Конструктивные соотношения крепежных деталей (гаек, болтов, шпилек)

Конструктивные соотношения крепежных деталей (гаек, болтов, шпилек)

Конструктивные соотношения крепежных деталей (гаек, болтов, шпилек). Различают три типа шестигранных гаек и головок болтов:

1) облегченные гайки и болты с облегченной головкой (рис. 68, I);   2) нормальные гайки и болты с нормальной головкой (рис. 68, II); 3) увеличенные гайки и болты с увеличенной головкой (рис. 68, III).

На рис. 69 показаны в функции диаметра резьбы d средние величины размера под ключ и наружного размера шестигранника D (а также величины S/d и D/d) для болтов: облегченных I, нормальных II и с увеличенным шестигранником III.

Размеры шестигранных гаек и головок болтов

В машиностроении наблюдается тенденции применять облегченные гайки и головки болтов, так как при достаточной прочности они обладают малыми радиальными габаритами и небольшой массой и позволяют создать более компактные конструкции крепежных узлов.

В функции диаметра резьбы d средние величины размера под ключ и наружного размера шестигранника D (а также величины S/d и D/d) для болтов: облегченных I, нормальных II и с увеличенным шестигранником III.

Высота гаек [по действующим ГОСТам на размеры гаек последние выполняются по высоте: 1) низкими h = 0,6d (d — наружный диаметр резьбы); 2) нормальными h = 0,8d; 3) высокими h = 1,2d; 4) особо высокими h = 1,5d.] (рис. 70) делается равной (0,6—1,2)d (d — наружный диаметр резьбы).

Высота шестигранных гаек

Практика показывает, что при высоте h = 0,7d гайка получается равнопрочной с нарезной частью болта. Болтовые соединения с h > 0,7d рвутся под растягивающей нагрузкой всегда по резьбе стержня (под гайкой).

Высота головок болтов (рис. 71) делается равной (0,6—0,8)d.

Высота шестигранных головок болтов

На торцах шестигранника выполняют фаски с углом 120°. Назначение фасок — облегчить надевание ключа на шестигранник, а у гаек, кроме того, обеспечить кольцевую форму опорной поверхности. Размеры фаски определяются начальным диаметром d1 на торце шестигранника (рис. 72, 73). В недавнем прошлом применялся размер d1 = S (S — размер под ключ). Сейчас стандартизованы гайки с d1 = (0,90—0,95)S.

Размеры фасок на шестигранных гайках

Для головок болтов можно без ущерба для прочности уменьшить размер d1 до (0,7—0,6)S (рис. 73) с выигрышем в массе конструкции. Для гаек уменьшение размера d1 приводит к сокращению опорной поверхности.

Размеры фасок на шестигранных головках болтов

Шестигранники с уменьшенным диаметром d1 имеют на изображении в профиль вид, отличный от вида шестигранников с d1 = S. Дуги окружностей, условно заменяющие гиперболические линии перехода фаски в грани, здесь не касаются (как в случае d1 = S) линии торца шестигранника (см. рис. 72, 73).

В практике черчения это различие часто игнорируют, и для упрощения чертежной работы обычно рисуют шестигранники так же, как и для случая d1 = S.

Конструкции торцов нарезных концов стержней крепежных деталей

На рис. 74 даны конструкции торцов нарезных концов стержней крепежных деталей. Наиболее распространена конструкция (рис. 74, I) с заточкой торца под углом 45°. Катет фаски (с) делается в среднем равным шагу резьбы s (рис. 75).

Размеры фасок на торце нарезанных деталей

Сферический торец (рис. 74, II, III) применяется для нажимных болтов; цилиндрический скругленный торец (рис. 74, IV) — для крупных болтов и винтов; конические торцы-искатели (рис. 74, V, VI) — для направления винта в труднодоступные нарезные отверстия. Выемки в торцах (рис. 74, VII, VIII) делают для увеличения податливости крайних витков резьбы болта.

На рис. 76 приведены размеры свободных участков резьбы для крепежных соединений основных видов.

Размеры свободных участков резьбы для крепежных соединений основных видов

Длина (а) свободного участка резьбы над гайкой (рис. 76, I) должна быть равна 2—3 шагам; длина b свободного участка резьбы под гайкой или перед нарезным отверстием (рис. 76, II) должна быть не меньше 4—6 шагов; конец болта (или шпильки) должен выступать за торец сквозного нарезного отверстия (рис. 76, II) на величину f, равную 1—2 шагам.

Приведенные соотношения относятся к обычным болтам (и шпилькам) среднего размера. В случае длинных болтов и шпилек запасы резьб следует устанавливать на основе расчета размерной цепи соединения.

На рис. 76, III приведены соотношения для шпилек (или ввертных болтов), завертываемых в глухие отверстия. Длина m свободного участка резьбы под торцом шпильки (понимается резьба с полным профилем витков) должна быть не менее 2—3 шагов: расстояние n от последних полных витков резьбы до днища отверстия должно быть при нарезании резьбы метчиком вручную не менее 5—6 шагов. При машинном нарезании расстояние n должно быть увеличено вдвое (против указанных цифр).