Геометрические параметры резьбы

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;

d₁-внутренний диаметр резьбы;

d₂ - 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;

S₁-ход резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами одного и того же витка в осевом направлении (см. рис. 3.5);

для однозаходной резьбы S₁=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 d2	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.