручивания резьбовой части в одну из них. Диаметр крепежных винтов варьируется от 1 до 20 мм. Винты делятся на две основные категории: крепежные и установочные.
Форма и размеры винтов стандартизированы. В зависимости от формы головки винты подразделяются на: шестигранные (ГОСТ 1481-84); квадратные (ГОСТ 1482-84); цилиндрические (ГОСТ 1491-80); полукруглые (ГОСТ 17473-80); полупотайные (ГОСТ 17474-80); потайные (ГОСТ 17475-80).

Обозначение винтов выполняется по общей схеме для крепежных деталей. Примеры обозначений:

На рис. 12 изображены крепежные винты общего назначения с различными типами головок: цилиндрической (а), полукруглой (б), полупотайной (в), потайной (г) и цилиндрической скругленной (д). Винты (б), (в), (г) исполнения 1 оснащены прямым шлицем, а исполнения 2 – крестообразным.

Примеры обозначений:

Винт А. М8 – 6g×50.48 ГОСТ 17473-80 – винт с полукруглой головкой, класс точности А (повышенный), исполнение 1, диаметр резьбы d=8 мм, крупный шаг резьбы, поле допуска резьбы 6g, длина l=50 мм, класс прочности 4.8, без покрытия.
Винт В. М12×1 – 6g×25.48 ГОСТ 1476-93 – установочный винт с прямым шлицем и коническим концом, диаметр резьбы d=12 мм, мелкий шаг резьбы P=1 мм, поле допуска резьбы 6g, длина l=25 мм, класс прочности 4.8, без покрытия.

Длина крепежных винтов общего назначения классов точности А и В, мм.

Примечание. Длину L в указанных пределах выбирают из ряда, мм 2; 3; 3,5; 4; 5; 6; 8; 9; 10; 11; 12; 14; 16; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 55; 60; 65; 70; 75; 80; 90; 100; 110; 120

Основные размеры крепежных винтов общего назначения классов точности А и В, мм.

Таблица содержит справочную информацию о размерах крепежных винтов общего назначения, предназначенных для использования в ответственных соединениях, где требуется высокая точность и надежность. Приведены размеры винтов классов точности А и В, обеспечивающих минимальные зазоры и высокие прочностные характеристики соединения. Размеры указаны в миллиметрах и должны быть использованы в соответствии с требованиями ГОСТ.

Примечания 1. В скобках указан размер b винта с удлиненной резьбой. 2. Винты имеют при d=1…6 мм крупный шаг, остальные – крупный и мелкий: М8 х 1; М10 х 1,25; М12 х
1,25; М14 х 1,5; М16 х 1,5; М18 х 1,5; М20 х 1,5

Шпильки

Шпилька представляет собой цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах (см. рис. 13). Шпильки изготавливаются двух типов: тип А – с одинаковым диаметром резьбы и гладкой части стержня; тип Б – с диаметром гладкой части стержня меньше диаметра резьбы. Также шпильки делятся на: общего применения; двусторонние фланцевые.
По классу точности они бывают: класс А (повышенной точности); класс В (нормальной точности).
Шпильки общего применения используются для соединения двух или более деталей. Один конец шпильки l1 (с меньшей длиной резьбовой части) ввинчивается в гнездо детали, а на другой конец l0 навинчивается гайка. Длина ввинчиваемого конца l1 зависит от материала детали: для более мягких металлов l1 должна быть больше, чем для более прочных.

Определение длины ввинчиваемого конца шпильки

Определение длины ввинчиваемого конца шпильки зависит от ряда факторов, включая: материал соединяемых деталей; тип нагрузки; номинальный диаметр шпильки (d); класс прочности шпильки; глубина резьбы в детали.

Длина шпилек общего применения, мм.

Примечания: 1. Номинальная длина шпильки l не включает длину l1 резьбового ввинчиваемого конца. 2. Знаком * отмечены шпильки с длиной гаечного конца L0 = L – 0,5d – 2P. Предельное отклонение длины L0 не более 2Р

Гайки

Гайка – это крепежное изделие с резьбовым отверстием, предназначенное для навинчивания на болт, винт, шпильку или другую деталь с соответствующей резьбой (см. рис. 14б). Гайки используются для создания разъемных соединений, обеспечивая надежное крепление деталей. Они могут иметь различную форму и конструкцию в зависимости от назначения и условий эксплуатации.
Основные типы гаек: шестигранные; квадратные; корончатые; колпачковые; барашковые; фланцевые (см. рис. 14а).

Гайки: типы, размеры и классы точности

Гайки, типы и размеры которых регулируются соответствующими стандартами, делятся на три класса точности: класс А (повышенной точности); класс В (нормальной точности); класс С (грубой точности).
Резьба в гайках стандартизирована и имеет диаметры от 1 до 48 мм. Для диаметров 8–48 мм используется как крупный, так и мелкий шаг резьбы. Примеры резьбовых обозначений: М8×1; М10×1,25; М12×1,25; М14–М22×1,5; М24–М30×2; М36–М48×3.
Для круглых гаек могут применяться иные размеры резьбы, не указанные в стандартных рядах.
Гайки изготавливаются из различных материалов (сталь, латунь, алюминий и др.) и могут иметь защитное покрытие для повышения устойчивости к коррозии.

Примеры условного обозначения гаек

Гайка М12-6Н.5 ГОСТ. Гайка исполнения 1 (не указывается) с диаметром резьбы 12 мм, крупным шагом (не указывается), полем допуска 6Н, классом прочности 5, без покрытия.
Гайка 2М12-6Н.06.40Х.016 ГОСТ. Гайка исполнения 2 с диаметром резьбы 12 мм, полем допуска 6Н, классом прочности 06, из стали марки 40Х, с покрытием 01 толщиной 6 мкм.

Основные размеры гаек шестигранных класса точности В нормальных

Примечание. Низкие гайки предусматривают использование резьбы с номинальным диаметром 1,0 и 1,4 мм.

Шайбы

Шайба – это цельная или разрезанная пластина с круглым отверстием, которая устанавливается под гайку, головку болта или винта. Основное назначение шайбы заключается в следующем: защита поверхности детали от смятия и задиров; равномерное распределение усилия на соединяемые детали; предотвращение самоотвинчивания крепежных элементов (см. рис. 15).
Шайбы изготавливаются из различных материалов (сталь, латунь, пластик и др.) и могут иметь дополнительные функции, такие как стопорение (например, пружинные или зубчатые шайбы).

Стандартные шайбы классифицируются по назначению.

обычные (ГОСТ 11371-78); пружинные (ГОСТ 6402-70); стопорные с лапкой (ГОСТ 11872-89); косые квадратные (ГОСТ 10906-78); и другие.
Обычные шайбы могут быть двух исполнений: исполнение 1 – без фаски; исполнение 2 – с фаской (см. рис. 15).

Основные размеры шайб

Диаметр отверстия в шайбе должен быть немного больше диаметра стержня крепежной детали, но в условном обозначении шайбы указывается диаметр крепежной детали (болта, шпильки и т.д.).

Упрощенное и условное изображение крепежных деталей

Данный раздел посвящен стандартизированным методам графического представления крепежных элементов в технической документации, направленным на обеспечение однозначности, компактности и удобства чтения чертежей. Рассмотрим болты и винты, болты, винты, гайки.
Болты

Винты

Гайки

Резьбовые соединения

Под резьбовым соединением понимают разъемное соединение, выполняемое с помощью резьбовых крепежных деталей – винтов, болтов, шпилек, гаек или резьбы, нанесенной непосредственно на соединяемые детали.
Резьбовые соединения получили широкое распространение, составляя более 60 % от общего числа соединений благодаря своей универсальности, высокой надежности, способности выдерживать значительные нагрузки, а также удобству сборки и разборки и относительной простоте изготовления.
В зависимости от характера работы соединяемых деталей резьбовые соединения делятся на: НЕПОДВИЖНЫЕ – в таких соединениях детали остаются неподвижными относительно друг друга. Они выполняются с помощью крепежных резьб и включают болтовые, шпилечные, винтовые и другие соединения (см. рис. 16); ПОДВИЖНЫЕ – в таких соединениях детали перемещаются относительно друг друга. Они выполняются с помощью ходовых резьб и применяются, например, в соединениях винт–гайка (в тисках, домкратах), винт–суппорт (в токарных станках), шпиндель–крышка (в кранах и вентилях) и др.

Изображение резьбовых соединений:

На чертежах резьба условно изображается на стержне, а в отверстии показывается только та часть резьбы, которая не перекрыта стержнем (см. рис. 17).

Конструктивное изображение – размеры деталей и их элементов точно соответствуют стандартам.
Упрощенное изображение – размеры крепежных деталей определяются по условным соотношениям в зависимости от диаметра резьбы. Упрощенно изображаются такие элементы, как фаски, шлицы, резьба в глухих отверстиях и т.п.
Условное изображение – используется, если диаметр стержня крепежных деталей равен или меньше 2 мм.

Болтовое соединение

Болтовое соединение (см. рис. 18) состоит из болта, гайки, шайбы и соединяемых деталей. Оно выполняется следующим образом:

Чертеж болтового соединения

На чертеже болтового соединения (см. рис. 19) выполняют не менее двух изображений: 1. На плоскости проекций, параллельной оси болта. 2. На плоскости проекций, перпендикулярной оси болта (со стороны гайки).
Особенности изображения: 1. Стандартные детали (болт, гайка, шайба) в разрезе показываются неразрезанными. 2. Головка болта и гайка на главном виде изображаются тремя гранями. 3. Штриховка смежных деталей выполняется под углом 45° к горизонтальным линиям чертежа, при этом для каждой детали направление и частота штриховки сохраняются на всех изображениях.
Указываемые размеры: 1. Диаметр резьбы. 2. Длина болта. 3. Диаметр отверстия под болт в соединяемых деталях.

Упрощенное изображение:

При упрощенном изображении болтового соединения (см. рис. 20) размеры элементов крепежных деталей определяются по условным соотношениям в зависимости от диаметра резьбы болта d.
Резьба условно показывается по всей длине стержня болта.
Фаски на крепежных деталях и зазор между отверстием и стержнем болта не изображаются.
Если номинальный диаметр резьбы равен или меньше 2 мм, ГОСТ 2.315-68 допускает условное изображение болтового соединения (см. рис. 21).

Шпилечное соединение

Шпилечное соединение состоит из шпильки, гайки, шайбы и соединяемых деталей. Оно применяется в случаях, когда одна из деталей имеет значительную толщину, и использование болта большой длины становится нецелесообразным.

Таблица. Параметры резьбового отверстия, мм

Размеры резьбового отверстия D зависят от диаметра, шага и длины резьбы ввинчиваемого конца шпильки и выбираются с учетом запаса h и ее недореза. Выполняется оно следующим образом (рис. 22). В детали 1 сверлят гнездо диаметром D1 и нарезают резьбу.

Чертеж шпилечного соединения. На чертеже шпилечного соединения (см. рис. 23):

Линия раздела соединяемых деталей должна совпадать с границей резьбы ввинчиваемого конца шпильки.
На сборочных чертежах допускается изображать резьбу на всей глубине гнезда, хотя технологически это невозможно.
Штриховку в разрезе доводят до основной линии резьбы на шпильке и в гнезде.

Упрощенное изображение (см. рис. 24):

Резьба условно показывается на всей длине шпильки.
Конец отверстия, включая запас и недорез резьбы, а также зазор между отверстием присоединяемой детали и шпилькой, не изображаются.
Размеры крепежных деталей определяются в зависимости от диаметра резьбы d.
Условное изображение: Если номинальный диаметр резьбы равен или меньше 2 мм, допускается условное изображение шпилечного соединения (см. рис. 25).

Винтовое соединение

Винтовое соединение состоит из винта, шайбы и соединяемых деталей. Оно применяется преимущественно для крепления деталей, испытывающих небольшие нагрузки, таких как крышки, кожухи и т.д.

Порядок выполнения соединения (см. рис. 26):

В детали 1 сверлят гнездо диаметром и нарезают резьбу диаметром
В присоединяемой детали 2 выполняют сквозное отверстие диаметром , где – диаметр резьбы винта.
Если используется винт с потайной или полупотайной головкой, соответствующая сторона детали 2 должна иметь зенковку под углом 90°.
Винт 3 свободно вставляют в отверстие детали 2 и ввинчивают в резьбовое гнездо детали 1.

Длина винта определяется в зависимости от формы головки (рис. 27)

Линия раздела соединяемых деталей должна располагаться ниже границы резьбы винта примерно на три шага резьбы.
Если диаметр головки винта меньше 12 мм, шлиц рекомендуется изображать одной утолщенной линией.
На виде сверху шлиц изображается повернутым на 45°.

Упрощенное изображение

Резьба условно показывается на всей длине стержня винта (см. рис. 28).

Конец резьбового отверстия, включая запас и недорез резьбы, а также зазор между отверстием в присоединяемой детали и винтом, не изображаются.
Условное изображение: если номинальный диаметр резьбы равен или меньше 2 мм, допускается условное изображение винтового соединения (см. рис. 29).

Заключение

Резьбовые соединения являются одним из ключевых элементов в машиностроении и других отраслях промышленности. Их история насчитывает тысячелетия, начиная с Древнего Рима, где они использовались в ювелирных изделиях и медицинских инструментах, и до современных высокотехнологичных производств. Сегодня резьбовые соединения, включая болты, винты, шпильки и гайки, обеспечивают надежность, универсальность и простоту сборки-разборки конструкций.
Современные стандарты, такие как ГОСТ, регулируют параметры резьбы, крепежных изделий и их изображение на чертежах, что позволяет обеспечивать взаимозаменяемость и точность в производстве. Условные обозначения и упрощенные изображения резьбовых соединений упрощают работу инженеров и конструкторов, сохраняя при этом всю необходимую информацию для изготовления и сборки.
Таким образом, резьбовые соединения остаются неотъемлемой частью технического прогресса, сочетая в себе многовековой опыт и современные технологии.