Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра инженерной графики и прикладной механики

 

 

ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ЧЕРЧЕНИЯ И 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ.

Выполнение чертежа болтового соединения

 

Методические указания к лабораторной работе

для студентов всех форм обучения специальностей  

050702 – Автоматизация и управление,

050703 – Информационные системы,

050704 - Вычислительная техника и программное обеспечение,

050719 - Радиотехника, электроника и телекоммуникации

 

 

 

 

Алматы 2010

СОСТАВИТЕЛИ: А.Д.Динасылов, Койлыбаева Р.К., Яхъяев Э.А. Основы компьютерного черчения и 3D-моделирования.  Методические указания к лабораторной работе для студентов всех форм обучения специальностей 050702 – Автоматизация и управление, 050703 – Информационные системы, 050704 - Вычислительная техника и программное обеспечение, 050719 - Радиотехника, электроника и телекоммуникации. –Алматы: АИЭС, 2010. - 18 с.

 

Настоящие методические указания предназначены для отработки основных приемов работы по выполнению упрощенного чертежа болтового соединения в системе AutoCAD. В указаниях приведены пошаговые инструкции по выполнению чертежа. Работа выполняется по вариантам, в указаниях даны пояснения по выбору задания. Приведен пример выполнения работы.

В методических указаниях приведены контрольные вопросы, небходимые для защиты лабораторной работы.

Указания могут использоваться не только в преподавании дисциплины «Основы компьютерного черчения и 3D-моделирования», но и в дисциплине «Инженерная и компьютерная графика»

 

1 Цель работы и задание. Техническое и  программное обеспечение

 

Целью данной лабораторной работы является отработка основных приемов работы по выполнению упрощенного чертежа болтового соединения в системе AutoCAD.

Задание к работе: выполнить на формате А4 упрощенный чертеж болтового соединения, показанного на рисунке 1, используя данные из таблицы 1 согласно варианту.

Лабораторная работа выполняется на персональном компьютере с  установленной в среде Windows XP универсальной графической системой AutoCAD 2004 (при наличии можно использовать более поздние версии).  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Рисунок 1

Т а б л и ц а 1 - Данные для  выполнения чертежа

 

Вариант

Болт ГОСТ 7798-70,

гайка ГОСТ 5915-80

Шайба

ГОСТ 11371-78

Соединяемые детали

Масштаб

Диаметр резьбы d

Высота головки болта h′

Диаметр описанной окружности D′

Размер под ключ S

Высота гайки Н′

Внутренний диаметр d0

Наружный диаметр D0

Толщина шайбы    Sш

Толщина 1-ой детали t1

Толщина 2-ой детали t2

Ширина соединяемых

деталей b

1

2

5

6

9

10

12

11

13

14

15

16

17

1

6

4,5

11,5

10

5

6,5

14

1,5

8

10

20

2:1

2

8

5,5

16,2

14

6

8,5

18

1,5

8

10

20

2:1

3

10

7

19,6

17

8

10,5

21

2

10

15

25

2:1

4

12

8

21,9

19

10

12,5

26

2

12

16

30

2:1

5

14

9

25,4

22

10

14,5

28

3

10

16

35

1:1

6

14

9

25,4

22

10

14,5

28

3

10

18

40

1:1

7

16

10

27,7

24

12

16,5

32

3

18

20

40

1:1

8

16

10

27,7

24

12

16,5

32

3

15

28

45

1:1

9

18

12

31,2

27

14

19

36

3

20

22

45

1:1

10

18

12

31,2

27

14

19

36

3

15

30

50

1:1

11

20

13

34,6

30

16

21

38

4

20

28

50

1:1

12

20

13

34,6

30

16

21

38

4

20

33

55

1:1

13

22

14

36,9

32

18

23

42

4

24

26

60

1:1

14

22

14

36,9

32

18

23

42

4

26

30

60

1:1

15

24

15

41,6

36

18

25

45

4

25

28

65

1:1

16

24

15

41,6

36

18

25

45

4

24

32

65

1:1

17

27

17

47,3

41

22

28

52

5

24

36

70

1:2

18

27

17

47,3

41

22

28

52

5

26

34

76

1:2

19

30

19

53,1

46

24

31

55

5

30

34

80

1:2

20

30

19

53,1

46

24

31

55

5

28

40

84

1:2

21

36

23

63,5

55

28

38

68

6

34

40

80

1:2

22

36

23

63,5

55

28

38

68

6

30

44

90

1:2

23

42

26

75

65

32

44

80

6

40

50

90

1:2

24

42

26

75

65

32

44

80

6

44

60

100

1:2

25

48

30

86,5

75

38

50

90

8

50

60

110

1:2

 

 

 

2 Выполнение лабораторной работы

Выполнение лабораторной работы разбиваем на 2 этапа: подготовительные действия и выполнение чертежа.

2.1 Подготовительные действия

Перед выполнением работы необходимо повторить материал по темам «Резьбовые соединения» и «Чертежи сборочных изделий», а также ознакомиться с приведенными ниже сведениями.

Упрощенный чертеж болтового соединения выполняется по следующим правилам:

а) резьба изображается по всей длине болта;

б)  на виде, перпендикулярном оси стержня болта, резьба не изображается;

в) зазоры между соединяемыми деталями и болтом, а также между шайбой и болтом не изображаются;

г) фаски на резьбовой части и головке болта,  а также на гайке не изображаются;

д) головку болта и гайку на главном виде изобража­ют тремя гранями;

е) из стандарта для болта принимается  только диаметр резьбы d, остальные размеры для болта, гайки и шайбы вычисляются по приближенным формулам (2.1)  в зависимости от диаметра резьбы. Рассчитанные размеры округляются до целых чисел.

Внутренний диаметр резьбы    d' = 0,85d.

Диаметр головки болта и гайки  D' = 2d.

Диаметр шайбы D'ш = 2,2d.                                                         (2.1)

Высота головки болта h' = 0,7d.

Высота гайки H' = 0,8d.

Толщина шайбы Sш = 0,15d;

ж)  длина болта рассчитывается по формуле

l= t1 + t2 + Sш +H' + k                                              (2.2)

где  t1 и  t2 – заданные толщины соединяемых деталей,

k» 0,3d - выступающая часть болта .

Окончательно длина болта принимается стандартной, для этого  рассчитанное значение округляется до ближайшего из  ряда стандартных длин болтов.

Ряд длин болтов: 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50,

55, 60, 65, 70, 75, 80, 90, 100, 110, 120, 130,                       (2.3)

140, 150, 160, 180, 200, 220, 240, 260, 280, 300; 

з) на чертеже проставляются следующие размеры: диаметр резьбы d (например, M20 в случае метрической резьбы с номинальным диаметром 20 мм) размер под ключ гайки S (стандартное значение из таблицы 1 в соответствии с диаметром резьбы),  длина болта l, ширина соединяемых деталей b.

Выполним по шагам следующие действия.

1 шаг. Запустим  программу AutoCAD 2004 с помощью ярлыка на рабочем столе или с помощью команды Пуск/Программы/Autodesk/Mecha-nical Desktop 2004/AutoCAD 2004. Откроем в окне программы файл с приготовленным заранее форматом А4. 

2 шаг. Создадим слои:

Основной – слой, содержащий основные построения чертежа, которые мы будем выполнять сплошными линиями толщиной 0,5 мм;

Вспомогательный – слой, содержащий вспомогательные построения, их мы будем выполнять тонкими сплошными линиями зеленого цвета, данный слой будет впоследствии отключен;

Осевые_линии – слой, содержащий осевые линии чертежа, которые мы будем выполнять штрихпунктирными тонкими линиями фиолетового цвета;

Тонкие_линии – слой, содержащий тонкие линии чертежа (линии для обозначения резьбы, линии штриховки, линии обрыва соединяемых деталей), которые мы будем выполнять сплошными тонкими линиями синего цвета;

Размеры – слой для простановки размеров, будем выполнять размерные и выносные линии сплошными тонкими линиями коричневого цвета.

Для того, чтобы на чертеже отражалась установленная толщина линий, необходимо с помощью кнопки LWT (Вес) в строке состояния установить режим Show Lineweight (Показать насыщенность штрихов). Можно включить этот режим сразу или после выполнения чертежа.

3 шаг. Из  таблицы 1 согласно варианту возьмем следующие данные: диаметр резьбы d,  толщины  соединяемых деталей t1,  t2 , ширину соединяемых деталей b, масштаб изображения. 

4 шаг. По формулам (2.1) рассчитаем размеры болтового соединения d', D', D'ш , h', H', Sш .  По формуле (2.2) рассчитаем длину болта  L, а затем примем ближайшее к рассчитанному значение из ряда длин болтов (2.3).

  Т а б л и ц а 2 -  Размеры для  выполнения чертежа по варианту.

 

Фактический размер, мм

Размер с учетом масштаба, мм

Диаметр резьбы d

 

 

Толщина  1-ой детали t1

 

 

Толщина  2-ой детали  t2

 

 

Ширина соединяемых деталей b

 

 

Внутренний диаметр резьбы      d' = 0,85 d

 

 

Диаметр головки болта и гайки D' = 2d

 

 

Диаметр шайбы D'ш = 2,2d

 

 

Высота головки болта h' = 0,7d

 

 

Высота гайки H' = 0,8d

 

 

Толщина шайбы Sш = 0,15d

 

 

Пример.  Исходные данные: диаметр резьбы d=20 мм, толщины соединяемых деталей  t1 =27 мм  и   t2 =30 мм, ширина соединяемых деталей b=60 мм.  Рассчитанные размеры болтового соединения следующие: внутренний диаметр резьбы      d' = 0,85 d =17 мм; диаметр головки болта и гайки D' = 2d=40 мм, диаметр шайбы D'ш=2,2d=44мм, высота головки болта h'=0,7d=14 мм, высота гайки H'=0,8 =16 мм, толщина шайбы Sш = 0,15d=3 мм. Как видно, полученные значения не совпадают с теми значениями, которые приведены в стандартах (см. таблицу 1).  Рассчитаем длину болта l= t1 + t2 + Sш +H'+k=81 мм. Окончательно примем из ряда длин (2.3) значение длины болта l=80 мм.

5 шаг. Найденные значения занесем в таблицу 2, используя  заданный по варианту масштаб изображения.

2.2 Выполнение чертежа

Выполнение чертежа проведем по шагам, следуя  приведенным ниже инструкциям.

 

                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2

1 шаг. В слое Вспомогательный при включенном режиме ORTHO (ОРТО) проведем вертикальную и горизонтальную линии, делящие область  чертежа на 4 части. В нижней левой части будет изображен вид сверху,  в верхней левой части – фронтальный разрез и в верхней правой части – профильный разрез болтового соединения. Проведем из точки пересечения горизонтальной и вертикальной  линий отрезок прямой под углом 45°, который будет в дальнейшем использоваться для проведения линий связи (см. рисунок 2). В слое Осевые_линии проведем осевые линии, как показано на рисунке 2. В дальнейшем их следует отредактировать, используя соответствующие команды  (разорвать, обрезать,  редактировать с помощью «ручек») так, чтобы осевые линии  лишь немного выходили за контуры предмета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Рисунок 3

2 шаг. В слое Основной с учетом заданного масштаба на виде сверху выполним следующие построения: окружность с диаметром d; шестиугольник, вписанный в окружность радиуса D'/2=d;  окружность с диаметром D'ш . Для построения соединяемых деталей  можно вначале построить окружность с диаметром, равным ширине соединяемых деталей b, затем с использованием объектной привязки Snap to Quadrant (Квадрант) провести горизонтальные линии  (при этом можно построить одну линию, а потом ее зеркально отобразить). После этого надо обрезать  этими линиями левую часть окружности (см. рисунок 3).

3 шаг. В слое Вспомогательный проведем линии связи так, как показано на рисунке 4. Для того чтобы чертеж не загромождался, линии связи проведены только с одной стороны вида, в дальнейшем для линий контура изображения будет использоваться зеркальное отображение.

 

Рисунок 4

 

4 шаг. В слое Вспомогательный проведем с учетом заданного масштаба  горизонтальные линии, используя заданные и вычисленные размеры: высоту головки болта h', толщины соединяемых деталей t1 и  t2, толщину шайбы Sш, высоту гайки H, длину болта L. Удобно проводить горизонтальные линии с использованием объектной привязки Snap From (Смещение), принимая в качестве базовой точки конец одной из построенных ранее горизонтальных линий.  После этих построений  чертеж будет выглядеть, как показано на рисунке 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5        

5 шаг. В слое Основной проводим обводку линий контура с левой стороны фронтального  и профильного разрезов, как показано на рисунке 6.

                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6  

6 шаг.  Отключим слой Вспомогательный и в слое Основной отразим линии контура, выделив их прямоугольным контуром и используя в качестве осей отражения осевые линии изображений. На фронтальном разрезе проведем правую границу верхней детали и левую границу нижней детали, затем  обрежем ими выступающие линии соединяемых  деталей. На профильном разрезе проведем ребро гайки  и ребро головки болта. Чертеж  примет вид, показанный на рисунке 7.

 

     

 

Рисунок 7   

 

 

7 шаг. В слое Тонкие_линии проведем на фронтальном и профильном разрезах линии для изображения резьбы, на виде сверху и фронтальном разрезе - линии обрыва соединяемых деталей. Затем выполним штриховку, при этом для того, чтобы направления штриховки получились в противоположные стороны, для верхней детали используем угол наклона 0˚, а для нижней детали - угол наклона 90˚. Чертеж  примет вид, показанный на рисунке 8.

 

                                                    

Рисунок 8

 

 

 

8 шаг.  В слое Размеры проставим на чертеже размеры, как показано на рисунке 9, при этом размер под ключ гайки S  берется из таблицы 1 в соответствии с диаметром резьбы (он не совпадет с фактическим размером, поскольку в упрощенном изображении болтового соединения использовались не стандартные размеры, а приближенные).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 9 

Окончательно упрощенный чертеж болтового соединения  оформляется в виде сборочного чертежа так, как показано на рисунке 10.

 

Рисунок 10

 

 

Контрольные вопросы к защите лабораторной работы

 

1.Что называют винтовой линией?

2. Что называют ходом винтовой линии?

3. Что называют резьбой?

4. Что представляет собой многозаходная резьба?

5. Какие различают резьбы в зависимости от направления винтовой линии?

6. Какую форму может иметь профиль резьбы?

7. Как изображают наружную резьбу?

8. Как изображают резьбу в отверстии?

9. Какие существуют типы резьб? Их буквенное обозначение? Что входит в обозначение метрических, трапецеидальных и упорных резьб?

10. Какие детали относят к крепежным?

11. Что представляет собой болт? Как его вычерчивают?

12. Что называют гайкой? Какие виды гаек Вы знаете?

13. Что такое шайба? Для чего они используются?

14. Как вычерчиваются болтовые соединения?

15. Как выполняют соединение деталей с помощью шпильки?

16. Какие условности и упрощения используются при упрощенном изображении болтовых соединений?

17. Что должен содержать сборочный чертеж?

18. Каковы правила нанесения позиций на сборочных чертежах?

19. Какие размеры наносят на сборочных чертежах?

20. Что называют спецификацией?

21. Что и в каком порядке вносят в спецификацию?

22. По какой форме и размерам вычерчивают спецификацию?

23. Как выполняется основная надпись спецификации?

 

1.     Список  литературы

 

1. ГОСТ 2.311-68 Изображение резьбы.

2.  ГОСТ  11708 - 82  Резьба. Термины   и   определения.

3.  ГОСТ  9150 - 81    Резьба   метрическая. Профиль. Введен с 01.01.82.

4.  ГОСТ  8724 - 81    Резьба   метрическая. Диаметры и шаги.

5.  ГОСТ  24705 - 81  Резьба метрическая. Основные   размеры.    Введен    с 01.01.82.

6.  ГОСТ  16093 - 81  Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором.

7.  ГОСТ  24834 - 81  Резьба метрическая. Допуски. Переходные посадки.

8.  ГОСТ  4608 - 81   Резьба  метрическая. Допуски. Посадки с натягом.

9. ГОСТ 2.315-79          Изображения упрощенные и условные крепежных деталей.

10. ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия.

11.  Чекмарев А.А., Осипов В.К. Справочник по машиностроительноу черчению. – М.: Высшая школа, 2002. – 493 с.

12. Агурейкин С.С., Кабашев Р.А., Кузьмин В.Г. Рсновы выполнения и оформления технических чертежей. – Алматы: Бастау, 2007. – 208 с.

13. Сайт http://www.docload.ru/

 

Содержание

 

1 Цель работы и задание. Техническое и  программное обеспечение.

3

2 Выполнение работы

5

   2.1 Подготовительные действия

5

   2.2 Выполнение чертежа

7

   Список литературы

17