На курсовой проект/работу

Т.В. Нестерова, И.П. Конакова, В.А. Белоусова, Э.Э. Истомина

 

 

Студент группы ________________ специальность/направление___________________________

Фамилия ____________________ Имя _____________________ Отчество ___________________

Руководитель курсового проекта/работы _______________________________________________

Срок проектирования с ____________________________ по ______________________________

1. Тема курсового проекта/работы __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2. Содержание проекта (какие графические работы и расчеты должны быть выполнены) _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Особые дополнительные сведения ___________________________________________ ______________________________________________________________________________4. План выполнения курсового проекта/работы

Наименование элементов проектной работы	Сроки	Примечание	Отметка о выполнении
Выполнение расчетов и оформление
Сдача на проверку (рецензию)
Защита

 

5. Курсовой проект/работа закончен ____________________________________________

6. Оценка проекта/работы ____________________________________________________

Руководитель ___________________________

 

 

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ. 5

Цели задания. 6

ОБЪЕМ ЗАДАНИЯ.. 7

Перечень чертежей, который необходимо выполнить в рамках данной курсовой работы.. 8

Расчет соединений. 9

Пример расчета болтового соединения. 12

Соединение деталей шпилькой. 18

Пример расчета шпилечного соединения. 21

Соединение деталей винтом. 25

Пример расчета винтового соединения. 28

Штифтовые соединения. 30

Соединения сварные. 33

Изображение и обозначение сварных соединений. 35

Упрощения обозначений швов сварных соединений. 38

Эскизы деталей механизма. 42

ВЫВОДЫ.. 43

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. 71

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания к курсовой работе «Соединения» содержат рекомендации поэтапного выполнения задания. В приложениях приведены варианты заданий (Приложение 1), описаний сварных швов (Приложение 2), пример выполнения этапов курсовой работы (Приложение 3).

Цели задания

Формирование навыков:

1. чтения чертежа общего вида;

2. использования условного, упрощенного и конструктивного изображений резьбовых соединений;

3. выполнения эскизов деталей механизма;

4. создания конструкторской документации.

 

ОБЪЕМ ЗАДАНИЯ

Пояснительная записка, выполненная на стандартных листах формата А4 с основной надписью (Форма 2, размеры 185×40, и форма 2а, размеры 185×15).

Пояснительная записка включает следующие листы:

1. Первый лист – титульный, см. Приложение.

2. Второй лист – Задание на курсовую работу с прилагающимся к нему чертежом общего вида заданного механизма и перечнем входящих в него деталей.

3. Третий лист – Содержание.

4. Четвертый и последующий листы – Описание выполнения разделов курсовой работы:

4.1. Расчет соединений.

4.2. Выполнение чертежей всех крепежных соединений задания, созданных в виде конструктивных изображений, в выбранном масштабе с учетом действительных размеров.

4.3. Эскизы всех деталей механизма (выполненные карандашом, без использования чертежных инструментов в глазомерном масштабе).

4.4. Создание конструкторской документации:

4.4.1. Рабочие чертежи деталей (эскизы).

4.4.2. Сборочный чертеж сварного узла и спецификация.

4.4.3. Сборочный чертеж механизма и спецификация

5. В конце пояснительной записки – Выводы.

6. Последний лист пояснительной записки – Перечень использованной литературы

Перечень чертежей, который необходимо выполнить в рамках данной курсовой работы

К пояснительной записке следует подшить выполненные чертежи в следующем порядке:

1. Чертежи крепежных соединений.

2. Спецификация и сборочный чертеж механизма.

3. Эскизы деталей в соответствии с позициями, см. спецификацию.

4. Спецификация и сборочный чертеж сварного узла.

Расчет соединений

На листе задания приведен чертеж общего вида с условным изображением крепежных изделий и перечнем входящих в данный механизм деталей. Стандартные детали имеют в обозначении вместо числа длины букву «L».

Необходимо выполнить расчеты длины «L» каждого соединения имеющегося в задании - болтового, винтового, шпилечного, - и пояснения в виде рисунков с их изображениями.

б

Длина болта (L болта) зависит от толщины соединяемых деталей (фланцев Ф1 и Ф2), ширины шайбы (s), высоты гайки (m), а также размера фаски на стержне болта (c) и запаса резьбы (a), необходимого для надежности болтового соединения.

Параметры s, m, c, a зависят от номинального диаметра болта и могут быть подобраны из таблиц машиностроительных справочников.

Длина болта L подсчитывается по формуле

L = Ф1 +Ф2 + m +s + a + с, (1)

где Ф1 и Ф2 – толщина соединяемых деталей;

m – высота гайки;

s – толщина шайбы;

а – запас резьбы;

с – фаска резьбы;

a + с = 0,3d.

Рассчитав длину болта по приведенной выше формуле, необходимо подобрать по ГОСТ ближайшее стандартное значение (табл. 2).

При вычерчивании конструктивных (действительных) изображений стандартными крепежными деталями размеры всех элементов берут соответствующими указанным в стандарте (табл. 2, 3, 4).

На сборочных чертежах и чертежах общих видов применяют
упрощенные изображения резьбовых соединений. ГОСТ 2.515 – 66 устанавливает правила упрошенного изображения крепежных деталей и соединений крепежными деталями.

 

Упрощенные изображения вычерчиваются по относительным размерам в зависимости от номинального диаметра резьбы (d) – рис. 1, б. На упрощенных изображениях резьба показывается по всей длине стержня; фаски, скругления не изображаются; зазоры между стержнем крепежной детали и отверстием не изображается. На видах, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси резьбы, резьба на стержне изображается одной окружностью, соответствующей наружному диаметру резьбы, шайба не показывается.

 

 

Пример расчета болтового соединения

Для соединения двух деталей (фланцев) толщиной 22 и 26мм (Ф1 и Ф2) с помощью болта (ГОСТ 7798 – 70), гайки (ГОСТ 5915 – 70) и шайбы
(ГОСТ 11371 – 78) необходимо рассчитать длину болта и подобрать болт
по ГОСТ 7798 – 70 (табл. 2). Задан параметр резьбы болта и гайки М16.

В соответствии с известным номинальным диаметром болта, гайки
(16мм) высота гайки, взятая из таблицы 4, составляет 13мм, толщина шайбы – 3мм (табл. 5).

Подсчет длины болта по формуле (1) приведен ниже:

L = 22 + 26 +13 + 3 + 0,3х16 = 68,8мм

Для рассчитанной длины болта (68,8мм) из табл. 2 в первой колонке выбирается его длина ближайшая расчетной. В данном примере длина болта в соответствии с ГОСТ 7798 – 70 составляет 70мм.

Стандартные детали болтового соединения:

 

Болт М16х70.58 ГОСТ 7798 – 70

Гайка М16.5 ГОСТ 5915 – 70

Шайба 16.01 ГОСТ 11371 – 78

 

 

Таблица 1

Болты с шестигранной головкой (нормальной точности)

по ГОСТ 7798 – 70 (исполнение 1)

 

Основные размеры болтов, мм
d	Шаг резьбы Р	S	H	D	R
Крупный	Мелкий
		-			10,9	0,25….0,6
	1,25			5,3	14,2	0,4….1,1
	1,5	1,25		6,7	18,7	0,4….1,1
	1,75	1,25		7,5	20,9	0,5….1,6
		1,5		8,8	24,0	0,6….1,6
		1,5			26,7	0,6….1,6
	2,5	1,5			29,6	0,6….1,6
	2,5	1,5		12,5	33,0	0,8….2,2
	2,5	1,5			35,0	0,8….2,2
					39,6	0,8….2,2
					45,2	1….2,7
	3,5			18,7	50,9	1….2,7
Пример условного обозначения болта с резьбой М12, крупным шагом, длиной 60мм:   Болт М12х60.58ГОСТ7798 – 70.

Таблица 2

Длина резьбы Lo при номинальном диаметре резьбы d и длине болта

d L

Таблица 3

Гайки шестигранные (нормальной точности) по ГОСТ 5915 – 70

Исполнение 1 Исполнение 2     Размеры, мм
d	Шаг резьбы, P	m	S	D
Крупный	Мелкий
					10,9
	1,25		6,5		14,2
	1,5	1,25			18,7
	1,75	1,25			20,9
		1,5			23,4
		1,5			26,2
	2,5	1,5			29,6
	2,5	1,5			33,0
	2,5	1,5			35,0
					39,6
					45,2
	3,5				50,8
Пример условного обозначения гайки с резьбой М12, мелким шагом 1,25, исполнения 2, классом прочности 5:   Гайка 2М12 1,25.5 ГОСТ 5915 – 70.

 

Таблица 4

Шайбы круглые по ГОСТ 11371 – 78

Исполнение 1 Исполнение 2     Размеры, мм
Диаметр резьбы болта	d1	d2	S	C	k
не мeнее	не более
	6,4		1,6	0,4	0,8	0,8
	8,4
	10,5		2,0	0,5	1,0	1,0
	13,0		2,5	0,6	1,25	1,25
	15,0
	17,0		3,0	0,75	1,5	1,5
	19,0
	21,0
	23,0
	25,0		4,0	1,0	2,0
	28,0
	31,0
	37,0		5,0	1,25	2,5
Пример условного обозначения шайбы исполнения 2, для болта с резьбой М10, из материала группы 01:   Шайба 2.10.01 ГОСТ 11371 – 78.

Соединение деталей шпилькой

Длина L 1 ввинчиваемого резьбового (посадочного) конца шпильки зависит от ее диаметра и материала детали, в отверстие которой завинчивается шпилька, вторым концом она входит в отверстие другой детали без резьбы.

Данные о размерах глубины ввинчивания шпильки L 1в базовую деталь в зависимости от материала детали приведены в табл. 5. Более мягкий материал базовой детали предполагает выбор шпильки с большим размером ввинчиваемого конца.

Таблица 5

Размеры ввинчиваемого конца шпильки в зависимости
от материала детали

Длина ввинчиваемого конца (L1)	ГОСТ	Область применения
d	22032 – 76	Сталь, бронза, латунь
1,2d	22034 – 76	Чугун серый
1,6d	22036 – 76	Чугун ковкий
2,0d	22038 – 76	Легкие сплавы
2,5d	22040 – 76

 

Параметры шпилек с ввинчиваемым концом равным диаметру резьбы шпильки (нормальной точности) по ГОСТ 22032 – 76 приведены в табл. 6. Данные по связи длины шпильки с номинальным диаметром и длиной резьбового конца сведены в табл. 7.

При выполнении соединения деталей с помощью шпилек посадочный конец шпильки ввинчивается в глухое отверстие одной из деталей; на стяжной конец надевается присоединяемая деталь, затем шайба и навинчивается гайка, которая и прижимает детали одну к другой.

Конструктивное и упрощенное изображение шпилечного соединения представлено на рис. 2.

Длина шпильки L (без ввинчиваемого конца) рассчитывается по формуле

L = Ф + m + s+ a + c, (2)

где Ф – толщина соединяемой детали;

m – высота гайки;

s – толщина шайбы;

а – запас резьбы;

c – фаска резьбы;

а + с = 0,3d.

После определения расчетной длины шпильки подбирается ближайшее стандартное значение L_ст в зависимости от диаметра шпильки d (табл. 7).

 

Упрощенное изображение соединения деталей шпилькой вычерчивают по относительным размерам с учетом требований ГОСТ 2.315 – 68. В упрощенном изображении шпилечного соединения конец глухого отверстия детали не показывают.

Пример расчета шпилечного соединения

Для присоединения детали (фланца) толщиной 20мм (Ф) к базовой
детали с помощью шпильки (ГОСТ 22032 – 76 – табл. 6), гайки
(ГОСТ 5915 – 70) и шайбы (ГОСТ 11371 – 78) необходимо рассчитать длину шпильки и подобрать стандартную шпильку по ГОСТ 22032 – 76 (табл. 6). Задан параметр резьбы шпильки и гайки М14.

В соответствии с известным номинальным диаметром шпильки, гайки (14мм), высота гайки, взятая из таблицы 3, составляет 10мм, толщина
шайбы – 2,5мм (табл. 4).

Расчет длины шпильки по формуле (2) приведен ниже:

L = 20 + 11 +2,5 + 0,3х14 = 3771 мм

Для рассчитанной длины шпильки (37,7 мм) из табл. 7 в первой колонке выбирается ее длина ближайшая к расчетной. В данном примере длина шпильки в соответствии с ГОСТ 22032 – 76 составляет 38 мм.

 

Стандартные детали шпилечного соединения:

Шпилька М14х38.58 ГОСТ 22032 – 76

Гайка М14.5 ГОСТ 5915 – 70

Шайба 14.01 ГОСТ 11371 – 78

Таблица 6

Шпильки с ввинчиваемым концом L = 1,0 d

(нормальной точности) по ГОСТ 22032 – 76

 

Размеры, мм
Номинальный диаметр резьбы
Шаг Р	Крупный		1,25	1,5	1,75		2,5		3,5
Мелкий			1,25	1,5
Диаметр стержня d
Длина ввинчиваемого резьбового конца L
Размер фаски «С» не менее	для крупного шага резьбы		1,5		2,5
для мелкого шага резьбы			1,5		2,5
Пример условного обозначения шпильки с резьбой М14, мелким шагом 1,5мм, длиной 70мм, классом прочности 5.8:   Шпилька М14 1,5 70.58 ГОСТ22032 – 76.

 

Таблица 7

Размеры шпилек, мм

Длина L

Номинальный диаметр резьбы d

Длина резьбового конца Lo

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

X

x

x

x

X

x

x

x

X

x

x

X

x

x

X

x

x

Х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

х

Знаком «x» отмечены шпильки с Lo = L -0,5 d.

Соединение деталей винтом

Винты для металла используют как крепежные детали и как винты установочные – фиксирующие взаимное расположение деталей при сборке машин.

Винт крепежный, как и шпилька, ввинчивается в резьбовое отверстие базовой детали, прижимая к ней другую деталь, имеющую отверстие без резьбы, головкой винта (рис. 3, а).

Длина ввинчиваемого конца винта зависит от материала базовой детали и может быть равна 1,5 d для стали и 2 d в остальных случаях.

Расчетная длина винта определяется по формуле

L = Ф + 1,5d, (3)

где Ф– толщина фланца;

d – диаметр винта.

После определения расчетной длины винта подбирается ближайшее стандартное значение (табл. 9).

 

 

 

Упрощенное изображение винтового соединения вычерчивается с соблюдением требований ГОСТ 2.315 – 68. Кроме рассмотренных ранее упрощений, необходимо на виде, перпендикулярном оси винта, шлиц показывать сплошной основной линией толщиной 2 S под углом 45º к оси (рис. 7, б).

Винты с потайной (рис. 8) и полупотайной (конической) головками часто применяют вместо болтов, когда выступающие головки мешают работе механизма.

При расчете длины винта с потайной головкой учитывается высота головки винта (k). Расчетная длина винта с потайной головкой для базовой детали из стали определяется по формуле

L = Ф – k + 1,5 d, (4)

где Ф – толщина фланца;

k – высота головки винта;

d – диаметр винта.

После определения расчетной длины винта подбирается ближайшее стандартное значение (табл. 8).

Пример расчета винтового соединения

Для присоединения детали (фланца) толщиной 25 мм (Ф) к базовой детали с помощью винта с цилиндрической головкой необходимо рассчитать длину винта и подобрать для него стандартную длину по ГОСТ 1491 – 80 (табл. 8). Задан параметр резьбы винта М10.

Подсчет длины винта по формуле (3) приведен ниже:

L = 25 + 15 = 40 мм.

Полученное значение длины винта соответствует ГОСТ 1491 – 80 (табл. 8).

Стандартное соединение винтом обозначается:

Винт М10х40.58 ГОСТ 1491 – 80.

 

Таблица 8

Винты с цилиндрической головкой по ГОСТ1491 – 80

 

Размеры, мм
d	Диаметр головки D	Высота головки k	Ширина шлица n	Глубина Шлица t	Радиус под головкой R	Длина винта L	Длина резьбы Lo в зависимости от L.
от	до	L	Lo
	7,0	2,8	1,0	1,4	0,35			18-70
	8,5	3,5	1,2	1,7	0,5			20-70
	10,0	4,0	1,6	2,0	0,6			22-70
	13,0	5,0	2,0	2,5	1,1			28-70
	16,0	6,0	2,5	3,0	1,1			32-70
	18,0	7,0	3,0	3,5	1,6			35-85
(14)	21,0	8,0	3,0	3,5	1,6			40-90
	24,0	9,0	4,0	4,0	1,6			45-95
Длины винтов берутся из ряда 12,14,16,(18),20,(22),25,(28),30,(32),35,(38),40, (42),45,(48),50,55,60,65,70 . Пример условного обозначения винта с диаметром резьбы 12 мм, c крупным шагом, длиной 50мм, с классом прочности 5.8:   Винт М12 50.58 ГОСТ1491 – 80.

 

Штифтовые соединения

Штифтом называют обработанный стержень круглого сечения, имеющий цилиндрическую или коническую форму.

Штифтовые соединения широко распространены в промышленности и применяются для неподвижного соединения двух деталей и точной фиксации их друг относительно друга. В некоторых случаях штифты играют также предохранительную роль: срезаясь при перегрузке, они предотвращают разрушение соединяемых деталей. В отверстиях штифты удерживаются силой трения, создаваемой при монтаже соединения с натягом, или благодаря расклепыванию концов штифта.

Штифты на разрезах показывают нерассеченными, если секущая плоскость проходит вдоль их оси (рис. 5). В обозначении штифта указывают его диаметр, длину и номер стандарта.

Штифт 10х50 ГОСТ 3128 – 70

 

 

На сборочных чертежах могут использоваться условные изображения крепежных деталей в соединениях. Условные изображения соединений вычерчивают с учетом требований ГОСТ 2.315 – 68

Крепежные детали, у которых диаметры стержней равны или менее 2мм, изображаются на чертеже условно. Размер изображения должен давать полное представление о характере соединения (табл. 9).

Таблица 9

Условные изображения соединений стандартными
крепежными деталями

Соединение деталей	Изображение на виде	Изображение в сечении
Болтом
Шпилькой
Винтом
Винтом с потайной головкой
Штифтом

 

 

Соединения сварные

Сварное соединение – комплекс деталей, соединенных с помощью сварного шва.

Сварка – неразъемное соединение, получаемое посредством установления межатомных связей между соединяемыми деталями при их нагревании и (или) пластической деформации (ГОСТ 2.601 – 84).

Сварные соединения различают:

по виду сварки (определяется ГОСТ);

по способу механизации (обозначение буквенное):

сварка автоматическая – А;

сварка полуавтоматическая – П;

сварка ручная – Р;

по типу соединений деталей под сварку (обозначение буквенное).

Взаимное расположение свариваемых деталей:

стыковое – С;

угловое – У;

тавровое – Т;

внахлестку – Н;

по виду подготовки кромок свариваемых деталей (обозначение цифровое):

со скосом одной кромки;

со скосом двух кромок;

без скоса кромок;

с отбортовкой;

по характеру выполненного шва:

односторонний – шов расположен с одной стороны изделия;

двусторонний – шов расположен с двух сторон изделия.

Основные типы швов сварных соединений (ГОСТ 5264 – 80) приведены в табл. 11.

Сварные прерывистые швы по расположению проваренных участков могут быть цепными, шахматными, точечными:

цепные – с последовательным расположением провариваемых участков;

шахматные – с шахматным расположением провариваемых участков;

точечные.

Изображение и обозначение сварных соединений

Условные обозначения и изображения швов сварных соединений на чертежах установлены ГОСТ 2.312 – 72.

Шов сварной независимо от способа сварки условно изображается:

видимый – сплошной основной линией толщиной S (рис. 10, а);

невидимый – штриховой линией толщиной S/2 (рис. 10, б).

а

Видимую одиночную сварную точку, независимо от способа сварки, условно изображают «+», который выполняют сплошными линиями (рис. 11). Невидимые одиночные точки не изображают.

От изображения шва или одиночной точки проводят линию-выноску с полочкой, заканчивающуюся односторонней стрелкой

 

 

 

 

 

 

Схема структуры условного обозначения стандартного сварного шва или одиночной сварной точки приведена на рис. 8.

 

 

1 – Обозначение стандарта на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений.

2 – Буквенно-цифровое обозначение шва по стандарту на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений. Примеры буквенно-цифровых обозначений швов приведены в табл. 10.

3 – Условное обозначение способа шва по стандарту на типы и конструктивные элементы швов стандартных соединений.

4 – Размер катета согласно стандарту на типы и конструктивные элементы швов стандартных соединений изображается знаком .

5 – Характеристика шва по протяженности:

для прерывистого шва – размер длины проваренного участка указывается до знака «/» или «Z» и размер шага (не проваренного участка).

6 – Вспомогательные знаки для характеристики сварных швов.

Вспомогательные знаки, в случае необходимости их простановки, выполняются сплошными тонкими линиями, высота их должна быть равна высоте цифр, входящих в обозначение шва.

Для швов таврового, углового и внахлестку соединений проставляют знак и размер катета. Знак выполняют сплошными тонкими линиями, равным высоте цифр, входящих в обозначение шва.

Размер катета не должен превышать наименьшую толщину свариваемых деталей согласно стандарту на сварной шов.

Условное обозначение швов сварных соединений для видимого шва наносят на полке – выноске (рис. 6, а), а для невидимого шва обозначение помещают под полкой – выноской (рис. 6, б).

Вспомогательные знаки для характеристики сварных швов приведены
в табл. 11.

Упрощения обозначений швов сварных соединений

При наличии одинаковых швов условное обозначение наносят у одного из изображений, а от изображений остальных швов проводят линии – выноски с небольшими полками. Всем одинаковым швам присваивается одинаковый номер, кот