Материал: книга

113

Глава 4 ТЕХНОЛОГИЯ СОЗДАНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

СОЕДИНЕНИЯ ШПИЛЬКОЙ

Соединение шпилькой состоит из шпильки, гайки и шайбы (рис. 4.1). В одной из соединяемых деталей (рис. 4.2а) просверливают глухое отверстие. В этом глухом отверстии нарезают резьбу (рис. 4.2б). Шпильку резьбовым посадочным концом l1 завинчивают в отверстие (рис. 4.2в). Затем в подсоединяемой детали просверливают отверстие диаметром 1,05 – 1,1d и надевают ее на шпильку (рис. 4.2г). После этого на шпильку надевают шайбу и навинчивают гайку

(рис. 4.2д).

Рис. 4.1. Соединение деталей шпилькой

Методика определения размеров геометрических элементов шпильки, гайки и шайбы приведены ранее.

Расчетную рабочую длину шпильки l подсчитывают по формуле

114

где В — толщина подсоединяемой детали; S — толщина шайбы; Н — высота гайки; а — запас резьбы на выходе из гайки (а = 0,2d); с — высота фаски на конце шпильки (с = 0,15d).

Рис. 4.2. Последовательность создания соединения шпилькой Подставляя эти значения в формулу (3), получим

lр = В + 0,15d + 0,8d + 0,2d + 0,15d = B + 1,3d. (4)

Номинальная длина шпильки определяется из ряда длин (ГОСТ 22032-76), приведенного в прил. 2, аналогично определению длины болта.

При вычерчивании шпилечного соединения следует учитывать следующие особенности:

1.Сплошная основная линия, указывающая границу резьбы на посадочном конце шпильки, должна совпадать с линией разъема двух соединяемых деталей.

2.Конец глухого отверстия оканчивается конусом в 120°, который образуется в процессе изготовления глухого резьбового отверстия.

3.На чертежах общих видов и сборочных допускаются упрощения при изображении соединения шпилькой: не показывают фаски, зазор между стержнем шпильки и отверстием подсоединяемой детали, а в части незаполненного глухого отверстии резьбу изображают по всей длине.

4.1.Пример определения основных геометрических параметров деталей, входящих в соединение шпилькой

Исходные данные, определяемые по варианту (табл.2.1 прил.2):

115

резьба М16 (d = 16), толщина подсоединяемой пластины В = 30 мм, материал гнезда под шпильку – сталь.

Размеры геометрических элементов шпильки

Определение длины шпильки. Рассчитаем расчетную длину шпильки по формуле (4):

lр = B + 1,3d = 30 + 1,3·16 = 50,8 мм.

Из нормального ряда номинальных длин шпилек, приведенных в табл. 2.2 прил. 2, устанавливаем, что расчетная длина находится между значениями 50 и 55.

Принимаем l= 50 мм.

Длина резьбы посадочного конца определяется из табл. 1.1, при-

веденной в разд. 1. Для материала сталь ГОСТ 22032-76 устанавливает l1 = d.

l1 = 16 мм.

Длина резьбы стяжного конца находится из табл. 6.1. прил. 2 по величине размера l и d (l = 50 мм и d = 16 мм).

l0=38 мм.

Высота фаски – с = 0,15d = 0,15·16 = 2,4 мм. Округлим:

с = 2,5 мм.

Размеры геометрических элементов глухого отверстия (гнезда под шпильку)

Шаг резьбы. Из данных прил. 5 для резьбы М16 шаг составит

2 мм.

Р = 2 мм.

Нормальная глубина завинчивания шпилек Н = l1. Поскольку l1 = 16 мм,

Н = 16 мм.

Наименьшая длина полной резьбы со сбегом Н1=Н+ l2, где l2 = 2Р.

Отсюда Н1 = 16 + 2·2 = 20 мм.

Н1 = 20 мм.

Наименьшая глубина сверления под резьбу. Определяем данную величину по формуле Н2 = Н + l3, где l3 определяется из табл. 1.2

116

разд. 1 по величине шага Р и равна 11 мм.

Отсюда Н2 = Н + l3 = 16 + 11 = 27 мм.

Н2 = 27 мм.

Размер фаски также определяется из табл. 1.2 по величине Р.

с = 2 мм.

Технология определения размеров гайки и шайбы приведена при расчете соединения болта. Приведем сразу их величины.

Размеры геометрических элементов гайки

Номинальный диаметр d = 16 мм. Размер под ключ S = 24 мм. Высота гайки H= 13 мм.

Диаметры фасок D1>22 мм; da=16 – 17 мм.

Размеры геометрических элементов шайбы

Диаметр отверстия d1 = 17,5 мм. Внешний диаметр d2 = 30 мм. Толщины шайбы S = 3 мм.

Размеры базовой детали

Пусть эта базовая деталь будет иметь форму призмы.

Примем ее длину и ширину примерно равными 2S, где S – «размер под ключ». Lд = 2·24 = 48 мм. Округлим и получим:

Lд = Sд = 50 мм.

Высоту призмы зададим, взяв ее на 30 % больше глубины отверстия. Нд = 1,3Н2 = 1,3·27 = 35,1. Округлим и получим:

Нд = 35 мм.

Размеры прикрепляемой пластины примем равными по длине

Lп и ширине Sп размерам базовой детали, а ее толщина известна из варианта задания и равна 30 мм.

Lп= Sп=50 мм, Нп=30 мм.

Величину отверстия определим из формулы dотв. = 1,1d = 1,1*16 = =17,6 мм. Округлим и получим:

117

dотв. = 18 мм.

В шпилечное соединение входят пять деталей: шпилька, гайка, шайба, гнездо под шпильку и скрепляемая пластина.

4.2. Геометрическое моделирование деталей, входящих в соединение шпилькой

4.2.1. Геометрическое моделирование шпильки

Шпилька стандартное изделие и создание чертежей для ее изготовления не предусмотрено. В учебных целях рассмотрим технологию создания геометрической модели шпильки.

Построение цилиндрического тела шпильки

1.Загрузите среду «Деталь». Выберите на ленте вкладку «Мо-

дель» ► панель «Примитивы» ► «Цилиндр» .

2.Выберите плоскость построения XY и нарисуйте окружность диметром 16 мм с центром в начале координат.

3.В диалоговом окне «Выдавливание» задайте длину цилиндра 66 мм и нажмите кнопку «ОК» (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Построение цилиндра длиной 50 мм

4. Создайте резьбу на ввинчиваемом конце длиной l1 = 16 мм.

Щелкните на кнопке «Резьба» . Появится диалоговое окно «Резьба». Введите в поле «Длина» 16 мм, а в поле «Длина резьбы» снимите галочку в окне «На всю длину».

5. Нажмите на кнопку «Грань» и выберите цилиндрическую поверхность ближе к нужному концу. Нажмите на кнопку «Применить». На стержне появится резьба.

6.Аналогично постройте резьбу на гаечном конце шпильки дли-

118

ной l0=38 мм (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Создание резьбы на концах шпильки

7. Создайте фаски у шпильки. Для этого выберите команду

«Фаска» в линейке «Изменить». В диалоговом окне «Фаска» введите размер катета фаски 1 мм и нажмите кнопку «Применить» (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Создание первой фаски

8. Создайте аналогично вторую фаску с катетом 0,8 мм. Шпилька примет вид как на рисунке 4.6.

Рис. 4.6. Завершенный вариант шпильки

4.2.2. Геометрическое моделирование гнезда под шпильку

Для построения шпильки воспользуемся расчетами, произведенными в начале главы (разд. 4.1).

1. Постройте трехмерную модель тела базовой детали. В качестве такой детали используйте призму с размерами 50Х50Х35 мм. По-

строение осуществите с помощью команды «Параллелепипед» из инструментальной линейки «Примитивы». Шаги построения подробно изложены при построении пластин в болтовом соединении (рис. 4.7).

2. Постройте глухое отверстие в пластине с резьбой (гнездо под

шпильку) с помощью команды «Отверстие» . В диалоговом окне введите параметры отверстия как на рисунке 4.8.

Рис. 4.7. Пластина

Рис. 4.8. Диалоговое окно «Отверстие»

3. Укажите грань для размещения отверстия примерно в ее

121

центре (рис. 4.9.).

Рис. 4.9. Выбор грани для размещения отверстия

4. Задайте положение отверстия точно в цертре верхней грани призмы. Для этого в поле «Размещение» выберите «Линейные размеры». Выбрите последовательно первое ребро и задайте расстояние до центра отверстия 25 мм, а потом повторите позиционирование относительно второго ребра (рис. 4.10).

Рис. 4.10. Позиционирование отверстия относительно ребер грани

5.Нажмите кнопку «ОК». Модель гнезда примет вид как показано на рисунке 4.11.

6.Создайте чертеж гнезда (рис. 4. 12).

122

Рис. 4.11. Модель глухого отверстия с резьбой

Рис. 4.12. Чертеж гнезда

4.2.3. Геометрическое моделирование прикрепляемой пластины

Для создания модели прикрепляемой пластины используем только что созданную модель базовой пластины.