При Срыве или повреждении резьбы деталь с нарезными отверстиями выходит из строя; исправить ее можно только установкой нарезных втулок. При обрыве шпильки удаление ввертного ее конца из гнезда затруднительно.

Сборка и разборка соединения имеет особенности: детали можно соединять и разъединять только в направлении, перпендикулярном к плоскости стыка, приподнимая снимаемую деталь на полную высоту шпилек. Этим соединение существенно отличается от болтового соединения и соединения ввертными болтами, где возможен, при удаленных болтах, сдвиг деталей параллельно плоскости стыка. При сборке и разборке манипулируют одной деталью - гайкой.

Соединение шпильками вызывает определенные неудобства при сборке: выступающие концы шпилек затрудняют доступ к соседним деталям. Особенно ощущается этот недостаток в многошпилечных соединениях с «частоколом» длинных шпилек.

Кроме описанных основных видов соединений возможны и промежуточные. К ним относится, например, нередко применяемое соединение, изображенное на рис. 65, VI. Болт закрепляют с помощью гайки в гладком отверстии одной детали; другую деталь притягивают гайкой, навертываемой на свободный конец болта. Постоянное закрепление болта в одной детали и наличие свободного навертного конца болта делают похожим это соединение на шпилечное; крепление болта в гладком отверстии с помощью гайки - на болтовое соединение.

Сравнивая различные типы крепежных соединений с точки зрения компоновки, можно отметить как положительную особенность, что ввертные болты и шпильки допускают гораздо большую свободу в выборе форм деталей, чем болты.

Соединение болтами (рис. 66, /) требует наличия фланцев, которые лимитируют размеры и определяют форму внешних контуров деталей.

Соединение на шпильках и на ввертных болтах расширяет свободу формообразования. При соединении на шпильках можно сохранить фланцевую форму (рис. 66, ) или значительно видоизменить одну из корпусных деталей и при тех же координатах расположения крепежных деталей изменить (сделать большими) размеры одной из деталей (рис. 66, /- VI) с целью увеличения ее жесткости.

Возможности формоизменения детали при соединении на ввертных болтах аналогичны.

Крепежные детали рядового назначения изготовляют чаще всего из стали 45, ответственного назначения (шатунные болты, силовые шпильки и т. д.) - из хромистых сталей типа 40Х, хромансиля типа ЗОХГС, жаропрочных сталей типа ЗОХМ, 50ХФА, 25Х12М1Ф, из коррозионно-стойких сталей типа 30X13, 40X13.

Шпильки со стержнем диаметром, равным диаметру резьбы, изготовляют обычно из прутков с повышенной чистотой (качеством) поверхности и повышенной точностью размеров (серебрянка). Поверхность гладкой части стержня оставляют необработанной. Болты из непластичных сталей изготовляют из круглого проката с высадкой головки в горячем состоянии, а из пластичных сталей - в холодном.

В серийном и массовом производстве резьбу нарезают методами вихревого нарезания и фрезерования. Наиболее производительным и вместе с тем обеспечивающим наивысшую прочность резьбы является метод накатывания резьбы.

Болты и шпильки с утоненными стержнями изготовляют из круглых заготовок обтачиванием. Диаметры стержней крепежных деталей ответственного назначения уменьшают уков-кой стержня на ротационно-ковочных машинах.

ГАЙКИ И ГОЛОВКИ БОЛТОВ

Наибольшее распространение получили шестигранные гайки и болты с шестигранной головкой. Реже применяют квадратные гайки и головки болтов и гайки с двумя лысками.

Рпс. 66. Формоизменение корпусной дета.ш, допускаемое применением шпилек н ввертных болтов

viin-mmsjn ii-i,i55s

Рис. 67. К определению размеров «под ключ»

В отдельных случаях (для крупных диаметров резьбы) применяют восьмигранные гайки.

Размеры «под ключ». Определяющий размер для щестигранных, квадратных гаек и головок болтов (а также для гаек и головок болтов с лысками) - это размер между параллельными гранями или размер «под ключ» S. На рис. 67, / изображена цилиндрическая гайка (головка болта) с двумя лысками; минимальный диаметр цилиндра, при котором получается достаточно уверенный захват гайки (головки) ключом. Dn,i„ = (1,1 1,2)5. Верхний предел, ограниченный условием применения накидных ключей, Dn,a,= l,45.

Для квадратной гайки (головки) наружный размер квадрата (рис. 67, ) /?= 1,4145.

Для скругленной квадратной гайки (головки) минимальный, определяемый условием уверенного захвата диаметр цилиндра (рис. 67, /) />mi„ = (1,1 - 1.2)S или /?„(„ = (0,8 - 0,85)£).

Для щестигранной гайки (головки) наружный размер щестигранника (рис. 61,IV) £)= 1,1555. Для скругленной щестигранной гайки (головки) минимальный, определяемый условием уверенного захвата диаметр цилиндра (рис. 67, Ю £!;i„=l,15 или Ц = ,9Ъ1У.

Размеры 5 под ключ (в мм) следующие: 3 3,2; 3,5; 4; 4,5; 5; 5,6; 6; 7; 8; 9; 10; И; 12; 14 17; 19; 22; 24; 27; 30; 32; 36; 41; 46; 50; 55; 60 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 110; 119; 120 125; 130; 135; 140; 145; 150: 155; 160; 165; 170 175; 180; 185; 190; 200; 210; 220; 230; 240; 250.

Предельные отклонения размеров под ключ на крепежных деталях обычного назначения выполняются по Ы2, ЫЗ: на крепежных деталях повыщенной точности - по h9, hlO. Размеры 5 у ключей выполняются (в зависимости от точности изготовления ключа) по D10 или В12.

КОНСТРУКТИВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

Различают три типа шестигранных гаек и головок болтов:

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

На рис. 69 показаны в функции диаметра резьбы d средние величины размера под ключ и наружного размера щестигранника D (а также величины 5/d и D/d) для болтов: облегченных /, нормальных и с увеличенным шестигранником /.

В машиностроении наблюдается тенденция 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.

Высота гаек (рис. 70) делается равной (0,6-l,2)d (d - наружный диаметр резьбы). Практика показывает, что при высоте й = 0,7d гайка получается равнопрочной с нарезной частью болта. Болтовые соединения с й > 0,7d рвутся под растягивающей нагрузкой всегда по резьбе стержня (под гайкой). Высота головок болтов (рис. 71) делается равной (0,6-0,8)d.

На торцах шестигранника выполняют фаски с углом 120°. Назначение фасок - облегчить надевание ключа на шестигранник, а у гаек.

По действующим ГОСТам на размеры гаек последние выполняют по высоте: 1) низкими h = 0,6d (d - наружный диаметр резьбы); 2) нормальными h = 0,8d; 3) высокими h - l,2d; 4) особо высокими h = U5d.

-(issne)4 Slvnsju s-assnm

M1.15t2)u

I n Ш

Рис. 68. Размеры шестигранных гаек и головок бо.ттов

1.9 1.8 1.7 1.8 1.5 Л

JD/d

г.1 ?.о

1.9 1.8 1.7

1,8 1.5

Л. ММ

Рис. 69. Графики зависимости размера «под ключ» S н наружного размера D шестигранника для 60.1T0B и гаек от диаметра резьбы d

5 10 15 20 25 30 35 1,0 d.MM

CttQ

Рис. 70. Высота шестигранных гаек

кроме того, обеспечить кольцевую форму опорной поверхности. Размеры фаски определяются начальным диаметром d на торце шестигранника (рис. 72, 73). В недавнем прошлом применялся размер d= S {S - размер под ключ). Сейчас стандартизованы гайки с di = = (0,90 н- 0,95)5.

Для головок болтов можно без ущерба для прочности уменьшить размер d] до (0,7 - 0,6)5 (рис. 73) с выигрышем в массе конструкции. Для гаек уменьшение размера di приводит к сокращению опорной поверхности.

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

Рис. 71. Высота шестигранных головок болтов

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

Рис. 72. Размеры фаски иа шестигранных гайках