Подробности Категория: Инженерная графика
Автор видеоурока: к.пед.н., доцент кафедры ИГиСАПР Кайгородцева Н.В.
В машиностроении, приборостроении и других отраслях промышленности широкое распространение получили разъемные соединения деталей машин, осуществляемые с помощью резьбы различных профилей (треугольного, трапецеидального, прямоугольного и др.).
В основе образования резьбы лежит принцип получения винтовой линии. Если на поверхности цилиндра или конуса прорезать канавку по винтовой линии, то режущая кромка резца образует винтовую поверхность, характер которой зависит от формы режущей кромки.
Образование винтового выступа можно представить как движение треугольника, трапеции, квадрата по поверхности цилиндра или конуса так, чтобы все точки фигуры перемещались по винтовой линии (рис. 248).
Резьба — это поверхность, образованная при винтовом движении произвольного плоского контура по цилиндрической или конической поверхности.
Признаки классификации и виды резьбыРезьбу треугольного профиля нарезают обычно на деталях, предназначенных для скрепления, и поэтому ее называют крепежной резьбой.Резьбы иных профилей, по преимуществу трапецеидальные и прямоугольные, относятся к ходовым резьбам (резьба на валу для передвижения суппорта токарного станка, резьба на винте машинных тисков, домкратов и др.).
Виды резьбы классифицируются по следующим признакам:по форме поверхности:• цилиндрическая резьба, образованная на поверхности цилиндра,• коническая резьба, образованная на поверхности конуса;по характеру поверхности:• наружная резьба, образованная на наружной поверхности цилиндра или конуса.
В резьбовом соединении наружная резьба является охватываемой поверхностью и наносится на болте (винте идр.),
• внутренняя резьба, образованная на внутренней поверхности цилиндра или конуса. В резьбовом соединении внутренняя резьба является охватывающей поверхностью, она наносится на поверхности отверстия в гайке (гнезде и др.);
по направлению резьбы:• правая резьба, образованная контуром, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя (подъем винтового выступа на видимой (передней) стороне идет слева направо),• левая резьба, образованная контуром, вращающимся против часовой стрелки и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя (подъем винтового выступа идет справа налево);по числу заходов (выступов и канавок):• однозаходная резьба, образованная одной винтовой ниткой (рис. 249, а),
• многозаходная резьба, образованная двумя, тремя и т.д. винтовыми нитками (рис. 249, б, в).
Винтовая нитка — это выступ винтовой резьбы, образованный одним профилем.Число заходов резьбы — число ниток, образующих резьбу.Многозаходные винты образуются, если по поверхности перемещаются одновременно два, три и более плоских профиля, равномерно расположенных по окружности относительно друг друга (рис. 249).
На рисунке 250 представлена обобщенная схема типов резьб.
Параметры резьбы
Основными параметрами резьбы (рис. 251) являются:
- • наружный диаметр резьбы d (D) — диаметр воображаемого цилиндра (конуса для конической резьбы), описанного вокруг вершин наружной резьбы или впадин внутренней. Обычно он равняется номинальному диаметру и используется при обозначении резьбы;
- • средний диаметр резьбы d2 (D2) — диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, пересекающего витки резьбы таким образом, что ширина выступов резьбы и ширина впадин оказываются равными;
- • внутренний диаметр резьбы d1 (D1);
• шаг резьбы Р — расстояние между соответствующими точками двух соседних витков, измеренное параллельно оси резьбы (для конической резьбы — проекция на ось резьбы отрезка, соединяющего соседние вершины профиля резьбы);
• ход резьбы Ph — расстояние между соответствующими точками на поверхности винтовой нитки за один оборот контура, измеренное параллельно оси резьбы. Для однозаходной резьбы величина хода винта Ph равна шагу Р (см. рис. 249, а). Для двух и трехзаходных винтов величина хода соответственно равняется 2Р — для двухзаходного винта (см. рис. 249, б) и ЗР — для трехза-ходного (см. рис. 249, в);
• угол профиля а образуется боковыми сторонами профиля;• высота исходного профиля Н получается при продолжении боковых сторон остроугольного профиля до пересечения;• высота профиля, равная (5/8)H — расстояние между выступом и впадиной профиля в направлении, перпендикулярном оси резьбы.
Типы резьбы
Основные типы резьбы, обозначения и примеры нанесения обозначений на чертежах приведены в табл. 6.
Резьба метрическая. Профиль метрической резьбы (ГОСТ 9150— 2002) представляет собой равносторонний треугольник с углом профиля, равным 60°. Форма впадины резьбы может быть как плоско-срезанной, так и закругленной. Стандартом установлены размеры метрической резьбы для диаметров от 1 до 600 мм.
Метрическая резьба подразделяется:• на резьбу с крупным шагом;• резьбу с мелким шагом.Шаг и глубина метрической резьбы с мелким шагом меньше, чем резьбы с крупным шагом при одном и том же наружном диаметре.
Резьбы с мелким шагом применяются в тонкостенных соединениях для увеличения их герметичности, для осуществления регулировки в приборах точной механики и оптики, в целях увеличения сопротивляемости деталей самоотвинчиванию.
Резьба дюймовая (в табл. 6 не указана). Резьба дюймовая имеет треугольный профиль с углом у вершины в 55°.
Применение дюймовой резьбы в новых разработках не допускается. Дюймовая резьба применяется при ремонте оборудования, поскольку в эксплуатации находятся детали с дюймовой резьбой. Изготовляется с наружным диаметром от 3/16″ до 4″.
Основными параметрами дюймовой резьбы являются наружный диаметр в дюймах и число шагов на дюйм длины нарезанной части детали. На чертеже она обозначается наружным диаметром, выраженным в дюймах, например: 1″; 1 1/3”; 2″.
Резьба трубная цилиндрическая. Угол профиля равен 55°. Профиль резьбы выполняется с закруглениями. Изготовляется она диаметром от 1/8 до 6″ при числе ниток на 1″ от 28 до 11.
Номинальный диаметр трубной резьбы условно отнесен к внутреннему диаметру трубы (Dy — условный проход).
Трубная цилиндрическая резьба применяется для соединения труб, арматуры, трубопроводов и других тонкостенных деталей (пробки, заглушки и др.).
Резьба трубная коническая. Конусность равна 1:16. Профиль резьбы — равнобедренный треугольник с углом при вершине 55° и закругленной вершиной.
Наружный диаметр в среднем сечении по длине резьбы на трубе (в основной плоскости, перпендикулярной к оси резьбы) равен наружному диаметру цилиндрической трубной резьбы того же размера (рис. 252).
На эту резьбу ГОСТ устанавливает размеры диаметров от 1/16″ до 6″.
В трубных соединениях коническая резьба на трубе может применяться в сочетании с цилиндрической трубной резьбой в муфте, т.е. коническая резьба — трубы, цилиндрическая — муфты.Применяется резьба для резьбовых соединений топливных, масляных, водяных и воздушных трубопроводов машин и станков.Трубная коническая резьба обозначается буквами:• R — коническая наружная;
• Rc — коническая внутренняя;
• Rp — цилиндрическая внутренняя.
Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60° (ГОСТ 6111—52). Применяется для диаметров от 1/16” до 2″ для резьбовых соединений топливных, масляных, водяных и воздушных трубопроводов, машин и станков.
Резьба трапецеидальная. Профиль резьбы — равнобочная трапеция с углом 30° между боковыми сторонами. Трапецеидальная резьба может быть однозаходной и многозаходной, правой и левой. Трапецеидальная резьба (ГОСТ 9484—81) предусмотрена для диаметров от 8 до 640 мм.
Эта резьба служит для преобразования движения (в ходовых винтах станков, винтах суппортов, штурвальных винтах, грузовых винтах и т.п.).
Резьба упорная. Имеет профиль трапеции, одна из сторон которой наклонена на 30°, а вторая — на 3° к нормали, проведенной к оси резьбы (см. табл. 6). Упорная резьба диаметром от 10 до 600 мм выполняется по ГОСТ 10177-82.
Упорная резьба применяется в механизмах с большим осевым усилием (в винтовых прессах, в нажимных винтах прокатных станов и т.п.).
Резьба круглая (ГОСТ 13536—68). Профиль круглой резьбы образован дугами, связанными между собой участками прямой линии. Угол между сторонами профиля 30° (см. табл. 6).
Резьба имеет ограниченное применение — для санитарно-технической арматуры: для шпинделей вентилей смесителей, водопроводных кранов, в отдельных случаях для крюков подъемных кранов, а также в условиях воздействия агрессивной среды.
Прямоугольная резьба не стандартизована, так как наряду с преимуществами, заключающимися в более высоком коэффициенте полезного действия, чем у трапецеидальной резьбы, она менее прочна и сложнее в производстве. Применяется при изготовлении винтов, домкратов и ходовых винтов.
При изображении прямоугольной резьбы рекомендуется вычерчивать местный разрез, на котором проставляют необходимые размеры.
Специальные резьбы. Если резьба имеет стандартный профиль, но отличается от соответствующей стандартной резьбы диаметром или шагом, то резьба называется специальной. В этом случае к обозначению резьбы добавляется надпись Сп, а в обозначении резьбы указываются размеры наружного диаметра и шага резьбы, например: Сп. М19 х 1,5.
Определение резьбы при съемке с натуры
Для определения основных параметров резьбы производится ее обмер. Обмер резьбы включает в себя определение:• шага резьбы — для метрической резьбы и числа шагов на дюйм — для резьбы, имеющей профиль дюймовой резьбы;
• наружного диаметра (для стержня) и внутреннего (для отверстия).
Шаг резьбы и число шагов на дюйм определяют с помощью резьбомеров — набора шаблонов. На каждом шаблоне указано или определенное значение шага резьбы, или значение числа шагов на дюйм.
Шаблон подбирается таким образом, чтобы одна из пластин резьбомера полностью входила во впадины резьбы.
Шаг резьбы или число шагов на дюйм определяется при совпадении профиля шаблона с профилем резьбы надетали по маркировке на шаблоне (рис. 253).
Наружный диаметр (для стержня) и внутренний (для отверстия) определяют с помощью штангенциркуля (рис. 254).
Сопоставляя данные обмера с табличными в соответствующих стандартах для данного типа резьбы, установив направление витков резьбы (правое или левое) и число заходов, получаем исходные данные для обозначения резьбы.
Изображение резьбы на чертежах
При изображении резьбы на чертежах всех отраслей промышленности и строительства в соответствии с ГОСТ 2.311—68 принята условность, когда винтовую линию заменяют двумя линиями — сплошной основной и сплошной тонкой. При этом изображение наружной и внутренней резьбы имеет следующие особенности.
Наружная резьба. На стержне резьба изображается сплошными основными линиями по наружному диаметру и сплошными тонкими — по внутреннему.
На изображениях, полученных проецированием на плоскость, параллельную оси стержня, сплошную тонкую линию по внутреннему диаметру резьбы проводят на всю длину резьбы без сбега (рис. 255). Сплошная тонкая линия изображения резьбы на стержне должна пересекать линию границы фаски. 
На видах, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную к оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте (не допускается начинать сплошную линию и заканчивать ее на осевой линии). Расстояние между тонкой линией и сплошной основной не должно быть меньше 0,8 мм и больше шага резьбы. Фаска на этом виде не изображается.
Внутренняя резьба. В отверстии резьбу изображают сплошными основными линиями по внутреннему диаметру резьбы и сплошными тонкими линиями — по наружному диаметру (рис. 256). Резьба, показываемая как невидимая, должна изображаться штриховыми тонкими линиями одинаковой толщины по наружному и по внутреннему диаметрам.
На разрезах, полученных проецированием на плоскость, параллельную оси отверстия, сплошная тонкая линия по наружному диаметру резьбы проводится на всю длину резьбы без сбега.
На изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную к оси отверстия, по наружному диаметру резьбы проводят дугу, приблизительно равную 3/4 окружности, разомкнутую в любом месте.
Фаску на этом виде не изображают.
Линию, определяющую границу резьбы, наносят на стержне и в отверстии с резьбой в конце полного профиля резьбы (до начала сбега). Границу резьбы проводят до линии наружного диаметра резьбы и изображают сплошной основной линией, перпендикулярной к оси резьбы, если она видна (рис. 257, а, б), и штриховой тонкой, если резьба изображена как невидимая (рис. 257, в).
Штриховку в разрезах и сечениях проводят до линии наружного диаметра резьбы на стержне и до линии внутреннего диаметра в отверстии, т.е. в обоих случаях до сплошной толстой основной линии (рис. 256—258).
Сбег резьбы (см. рис. 258) при необходимости изображают сплошной тонкой линией. Из технологических соображений на части стержня может быть осуществлен недовод резьбы. Суммарно недовод резьбы и сбег представляют собой недорез резьбы. Размер длины резьбы указывается, как правило, без сбега. Пример простановки размера длины резьбы без сбега и со сбегом представлен на рис. 259.
Глухое отверстие с резьбой называют гнездом. Конечная часть гнезда, выполненная сверлением, обычно имеет форму конуса с углом при вершине 120° (рис. 260, а, б).
Если конец резьбы располагается близко к дну глухого отверстия, то допускается изображать резьбу до конца отверстия (рис. 260, б). Допускается изображать резьбу до конца отверстия на чертежах, по которым резьбу не выполняют.
На рисунке 260, в показано изображение резьбы в пластмассовых деталях.
Если на чертеже необходимо показать профиль резьбы (резьба с нестандартным профилем или специальная резьба), то следует применять местный разрез (рис. 261, а), выполнять профиль резьбы на разрезе (рис. 261,6) или изображать участок профиля в увеличенном виде как выносной элемент (рис. 261, в).
На разрезах резьбового соединения в изображении на плоскости, параллельной его оси, в отверстии показывают только ту часть резьбы, которая не закрыта резьбой ввернутого в него стержня (рис. 262—263).
На чертеже резьба с нестандартным профилем изображается с нанесением всех размеров, необходимых для ее изготовления (см. рис. 261, в).
Для всех резьб, кроме конических и трубной цилиндрической, обозначения относятся к наружному диаметру и проставляются над размерной линией, на ее продолжении или на полке линии-выноски (рис. 264). Места нанесения обозначения указанных резьб на стержне показаны на рис. 264—265, отверстии — на рис. 266.
Обозначение конических резьб и трубной цилиндрической наносят только на полке линии-выноски (рис. 267).
Метрическая резьба
На сегодняшний день в сфере машиностроения часто применяются различные резьбовые соединения. Резьба это сложный технологический процесс требующий определенных навыков и умений.
Для нарезания резьбы необходимо уметь настраивать станок, подбирать, затачивать и устанавливать режущий инструмент и конечно же уметь пользоваться резьбовыми измерительными приборами.
В настоящее время часто применяется метрическая резьба (имеет треугольный профиль). Начнем все по порядку и для начала разберем общие понятия:
Профиль резьбы
Профиль метрической резьбы похож на равносторонний треугольник с углом 60°. Вершинки резьбы могут быть острыми и слегка срезанными, это зависит от заточки резца и глубины резания.
Не рекомендуется делать метрическую резьбу с другим углом, так как это будет являться нарушения требований к метрической резьбе в частности к ее профилю.
Видоизмененный профиль резьбы влияет на резьбовое соединение деталей например винт и гайка.
Профиль наружной резьбы рис. слева и внутренней резьбы рис. справа
- Профиль метрической и профиль цилиндрической резьбы и ее развертывание
- d, d1, d2 – наружный, внутренний и средний диаметр болта
- D, D1, D2 – наружный, внутренний и средний диаметр гайки
- р – шаг; ω – угол подъема
Шаг резьбы
- Шаг резьбы – это расстояние между двумя вершинками резьбы измеренными вдоль оси
- Угол подъема резьбы – это угол, образованный направлением выступа резьбы и плоскостью, перпендикулярной к оси резьбы.
Определяется по формуле:
- tgω=p/(πd2)
Ход резьбы – однозаходная резьба равен ее шагу.
Если резьба имеет несколько заходов k , то ход резьбы рассчитывается по формуле: за один оборот гайка переместится в осевом направлении в k раз дальше.
Ph=pk
Классификация резьб
- По виду поверхности: цилиндрические и конические.
- По признаку расположения резьбы: наружные и внутренние.
- По направлению винтового выступа резьбы: правые и левые.
- По числу заходов: однозаходные – образованные одним выступом и многозаходные — образованные двумя и более выступами резьбы.
- По профилю:
| Треугольные | Трапецеидальные | Упорные | Треугольные для трубной и цилиндрической резьбы |
 |
 |
 |
 |
По назначению: крепежные и ходовые
По системе размерности: метрические α=60° и дюймовые α=55°.
Исходный профиль метрической резьбы это треугольник высотой Р с углом α 60°. Вершина треугольника срезана, впадина профиля резьбы имеет плоскую или закругленную форму. Закругленная форма предпочтительней.
Метрическая резьба выполняется с крупным и мелким шагом. Диаметры и шаги метрической резьбы оговорены в ГОСТ 8724-81, а профиль и его размеры ГОСТ 9150-81.
Размеры дюймовой резьбы выражены в дюймах (один дюйм равен 25,4мм), исходный профиль дюймовой резьбы это треугольник с углом при вершине α=55°.
Основные параметры резьбы
Резьбовое соединение благодаря технологичности, универсальности, надежности, взаимозаменяемости получило широкое распространение. Резьба — ряд чередующихся вершин и впадин, находящихся по винтовой линии на внутренней или внешней поверхности тел вращения. Используются такие виды:
- Метрическая. Все ее параметры выражаются в миллиметрах.
- Дюймовая. Параметры выражены в дюймах.
Наиболее распространена метрическая резьба, относящаяся к типу крепежных. Для измерения ее элементов используется штангенциркуль.
Основные параметры резьбы позволяют обеспечить взаимозаменяемость и определить:
- способность выдерживать рассчитанные для соединений деталей усилия;
- возможность свободного соединения;
- наиболее подходящее крепежное соединение.
Основными параметрами являются:
- диаметр;
- форма и размеры профиля;
- сведения, характеризующие подъем (шаг, число заходов, угол подъема).
Они строго регламентированы национальными и международными стандартами. Все термины и определения обозначены ГОСТ 11708-82.
Скачать ГОСТ 11708-82
Диаметры резьбы
Это важнейший параметр, которым определяется метрическая резьба. Некоторые сведения отражены в таблице.
| № | Вид диаметра | Обозначение | Описание |
| Наружная | |||
| 1 | наружный | D | соответствует диаметру цилиндра, который условно описывается по вершинам (выступам) |
| 2 | внутренний | D1 | это диаметр цилиндра, условно описанного вокруг впадин |
| Внутренняя | |||
| 1 | наружный | d | соответствует диаметру цилиндра, который условно описывается по впадинам |
| 2 | внутренний | d1 | это диаметр цилиндра, условно описанного вокруг вершин (выступов) |
Кроме того рассматриваемый тип крепежного соединения определяется диаметрами:
- Средний (D2 – для наружной; d2 – для внутренней) – диаметр условного цилиндра, расположенного соосно с резьбой, все образующие которого пересекаются с ее профилем так, что получающиеся при пересечении с резьбовой канавкой отрезки, равняются половине ее номинального шага.
- Номинальный – это диаметр, используемый при обозначении на чертежах, в справочных материалах и другой документации; он характеризует ее размеры. Его величина равна величине наружного диаметра.
В ГОСТ 24705-2004 приведены стандартизированные значения перечисленных диаметров.
Скачать ГОСТ 24705-2004
Направление резьбы
Важной характеристикой, описывающей параметры метрической резьбы, является ее направление. Оно характеризует ориентацию винтовой линии, которая образует витки. По направлению резьбовые соединения классифицируют на:
В таблице приведено краткое описание направлений.
| Направление резьбы | Описание | Сфера применения |
| Правая | · выступ при вращении движется по направлению от наблюдателя по часовой стрелке;· гайку надо вращать по часовой стрелке, чтобы навернуть на винт. | Широко используется в машиностроении, наиболее распространённый вид крепежных соединений |
| Левая | · выступ при вращении движется от наблюдателя против часовой стрелки;· гайку следует вращать против часовой стрелки, для того чтобы навернуть на винт. | Применяется редко, например, для деталей, при работе которых происходит вращение в левую сторону:
|
Все крепежные детали с левой резьбой имеют особую маркировку.
На болтах на торце шестигранника проставляется буква «Л». На шпильках буква «Л» также нанесена на торце. Штуцера и гайки маркируются двумя канавками, нарезанными на шестиграннике.
Профиль резьбы
Под профилем следует понимать контур сечения, который имеет виток резьбового соединения в проходящей через его ось плоскости. Иными словами, это геометрическая фигура, получаемая в плоскости, которая проходит через ось. Резьбы классифицируются на:
- треугольные;
- трапецеидальные;
- прямоугольные;
- круглые;
- упорные.
| Вид | Форма и размеры профиля | Типы | Применение |
| Треугольная | Равнобедренный треугольник:
|
· метрические;· дюймовые;· трубные | 1. метрическая – основной вид соединений;2. дюймовая – в современных изделиях применение не допускается;3. трубная – герметичное соединение труб и арматурных деталей трубопроводов. |
| Трапецеидальная | Равностороння трапеция с углом 30°.Высота:H1 = 0,5p | · однозаходная (образуется одним выступом);· многозаходная | Передача движений (вращательно-поступательных и вращательных) в тяжело нагруженных соединениях. |
| Прямоугольная | Нестандартный профиль в виде квадрата или прямоугольника | — | Грузовые, ходовые винты – для передачи движения в тяжело нагруженных крепежных соединениях. Обязательно указание всех размеров соединения на чертежах. |
| Круглая | Закругленный профиль из дуг, которые связаны прямолинейными участками, угол профиля 60° | — | Преимущества – продолжительный срок службы и высокое сопротивление при нагрузках. Используется на деталях:
|
| Упорная | Неравнобочная трапеция, угол рабочей стороны 3°, нерабочей – 30°.Высота:H1 = 0,75p | · однозаходная;· многозаходная | В домкратах, прессах – для передачи значительных усилий, которые действуют в одном направлении. |
Примечание: *р – шаг
Выбор профиля оказывает влияние на показатели прочности, технологичности и силы трения в крепежном соединении.
Ход и шаг
Важными резьбовыми элементами являются:
- Шаг.Этот параметр представляет собой расстояние, на котором расположены одноименные точки профиля в направлении, параллельном оси. Это участок, который разделяет одноименные точки на двух соседних витках. Обозначается буквой «Р». Исходя из размера диаметра изделия, используются соединения с шагами:
- крупным (основным);
- мелким.
Для изделий диаметром менее 68 мм применяются резьбы с крупными и мелкими шагами. Только с мелкими шагами нарезаются резьбы на изделия диаметром более 68 мм.
- Ход резьбы.Под этим определением следует понимать отрезок, длиной равной расстоянию по направлению, параллельному оси резьбы, между двумя одинаковыми точками на рядом расположенных витках одного захода. Обозначается Ph. Он равен у:
- однозаходной – шагу, т.е. Ph=P;
- многозаходной – произведению количества заходов на длину шага, т.е. Ph=nP.
Шаг указывается на маркировке, также его можно определить из параметрических таблиц. Крупные шаги, они являются основными, на маркировке не указываются. Также шаг определяется путем:
- измерения резьбовыми калибрами (резьбомерами);
- сопоставления резьб различных деталей между собой;
- ввинчивания во внутреннюю резьбу наружной, при этом не должно быть сопротивления ввинчиванию;
- измерения с помощью штангенциркуля хода и деления полученного значения на число заходов.
Для измерения шага рекомендуется использовать болт, а не гайку, потому что есть возможность контролировать процесс измерений визуально. Цель определения шага – правильный выбор инструмента для нарезания или сверла под отверстие для резьбы.
Другие параметры
Резьба, кроме рассмотренных выше, определяется параметрами:
-
- Угол подъема резьбы.Это угол (ψ), который образуется между касательной к винтовой линии и плоскостью, проходящей перпендикулярно осевой линии резьбы. Его определение осуществляется по формуле:
- для однозаходных
- для многозаходных
- Длина свинчивания.Эта характеристика равна длине участка, на котором наружная и внутренняя резьбы перекрывают друг друга в осевом направлении.
- Сбег.Это место, где резьба переходит к гладкой, ненарезанной, поверхности детали. На этом участке она имеет неполный профиль.
- Длина.Размеры определяются по длине, равной сумме длины резьбы с полным профилем и участков сбега и фаски.
Знание сведений, характеризующих основные элементы резьбы, позволяет точно выполнить операции по ее нарезанию, как на металлорежущих станках, так и вручную с помощью плашек и винторезов.
- Угол подъема резьбы.Это угол (ψ), который образуется между касательной к винтовой линии и плоскостью, проходящей перпендикулярно осевой линии резьбы. Его определение осуществляется по формуле:
5.2. Основные типы и параметры резьб
Основными параметрами резьбы (рис. 5.2) являются:
- 1) диаметры(винта и гайки) наружный (d, D); средний (d2, D2); внутренний (d1, D1);
- 2) профиль;
- 3) угол профиля (α);
- 4) шаг (p);
- 5) угол подъема (ψ).
Диаметры винта, как охватываемой детали, обозначаются малыми буквами (d), диаметры гайки, как охватывающей детали – большими (D). Номинальные значения одноименных диаметров равны; отличие – в допустимых отклонениях. На поверхности воображаемого цилиндра диаметром d2 ширины витков и впадин резьбы одинаковы.
- Профиль резьбы – это профиль выступа и канавки резьбы в плоскости ее осевого сечения.
- Угол профиля (α) – угол между смежными боковыми сторонами резьбы осевого сечения.
- Профиль резьбы характеризуется также следующими параметрами:
· высотой исходного треугольника резьбы (H), т. е. треугольника, вершины которого образуются точками пересечения продолженных боковых сторон профиля резьбы;
· рабочей высотой профиля резьбы (H1), равной длине проекций участка взаимного перекрытия профилей сопрягаемых наружной и внутренней резьб на перпендикуляр к оси резьбы.
Рис. 5.2. Параметры резьбы
- Шаг резьбы (p) – расстояние по линии, параллельной оси резьбы между средними точками ближайших одноименных боковых сторон резьбы, лежащими в одной осевой плоскости по одну сторону от оси резьбы.
- Для многозаходных резьб вводят дополнительный термин – «ход винта» (, где – число заходов) – это поступательное осевое перемещение винта за один оборот в неподвижной гайке или относительное осевое перемещение гайки за один оборот. Для однозаходных резьб:
- .
Угол подъема резьбы (ψ) – угол подъема развертки винтовой линии по среднему диаметру (рис. 5.3):
Все геометрические параметры резьб и допуски на их размеры стандартизированы.
По назначению резьбы разделяют на следующие группы:
Рис. 5.3. Развертка винтовой линии по среднему диаметру
1) крепежные резьбы, предназначенные для скрепления деталей. Их выполняют, как правило, треугольного профиля. Это вызвано повышенным трением, обеспечивающим меньшую опасность ослабления затянутой резьбы; повышенной прочностью резьбы; удобством изготовления;
2) крепежно-уплотняющие резьбы, служащие, как для скрепления деталей, так и для предохранения от вытекания жидкости (в соединениях трубопроводов и в арматуре). Эти резьбы по указанным причинам выполняют также треугольного профиля, но без радиальных зазоров и с плавными закруглениями;
3) резьбы для передачи движения, используемые в ходовых и грузовых винтах. Для уменьшения трения эти резьбы выполняют трапецеидальными с симметричным профилем и с несимметричным профилем (упорные), а иногда с прямоугольным профилем. Упорные резьбы предназначены для восприятия больших осевых сил, действующих в одном направлении.
Приведенное деление резьб не является строгим. Например, резьбы треугольного профиля иногда используют для особо точных ходовых винтов с малым шагом, а упорные резьбы – в качестве крепежных.
Резьбы из-за зазоров, как правило, не могут быть использованы в качестве центрирующих элементов.
Выбор профиля резьбы определяется многими факторами, важнейшими из которых являются прочность, технологичность и силы трения в резьбе.
Например, резьбы винтовых механизмов должны быть с малыми силами трения для повышения коэффициента полезного действия (КПД) и уменьшения износа.
Прочность во многих случаях не является для них основным критерием, определяющим размеры винтовой пары.
В отличие от них крепежная резьба должна обладать высокой прочностью и относительно большими силами трения.
- В зависимости от профиля различают следующие резьбы:
- 1) метрические;
- 2) трубные;
- 3) круглые;
- 4) трапецеидальные;
- 5) упорные;
- 6) конические.
Метрическая резьба с треугольным профилем (см. рис. 5.2) является основной крепежной резьбой. Метрические резьбы разделяют на резьбы с крупными и мелкими шагами. За основную принята резьба с крупным шагом, статическая несущая способность которой выше по сравнению с резьбой с мелким шагом, влияние на прочность погрешностей изготовления и износа меньше.
- Метрические резьбы с мелким шагом используются в следующих случаях:
- 1) для динамически нагруженных деталей и деталей, диаметры которых в основном определяются напряжения изгиба и кручения (валы);
- 2) для полых тонкостенных деталей;
- 3) детали, у которых резьба применяется для регулировки;
- 4) когда применение мелких резьб облегчает стопорение, позволяет уменьшить перепады диаметров валов и пр.
Метрическую резьбу с крупным шагом обозначают буквой М и числом, выражающим диаметр резьбы в миллиметрах, например, М20. Для метрической резьбы с мелким шагом дополнительно указывают шаг в миллиметрах, например, М20×1,5.
Трубная резьба имеет также треугольный профиль, но в отличие от метрической резьбы вершины и впадины ее скруглены.
Резьбы данных типов применяют для герметичного соединения труб и арматуры трубопроводов в диапазоне условных размеров от 1/16″ до 6″. Трубная резьба выполняется с мелким шагом и без зазоров по выступам и впадинам для лучшего уплотнения.
За основной размер, характеризующий резьбу и указываемый в обозначении резьбы, принят условный внутренний диаметр трубы.
Круглая резьба изготавливается с углом профиля α = 60°. Профиль данной резьбы состоит из дуг, связанных короткими участками прямой. Большие радиусы закруглений исключают значительную концентрацию напряжений.
Попадающие в резьбу загрязняющие частицы выжимаются в зазоры.
Резьбы данных типов в основном применяют для винтов, подверженных большим динамическим напряжениям, а также часто завинчиваемых и отвинчиваемых в загрязненной среде (в пожарной арматуре, вагонных стяжках).
Трапецеидальная резьба является основной резьбой для передач винт-гайка. Она имеет меньшие потери на трение по сравнению с треугольной резьбой, удобна в изготовлении и более прочна по сравнению с прямоугольной резьбой. При необходимости она допускает выборку зазоров радиальным сближением при выполнении гайки разъемной по диаметральной плоскости.
Трапецеидальная резьба имеет угол профиля 30°, рабочую высоту профиля H1 = 0,5p, средний диаметр d2 = d – 0,5p, зазор от 0,15 до 1 мм в зависимости от диаметра резьбы.
Трапецеидальная резьба стандартизирована в диапазоне диаметров от 8 до 640 мм, предусмотрена возможность применения резьб с мелкими, средними и крупными шагами.
Упорную резьбу используют для винтов с большой односторонней осевой нагрузкой в прессах, нажимных устройствах прокатных станов, в грузовых крюках и т. д. Профиль витков несимметричный трапецеидальный.
Угол наклона рабочей стороны профиля для повышения КПД выбран равным 3° (резьба с углом наклона профиля 0° неудобна в изготовлении), угол наклона нерабочей стороны профиля – 30°, предусмотрен значительный радиус закругления впадины для снижения концентрации напряжения.
Рабочая высота профиля H1 = 0,75p.
Усиленные упорные резьбы имеют угол наклона нерабочей стороны профиля 45°, что обеспечивает значительное снижение концентрации напряжения за счет повышения напряжений смятия. Сопротивление усталости у них повышено в 1,5 раза.
Конические резьбы обеспечивают непроницаемость без специальных уплотнений. Их применяют для соединения труб, установки пробок, масленок и т. п. Непроницаемость достигается плотным прилеганием профилей по вершинам. Затяжкой конической резьбы можно компенсировать износ и создать требуемый натяг, эти резьбы обеспечивают быстрое завинчивание и отвинчивание.
Загрузка...
