Резьбовые соединения. Резьба. Основные параметры резьбы. Классификация Области применения резьбы с мелкими шагами

Характеристики резьбы

1. Профиль резьбы является основным признаком, характеризующим резьбу. Профилем резьбы называется сечение ее витка плоскостью, проходящей через ось цилиндра (т. е. диаметральной плоскостью), на котором образована резьба.

Элементы профиля резьбы - это его боковые стороны, угол, вершина и впадина. Углом профиля называется угол между боковыми сторонами витка, измеренный в диаметральной плоскости.

Вершиной профиля называется линия, соединяющая боковые стороны его по верху витка (Е) - рис.1, а, б.

Рис.1. Вершины и впадины профиля.

Впадиной профиля называется линия, образующая дно винтовой канавки (F) - рис.1, а, б. Очертания вершины и впадины могут быть плоскосрезанными (рис.1, а) или закругленными (рис.1, б).

2. Шаг резьбы - это расстояние между двумя одноименными (т. е. правыми или левыми) точками двух соседних витков, измеренное параллельно оси резьбы. Почти у всех резьб, принятых в машиностроении, шаг измеряется в миллиметрах. Существуют, однако, также резьбы, у которых шаг выражается числом витков резьбы на один дюйм ее длины.

Кроме винтов, на токарном станке нарезаются червяки, имеющие модульный, или питчевый шаг.

3. Диаметры резьбы. Различают три диаметра резьбы: наружный, внутренний и средний.

Наружным диаметром резьбы называется диаметр цилиндра, описанного около резьбовой поверхности. Внутренним диаметром резьбы называется диаметр цилиндра, вписанного в резьбовую поверхность. Средним диаметром резьбы называется диаметр цилиндра, соосного с резьбой, образующие которого делятся боковыми сторонами профиля на равные отрезки.

4. Угол подъема резьбы - это угол, образованный направлением резьбового выступа резьбы с плоскостью, перпендикулярной к его оси.

5. Правая и левая резьбы. По направлению витка различают правые (рис.2, б) и левые (рис.2, а) резьбы.

Рис.2. Правые и левые резьбы.

Если подъем резьбы винта, положенного на ладонь правой руки, совпадает с направлением отогнутого большого пальца, эта резьба правая. Совпадение подъема резьбы с направлением отогнутого большого пальца левой руки указывает, что данная резьба левая.

На винт с правой резьбой гайка навертывается при вращении вправо (по часовой стрелке), на винт с левой резьбой при вращении влево (против часовой стрелки).

6. Системы резьб. В машиностроении приняты следующие системы резьб, различающиеся прежде всего по профилю: треугольные (метрическая, дюймовая и трубная), трапецеидальные, прямоугольные, упорные и круглые.

Наиболее распространенными являются метрические резьбы с крупным (крепежная) и мелким шагом. У всех метрических резьб угол профиля равен 60°. Шаг метрических резьб измеряется в миллиметрах. Между впадиной профиля резьбы болта и вершиной профиля резьбы гайки всегда имеется зазор. Имеется зазор и между вершиной профиля резьбы болта и впадиной профиля резьбы гайки. Метрической резьбой снабжаются детали (болты, гайки, винты, шпильки и т. д.), предназначенные для соединения частей машин. Этой резьбой пользуются также, как способом непосредственного соединения частей машин (посадка на резьбе различных рукояток, масленок и т. д.).

Угол профиля дюймовой резьбы равен 55°. Шаг дюймовой резьбы выражается числом витков на один дюйм. Дюймовая резьба имеет зазоры по вершинам и впадинам. Дюймовую резьбу имеют детали некоторых импортных машин, станков и т. д., поэтому детали с такой резьбой изготовляются главным образом при ремонте.

Трубная резьба имеет угол профиля 55°, причем вершина и впадина профиля закруглены. Трубная резьба не имеет зазоров по вершинам и впадинам и обеспечивает водонепроницаемость. Этой резьбой снабжаются главным образом водо- и газопроводные трубы и различные детали (муфты, угольники и т. д.), применяемые для соединения этих труб.

Профиль трапецеидальной резьбы - это трапеция с углом, равным 30°. Профиль резьбы образован прямыми линиями, с небольшими закруглениями углов у впадин и вершин. Шаг трапецеидальных резьб измеряется в миллиметрах. Трапецеидальные резьбы имеют зазоры. Существуют крупная, нормальная и мелкая трапецеидальные резьбы. Трапецеидальную резьбу применяют на винтах, используемых для преобразования вращательного движения одной детали (например, ходового винта токарного станка) в поступательное движение другой (суппорта).

Профиль прямоугольной резьбы - это в большинстве случаев квадрат со сторонами, равными половине шага; эта резьба не имеет зазоров. Прямоугольная резьба применяется так же, как трапецеидальная, на различных винтах, передающих движение. Она не стандартизована и встречается редко, так как почти полностью вытеснена трапецеидальной.

В упорной резьбе соприкосновение винта и гайки в упорной резьбе происходит между сторонами, воспринимающими нагрузку, а также между вершинами витков винта и впадин гайки. По остальным участкам профиля имеется зазор. Упорная резьба делается на муфтах трубопроводов, соединяющих компрессоры с резервуарами со сжатым под сильным давлением воздухом, а также на винтах гидравлических прессов, домкратов и т. д.

Настройка станка для нарезания резьбы

Для нарезания резьбы на токарном станке необходимо, чтобы в то время, когда нарезаемая деталь делает полный оборот, резец перемещался на величину шага (хода) однозаходной и хода многозаходной нарезаемой резьбы.

После нескольких проходов резца, углубляемого перед каждым проходом в металл детали, на поверхности последней получаются винтовая канавка и винтовой выступ, образующие резьбу.

Резьба (цилиндрическая) характеризуется следующими параметрами:

1) диаметрами - наружным, средним и внутренним;

2) формой и размерами профиля;

3) параметрами, связанными с подъемом резьбы - шагом, числом заходов и углом подъема.

Наружный диаметр резьбы d - диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы (винта); этот диаметр является номинальным диаметром резьбы.

Внутренний диаметр резьбы d 1 - диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин внутренней резьбы.

Средний диаметр резьбы d 2 - диаметр воображаемого цилиндра, на поверхности которого ширина витков и ширина впадин резьбы равны.

Профиль резьбы - контур сечения витка в плоскости, проходящей через ось резьбы.

Угол профиля α - угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевой плоскости.

Обозначение основных параметров резьбы представлено на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Резьба, обозначение основных параметров

Профиль резьбы характеризуется также:

1. высотой теоретического профиля Н, т. е. высотой полного треугольного профиля резьбы, полученного при продолжении боковых сторон профиля до их пересечения.

2. рабочей высотой профиля h, на которой происходит соприкосновение витков винта и гайки, равной полуразности наружного и внутреннего диаметров.

Высоту профиля измеряют в радиальном направлении.

Важнейшей характеристикой резьбы является шаг. Шаг резьбы P - расстояние между параллельными сторонами профиля двух соседних витков, измеренное вдоль оси.

Для многозаходных резьб вводят дополнительный термин - ход винта, равный произведению шага на число заходов P t. Таким образом, ход равен шагу винтовой поверхности резьбы - расстоянию, на которое переместится винт вдоль своей оси при повороте на один оборот в неподвижной гайке. Для однозаходной резьбы понятия шаг и ход совпадают.

Угол подъема резьбы β - угол, образованный винтовой линией по среднему диаметру резьбы и плоскостью, перпендикулярной к оси резьбы:

Перечисленные параметры можно рассматривать в общем виде, так как все профили имеют общие элементы и могут быть получены варьированием угла профиля, высоты профиля и радиусов закруглений. Например, уменьшая угол профиля, можно перейти от треугольной резьбы к трапецеидальной, а потом к прямоугольной.

Резьбы по назначению разделяют на следующие группы:

1. Крепежные резьбы , предназначначены для скрепления деталей. Их выполняют, как правило, треугольного профиля с притуплёнными вершинами.

Применение треугольного профиля вызывается следующим:

а) повышенным трением, обеспечивающим меньшую опасность ослабления затянутой резьбы;

б) повышенной прочностью резьбы;

в) удобством изготовления.

2. Крепежно-уплотняющие резьбы , служачат как для скрепления деталей, так и для предохранения от вытекания жидкости (в соединениях трубопроводов и в арматуре). Эти резьбы по указанным причинам также выполняют треугольного профиля, но без радиальных зазоров во избежание вытекания жидкости. Чтобы исключить обмятие острых кромок, профиль выполняют с плавными закруглениями.

3. Резьбы для передачи движения (ходовые) , могут применяться в ходовых и грузовых винтах. Эти резьбы для уменьшения трения выполняют трапецеидальными с симметричным профилем и несимметричным профилем (упорные), а иногда с прямоугольным профилем.

4. Упорные резьбы предназначены для восприятия больших осевых сил, действующих в одном направлении.

5. Специальные (круглые и другие).

Необходимо иметь в виду, что приведенное деление резьб по назначению не является строгим. Так, например, резьбы треугольного профиля иногда используют для особо точных ходовых винтов с малым шагом, а упорные резьбы - в качестве крепежных.

Из-за гарантированных зазоров резьбы, как правило, не могут быть использованы в качестве центрирующих элементов.

Треугольный профиль выполняют с притуплением вершин витков и дна впадин по прямой или по дуге окружности, что необходимо в крепежной резьбе для уменьшения концентрации напряжений, для повышения стойкости инструмента и для уменьшения повреждений (забоин), а в уплотняющих резьбах - также для обеспечения непроницаемости вследствие замыкания по вершинам.

Метрическая резьба (рисунок 2.2) является основной треугольной резьбой. Она характеризуется углом профиля α = 60°, притуплением вершин профиля резьбы винта по прямой на расстоянии H/8 и вершин профиля резьбы гайки на расстоянии H/4 от вершин теоретического профиля. Профиль впадин у винта может иметь притупление или закругление радиусом r=H/6 ≈ 0,866P. Высота исходного треугольника теоретического профиля . Рабочая высота профиля .

Метрические резьбы разделяют на резьбы с крупными и мелкими шагами. С уменьшением шага резьбы Р при данном наружном диаметре d внутренний диаметр d 1 увеличивается и, следовательно, увеличиваются площадь сечения и прочность нарезанного стержня. Профили треугольной резьбы с крупным и мелким шагом геометрически подобны.

Рисунок 2.2 – Треугольная метрическая резьба

За основную принята резьба с крупным шагом. Для таких изделий, как болты, винты и шпильки в основном используют треугольную резьбу с крупным шагом как наиболее технологичную. Статическая несущая способность этой резьбы выше и меньше влияние на прочность ошибок изготовления и износа, чем резьбы с мелким шагом. Предел выносливости винтов из высокопрочных сталей понижается с уменьшением шага, а винтов из низкоуглеродистых сталей повышается.

Области применения резьбы с мелкими шагами:

а) динамически нагруженные детали и детали, диаметры которых в основном определяются напряжениями изгиба и кручения (валы);

б) полые тонкостенные детали;

в) детали, у которых резьба применяется для регулировки.

Шаги всех метрических резьб составляют ступенчатый арифметический ряд.

Метрическую резьбу с крупными шагами обозначают буквой М и числом, выражающим диаметр резьбы в мм, например М20, а для метрической резьбы с мелкими шагами дополнительно указывают шаг, например М20х1,5.

Трубная резьба (рисунок 2.3), являющаяся крепежно-уплотняющей, применяется для соединения труб и арматуры трубопроводов в диапазоне номинальных размеров от 1/8 до 6.

Трубная резьба представляет собой мелкую дюймовую резьбу, которая выполняется с закруглениями профиля и без зазоров по выступам и впадинам для лучшего уплотнения. За основной (номинальный) размер, характеризующий резьбы и указываемый в обозначении резьбы, принят условный внутренний диаметр трубы (проход в свету).

r

Рисунок 2.3 – Трубная резьба

Трапецеидальная резьба (рисунок 2.4)является основной резьбой для передач винт - гайка. Она имеет меньшие потери на трение, чем треугольная резьба, удобна в изготовлении и более прочна, чем прямоугольная резьба. При необходимости она допускает выборку зазоров радиальным сближением половинок гайки (если гайка выполнена разъемной по диаметральной плоскости). Трапецеидальная резьба имеет угол профиля 30°, рабочую высоту профиля , средний диаметр , зазор в зависимости от диаметра резьбы от 0,25 до 1 мм. Трапецеидальная резьба стандартизована в диапазоне диаметров от 8 до 640 мм; предусмотрена возможность применения резьб с мелкими, средними и крупными шагами.

Рисунок 2.4– Трапецеидальная резьба

Упорная резьба (рисунок 2.5) применяется 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 к.п.д. выбран достаточно малым 3° (резьба с углом наклона профиля 0° неудобна в изготовлении), угол наклона нерабочей стороны профиля 30°, и предусмотрен значительный радиус закругления впадины для снижения концентрации напряжения. Рабочая высота профиля h = 0,75S . Усиленные упорные резьбы имеют угол нерабочей стороны профиля 45°.

Рисунок 2.5– Упорная резьба

Круглые резьбы (рисунок 2.6) в основном применяют для винтов, подверженных большим динамическим напряжениям, а также часто завинчиваемых и отвинчиваемых в загрязненной среде (пожарная арматура, вагонные стяжки). Круглые резьбы можно применять в гидравлической арматуре из-за хорошего уплотнения. Наконец, круглые резьбы с малой высотой профиля накатывают на тонкостенные изделия, например на цоколи и патроны электроламп.

Профиль круглой силовой резьбы состоит из дуг, связанных короткими участками прямой; угол профиля 30°. Большие радиусы закруглений исключают значительную концентрацию напряжений. Попадающие в резьбу загрязняющие частицы выжимаются в зазоры.

Рисунок 2.6– Круглая резьба

Для круглых резьб, применяемых на тонкостенных изделиях, характерны малая высота профиля и отсутствие прямолинейного участка, что важно для уменьшения деформаций металла в процессе накатки.

Коническая резьба (рисунок 2.7) используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить герметичность соединения, то есть она обеспечивает непроницаемость без специальных уплотнений, также применяется для соединения труб, установки пробок, масленок и т.п. Непроницаемость достигается плотным прилеганием профилей по вершинам. Затяжкой конической резьбы можно компенсировать износ и создавать требуемый натяг. Кроме того, эти резьбы обеспечивают быстрое завинчивание и отвинчивание.

Рисунок 2.7 – Коническая резьба c углом профиля

Целесообразно, чтобы конические резьбы имели возможность свинчиваться с цилиндрическими. Поэтому конические резьбы имеют профили, аналогичные профилям соответствующих цилиндрических резьб, и их нарезают с биссектрисой угла профиля, перпендикулярной оси винта.

Основными параметрами резьбы (рис. 5.2) являются:

1) диаметры (винта и гайки) наружный (d , D ); средний (d 2 , D 2); внутренний (d 1 , D 1);

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 d 2 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 (H 1), 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 H 1 = 0,5p , средний диаметр d 2 = 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 H 1 = 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.

Профиль резьбы – это форма выступа и канавки резьбы в плоскости осевого сечения.

Угол профиля α – это угол между смежными боковыми сторонами профиля в плоскости осевого сечения.

Виток – часть резьбы, образованной при одном полном повороте профиля вокруг оси.

Шаг резьбы Р – расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллель-ном оси резьбы.

Ход резьбы Р h – расстояние между ближайшими одноименными боковыми сторонами профиля, принадлежащими одной и той же винтовой поверхности, в направлении, параллельном оси резьбы. Ход резьбы есть величина относительного осевого перемещения винта (гайки) за один оборот.

Резьбы классифицируется по следующим признакам :

по форме профиля – треугольные, трапецеидальные, прямоугольные, круглые и другие резьбы;

по форме поверхности – цилиндрические (резьба, образованная на цилиндрической поверхности), конические (резьба, образованная на конической поверхности);

по расположению – наружная (резьба, образованная на наружной цилиндрической или конической поверхности) и внутренняя (резьба, образованная на внутренней цилиндрической или конической поверхности);

по эксплуатационному назначению – крепежные, крепежно-уплотни-тельные, ходовые и специальные.

Крепежная резьба – резьба, которая обеспечивает неподвижное соединение деталей. К этому типу относится метрическая резьба.

Метрическая резьба (М) – основной тип крепежной резьбы треугольного профиля. Она обеспечивает надежное неподвижное соединение деталей при статических и динамических нагрузках. Резьба метрическая применяется в таких крепежных деталях как: болты, винты, шпильки, гайки и т. п. Профиль ее – равносторонний треугольник с углом при вершине 60º (Рис.3). Вершины профиля срезаны, а впадины могут быть срезаны либо скруглены. Скругление впадин повышает прочность резьбы.

Метрические резьбы бывают с крупным (единственным для данного диаметра резьбы) и мелкими шагами, которых для данного диаметра может быть несколько. Например, для диаметра d = 20 мм крупный шаг всегда равен 2,5 мм (М20), а мелкий может быть равен 0,5; 1; 1,75; и 2 мм. Поэтому в обозначении метрической резьбы крупный шаг не указывается, а мелкий указывается обязательно (М20х2).

Резьба с мелким шагом применяется при соединении тонкостенных деталей, при ограниченной длине свинчивания, а также там, где требуется повышенная прочность и надежность соединения.

Представителями крепежно-уплотнительных резьб (резьба, основным назначением которой является обеспечение герметичности соединения при различном температурном режиме) являются трубная цилиндрическая и трубная коническая резьбы.

Трубная цилиндрическая резьба (G)имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине 55°, вершины и впадины скруглены (Рис. 4). Эта резьба правая. Применяется трубная цилиндрическая резьба для соединения труб и арматуры трубопроводов в жидко- или газообразных средах, находящихся под давлением.

Трубная коническая резьба (R), профилем которой также является равнобедренный треугольник с углом при вершине 55°(Рис.5), нарезается внутри и снаружи поверхностей с конусностью 1:16. Применяется в трубопроводах, подвергнутых высоким давлениям и температурам, так как обеспечивает высокую герметичность соединения.

К ходовым резьбам (резьба, служащая для преобразования вращательного движения в поступательное с одновременной передачей усилий) относятся трапециидальная, упорная, прямоугольная резьбы.

Трапецеидальная резьба (Тr) относится и применяется для передачи возвратно-поступательного движения. Она может быть однозаходной и многозаходной, левой и правой. Профиль ее – равнобокая трапеция, продолжение боковых сторон которой образует угол 30°(Рис. 6).

Упорная резьба (S ) также относится к ходовым резьбам и может быть однозаходной, многозаходной, левой и правой. Профиль ее – неравнобокая трапеция, с углом нерабочей стороны 30° и рабочей 3°(Рис.7). Применяется упорная резьба в механизмах, где передаются большие усилия в одном направлении, например, в прессах, домкратах и т. п.

Прямоугольная резьба применяются для передачи движения в ходовых винтах. Профиль резьбы прямоугольный (Рис. 8). Эта резьба не стандартизована. Нестандартная резьба изображается так же, как и стандартная. Профиль и все размеры, необходимые для ее изготовления, задаются на изображении или показываются на выносном элементе в большем масштабе. Сведения о числе заходов левой резьбы записывается на полках выносных линий.

На рис. 9 изображены резьбовые соединения, на которых одна деталь ввинчена в другую.

На продольных разрезах показана только та часть внутренней резьбы, которая не закрыта завернутой в нее деталью, контур ввинчиваемой детали выполняется сплошной основной линией.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ

Резьбовые соединения являются наиболее распространенными разъемными соединениями. Их создают болты, винты, шпильки, гайки и другие детали, снабженные резьбой. Основным элементом резьбового соединения является резьба, которая получается путем прорезания на поверхности деталей канавок по винтовой линии. Винтовую линию образует гипотенуза прямоугольного треугольника при навертывании на прямой круговой цилиндр (рис. 3.1).

Если плоскую фигуру (треугольник, трапецию и т.п.)перемещать по винтовой линии так, чтобы её плоскость при движении всегда проходила через ось винта, то эта фигура образует резьбу соответствующего профиля (рис. 3.2)

Классификация резьб

В зависимости от формы поверхности, на которой образуется резьба, различают цилиндрические и конические резьбы (Рис. 3.3).

В зависимости от формы профиля резьбы делятся на пять основных типов: треугольные (рис.3.4, а), упорные (рис. 3.4, б), трапецеидальные (рис. 3.4,в), прямоугольные (рис. 3.4, г) и круглые (рис, 3.4, д).

В зависимости от направления винтовой линии резьбы бывают правые и левые (рис. 3.5). У правой резьбы винтовая линия поднимается слева вверх направо. Левая резьба имеет ограниченное применение.

В зависимости от числа заходов резьбы делятся на однозаходные (рис. 3.5,б) и многозаходные (рис. 3.5,а).

Многозаходные резьбы получаются при перемещении по винтовым линиям нескольких рядом расположенных профилей. 3аходность резьбы легко определить с торца винта по числу сбегающих витков. Как правило, все крепежные резьбовые детали имеют однозаходную резьбу.

В зависимости от назначения резьбы делятся на крепёжные и для передачи движения. Крепежные резьбы применяют в резьбовых соединениях; они имеют треугольный профиль, который характеризуется:

а) большим трением, предохраняющим резьбу от само отвинчивания; б) высокой прочностью; в) технологичностью.

Резьбы для передачи движения применяются в винтовых механизмах и имеют трапецеидальный (реже прямоугольный) профиль, который характеризуется меньшим трением.

Геометрические параметры резьбы

Основными геометрическими параметрами цилиндрической резьбы являются (рис. 3.6):

d - наружный диаметр номинальный диаметр резьбы;

d 1 -внутренний диаметр резьбы;

d 2 - средний диаметр резьбы, то есть диаметр воображаемого цилиндра, на котором ширина витка равна ширине впадины;

S-шаг резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами двух соседних витков в осевом направлении;

S 1 -ход резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении (см. рис. 3.5);

для однозаходной резьбы S 1 =S,

для многозаходных резьб S1=zS, где z-число заходов;

α - угол профиля резьбы (см. рис. 3.4);

λ - угол подъема резьбы (см. рис. 3.1), т. е. угол, образованный винтовой линией по среднему диаметру резьбы и плоскостью, перпендикулярной к оси винта;

Основные типы резьб

Метрическая резьба (см. рис. 3.6). Это наиболее распространенная из крепежных резьб. Имеет профиль в виде равностороннего треугольника, следовательно, α = 60°. Вершины витков и впадин притупляются по прямой или дуге, что уменьшает кон­центрацию напряжений, предохраняет резьбу от повреждений, а также удовлетворяет нормам техники безопасности. Радиальный зазор в резьбе делает ее не герметичной.

По ГОСТ 9150-59 метрические резьбы делятся на резьбы с крупным и мелким шагом (см. табл. 3.1) В качестве основной крепежной применяют резьбу с крупным шагом, так как она менее чувствительна к износу и неточностям изготовления. Резьбы с мелким шагом различаются между собой коэффициентом измельчения, т. е. отношением крупного шага к соответствующему мелкому шагу (рис. 3,7). Резьбы с мелким шагом меньше ослабляют деталь и характеризуются повышенным самоторможением, так как при малом шаге угол подъема винтовой линии λ мал (см. формулу 3.1). Мелкие резьбы применяются в резьбовых соединениях, подверженных переменным и знакопеременным нагрузкам, а также в тонкостенных деталях (на деталях из пластмасс метрическая резьба изготовляется по ГОСТ 11709-66.).

Дюймовая резьба (1 дюйм равен 25,4 мм). (рис. 3.8). Имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине α=55°. Применяется только при ремонте деталей импортных машин. Изготовляется по ОСТ НКТП 1260.

Трубная резьба . Трубная цилиндрическая резьба (рис. 3.9) является мелкой дюймовой резьбой, но с закруглёнными выступами и впадинами. Отсутствие радиальных зазоров делает резьбовое соединение герметичным. Применяется для соединения труб. Изготовляется по ГОСТ 6357-52.

Высокую плотность соединения дает трубная коническая резьба (ГОСТ 6211-69).

Трапецеидальная резьба (рис. 3.1.). Это основная резьба в пе­редаче винт-гайка (см. ниже). Ее профиль равнобочная тра­пеция с углом α = 30°. Характеризуется небольшими потерями на трение, технологична. К.п.д. выше, чем для резьб с треугольным профилем. Применяется для передачи реверсивного движения под нагрузкой (ходовые винты станков и т. п,) Размеры резьбы приведены в табл. 3.2.

Упорная резьба (рис. 3.11). Имеет профиль в виде не равнобочной трапеции с углом 27°. Для возможности изготовления резьбы фрезерованием рабочая сторона профиля имеет угол наклона 3°. К.п.д. выше, чем у трапецеидальной резьбы. Закругление впадин повышает усталостную прочность винта. Применяется в передаче винт-гайка при больших односторонних осевых нагрузках (грузовые винты прессов, домкратов и т. д.). Изготовляется по ГОСТ 10177-62.

Таблица 3.2

Резьба трапецеидальная по ГОСТ 9484-60 (извлечениe)

Размеры в мм по рис. 3.10

Наружный диаметр д	Шаг резьбы S	Средний диаметр d 2	Внутренний диаметр д,
		30,5	28,5
			2i
		38,5	36,5
		48,5	46,5
		58,5	56,5

Прямоугольная резьба (рис. 3.12). Профиль резьбы квадрат. Из всех резьб имеет самый высокий к.п.д., так как угол профиля резьбы, α=0. Обладает пониженной прочностью. При износе образуются осевые зазоры, которые трудно устранить. Имеет ограниченное применение в малонагруженных передачах винт - гайка.

Круглая резьба (рис. 3.13). Профиль резьбы состоит из дуг, сопряжённых короткими прямыми линиями. Угол профиля α=30 о. Резьба характеризуется высокой динамической прочностью. Стандарта нет. Имеет ограниченное применение при тяжелых условиях эксплуатации в загрязненной среде. Технологична при изготовлении отливкой, накаткой и вылавливанием на тонкостенных изделиях.