Конструктивні елементи деталей

Внутрішні і зовнішні форми будь-якої деталі повинні бути конструктивно обґрунтовані, економічно доцільні і технічно здійснювані.

Найбільш доцільними й легко здійсненними будуть форми деталей, оброблювані поверхні яких є відсіками площин або поверхнями обертання. У цьому випадку їх порівняно легко обробляюти на фрезерному або токарському верстатах.

Але, з іншого боку, деталь є складовою частиною механізму й перебуває у взаємозв'язках з іншими деталями. Ці зв'язки проявляються в характері з'єднань, в обмеженні переміщень, у створенні простору для розміщення інших деталей.

Крім того, у механізмі при роботі на деталь діють зусилля, які можуть зруйнувати її. Тому, розробляючи конструкцію, для посилення використовують потовщення, ребра жорсткості, стінки, а для зменшення ваги – порожнини різної форми. Для усунення концентрацій місцевих напружень у матеріалі деталі, виконують скругления, плавні переходи і т.і. Це приводить до того, що реальна деталь може містити велику кількість конструктивних елементів, іноді дрібних, без яких, проте, її призначення в механізмі не може бути реалізовано.

Конструктивним елементом називають відособлену частину деталі, призначену для виконання певної функції в механізмі, форма й розміри якого перевірені багаторічною конструкторською практикою і розрахунками на міцність.

За рахунок застосування типових рішень скорочуються строки проектування, зменшується номенклатура ріжучого й вимірювального інструмента, підвищується якість виробів.

Для грамотного виконання конструктивних елементів на кресленнях деталей варто знати їхнє призначення, назву, форму й необхідні розміри. Нижче наведені приклади найпоширеніших елементів деталей. Очевидно, що конкретні відомості про їхню величину необхідно брати з довідкової літератури.

4.2.1 Ухили. Елементи деяких профілів прокатної сталі (кутки, швелери, двотаври), стінки й ребра жорсткості литих деталей й інше, виконують із ухилом.

Ухил - це величина, що характеризує нахил лінії стосовно горизонтальної або вертикальної ліній. Ухил лінії АС відносно АВ (рис. 4.9, а) визначається відношенням Н/L. Його виражають відношенням двох чисел (перше число завжди одиниця, наприклад, 1:50), а також у відсотках або градусах. Приклад позначення ухилу на кресленні наведений на рис. 4.9, б.

4.2.2 Конусність. Конічні поверхні застосовують у з'єднаннях деталей для забезпечення їхнього взаємного положення.

Конусність - це відношення різниці діаметрів двох поперечних перерізів до відстані між ними. Залежність (D – d) / L записується на кресленні як відношення двох чисел або у відсотках (рис. 4.10). Знак конусності – рівнобедрений трикутник – розташовують паралельно осі конуса, а його гострий кут – убік вершини конуса.

4.2.3 Радіуси скруглень і фаски. На деталях, у місцях переходу від однієї поверхні до іншої, як правило, передбачають різні закруглення й фаски. Скруглення дозволяють уникнути концентрацій напруг матеріалу. Фаски виконують із метою притуплення гострих кромок і полегшення складання деталей.

Розміри фасок під кутом 45° наносять, як показано на рис. 4.11, a, розміщаючи числові значення катета і кута на одній розмірній лінії через знак множення. Розміри фасок під іншими кутами вказують за загальними правилами нанесення лінійних і кутових розмірів або двох лінійних розмірів (рис. 4.11, а, б).

4.2.4 Елементи з плоскими гранями. Елементи з плоскими гранями використовують для повороту деталі гайковим ключем, наприклад, голівки болтів (рис. 4.12), гвинтів, призматичні частини поверхонь гайок, лиски на деталях і т.і. Розмір між двома паралельними гранями, так званий розмір "під ключ", відповідно до ГОСТ 6424-73 варто вибирати з ряду номінальних розмірів.

4.2.5 Центрові отвори. Центрові отвори попередньо виконують для установки деталей при обробці на металорізальних верстатах. ГОСТ 14034-74 установлює кілька форм центрових отворів, одне з них наведено на рис. 4.13.

4.2.6 Рифлення. Рифлення наносять на зовнішніх поверхнях рукояток, голівок, круглих гайок, що загвинчують вручну. Канавки рифлень у нормальному перетині мають трикутний профіль із кутом при вершині 70° для сталевих деталей і 90° для деталей з кольорових сплавів. Застосовують два види рифлень – пряме й сітчасте (під кутом 30° до горизонтальної лінії). Відстані між канавками (крок рифлення) вибирають залежно від ширини і діаметра поверхні. Умовна позначка рифлення наноситься на полку лінії виноски і включає: найменування, крок і номер стандарту (рис. 4.14).

4.2.7 Канавки під ущільнювальні кільця. Ущільнювальні кільця запобігають витіканню змащення в місцях виходу обертових деталей з корпуса, захищають деталі від потрапляння бруду, пилу і інших сторонніх речовин. Кільця виготовляють із повсті. Перетин канавок має вигляд рівнобічної трапеції з кутом між бічними сторонами 15°. Параметри канавок вибирають залежно від діаметра вала (рис. 4.15).

4.2.8 Шпонкові пази виготовляють для створення шпонкових з'єднань. Шпонкові з'єднання – це з'єднання трьох деталей, призначені для передачі обертового руху (вала зі шківом, втулкою, зубчастим колесом і інше).

Шпонкові пази виконують завжди у двох сполучених деталях: валу і втулці. В пази встановлюють шпонку, що передає крутний момент від вала до втулки або навпаки. Розміри перетинів шпонок і пазів вибирають залежно від діаметра вала.

На рис.4.16, а показане з'єднання вала і втулки за допомогою призматичної шпонки, а так само приклад нанесення розмірів на шпонкових пазах (рис. 4.16 б, в).

4.2.9 Різьби. Різьбою називається поверхня, утворена при гвинтовому русі плоского контура по циліндричній або конічній поверхні. При цьому утвориться гвинтовий виступ відповідного профілю, обмежений гвинтовими і циліндричними або конічними поверхнями (рис. 4.17).

Різьби класифікуються за формою поверхні, за якій вони нарізані (циліндричні, конічні), по розташуванням різьби на поверхні стержня або отвору (зовнішні, внутрішні), за формою профілю (трикутна, прямокутна, трапецеїдальна, кругла), призначенню (кріпильні, ходові, спеціальні й ін.), напрямку гвинтової поверхні (ліві і праві) і за числом заходів (однозаходні і багатозаходні).

Всі різьби ділять на дві групи: стандартні і нестандартні; у стандартних різьб всі їхні параметри визначаються стандартами.

Основні параметри різьб:

- зовнішній діаметр різьби (d) – діаметр уявлюваного циліндра, описаного навколо вершин зовнішньої різьби або западин внутрішньої. Цей діаметр є визначальним і для більшості різьб входить в умовну позначку різьб;

- внутрішній діаметр різьби (d₁) – діаметр уявлюваного циліндра, описаного навколо западин зовнішньої різьби або виступів внутрішньої;

- профіль різьби – контур перерізу різьби площиною, що проходить через її вісь;

- кут профілю різьби – кут між бічними сторонами профілю;

- крок різьби (Р) – відстань між сусідніми однойменними бічними сторонами профілю в напрямку, паралельному осі різьби;

- хід різьби (t) – відстань між найближчими однойменними бічними сторонами профілю, що належить одній і тій же гвинтовій поверхні, у напрямку, паралельному осі різьби. В однозаходній різьбі хід дорівнює кроку, а в багатозаходній – добутку кроку на число заходів n (t = Рn).

На рис. 4.18 наведені назви, зовнішній вигляд і профіль найпоширеніших різьб.

Креслення гвинтових поверхонь є досить трудомістким процессом, тому на кресленнях різьби зображується умовно. За ГОСТ 2.311-68 всі типи стандартних різьб зображуються на кресленнях однаково – спрощено, незалежно від їхнього дійсного виду.

Зовнішню різьбу зображують суцільними основними лініями по зовнішньому діаметру різьби і суцільними тонкими лініями – по внутрішньому діаметру (рис. 4.19, а).

На зображенні, отриманому проекціюванням на площину, паралельну осі стержня з різьбою, суцільні тонкі лінії повинні перетинати границю фаски. На зображенні, отриманому проектуванням на площину, перпендикулярну осі різьби, по її зовнішньому діаметру проводиться коло суцільною основною лінією, а по внутрішньому діаметру – суцільною тонкою лінією, у вигляді дуги, приблизно рівної 3/4 кола і розімкнутого в будь-якому місці. На цьому виді фаска не зображується.

Внутрішня різьба в отворі (рис. 4.19, б) на поздовжньому розрізі зображуеться суцільними основними лініями по внутрішньому діаметру і суцільними тонкими по зовнішньому діаметру різьблення, проведеними тільки до ліній, що зображують фаску. На зображенні, отриманому проекціюванням на площину, перпендикулярну осі різьби, по внутрішньому діаметру різьби проводиться коло суцільною основною лінією, а по зовнішньому діаметру проводиться суцільною тонкою лінією дуга кола, розімкнута в будь-якому місці приблизно на 3/4 кола. Фаска на цьому вигляді не зображується.

Внутрішній діаметр різьби на зображенні приймається приблизно рівним d₁ = 0,85d. Границю різьби проводять до лінії зовнішнього діаметра різьби і зображують суцільною основною лінією.

На рис. 4.19, в зображене різьбове сполучення, на якому одна деталь вгвинчена в іншу. На поздовжньому розрізі показують тільки ту частину внутрішньої різьби, що не закрита вгвинченою в неї деталлю. Контур укрученої деталі показують суцільною основною товстою лінією.

Позначення різьби містить у собі: вид різьби, розмір, крок і хід різьби, напрямок різьби, номер стандарту.

Вид різьби умовно позначається буквами латинського алфавіту: М – метрична різьба; G – трубна циліндрична різьба; R – трубна конічна різьба; Tr – трапецеїдальна різьба; S – упорна різьба.

Розмір конічних різьб і трубної циліндричної різьби умовно позначається в дюймах (1'' = 25,4 мм), у всіх інших різьб зовнішній діаметр різьби проставляється в міліметрах.

Крок різьби не вказують для метричної різьби з великим кроком і для дюймових різьб, в інших випадках він указується. Для багатозаходних різьб у позначення різьб входить хід різьби, а крок проставляється в дужках.

Напрямок різьби вказують тільки для лівої різьби (LH).

◊ Що з конструктивним елементом деталі?

◊ Розшифруйте позначення різьб: М30 х 1,5; G1; Tr40 x 6LH; S80 x 20 (P10).