Назначение и виды резьбовых соединений классификация резьб

Назначение и виды резьбовых соединений классификация резьб

Виды соединений . В зависимости от поверхности, на которой расположена резьба, различают резьбы цилиндрические, конические, наружные и внутренние. Профили резьбы в сечении плоскостью, проходящей через ее ось, бывают; треугольные 1, упорные 2, трапецеидальные 3, прямоугольные 4 и круглые 5 (рис. 5).

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы; по числу заходов — однозаходовые и многозаходовые (двухзаходовые, трех-заходовые); по назначению — крепежные и ходовые.

Для крепежных деталей применяют резьбы треугольного профиля, которые разделены на две основные группы: метрические (α = 60°) и дюймовые (α = 55°).

Основные параметры резьбового соединения показаны на рис. 6, где d, d1, dср — соответственно наружный, внутренний и средний диаметр; h — рабочая высота профиля; S и α — соответственно шаг и угол профиля.

Дюймовой резьба называется потому, что наружный диаметр измеряется в дюймах (I” = 25,4 мм). Шаг резьбы задается числом ниток винтовой линии на 1 дюйм (I”) длины нарезанного стержня.

В нашей стране дюймовые резьбы (цилиндрические и конические) применяют для нарезки труб (трубные резьбы), а также для изготовления запасных частей к существующему оборудованию. При проектировании новых машин дюймовые резьбы не применяют, так как у нас принята метрическая резьба, на которую разработаны стандарты.

Упорную резьбу применяют в грузовых винтах при одностороннем направлении усилия; трапецеидальную — на винтах,- которые должны передавать усилие и движение (ходовые винты), а не скреплять детали; круглая резьба мало распространена в машинах и встречается, главным образом, в арматуре.

Если рассматривать различные профили резьб с точки зрения их прочности, то следует иметь в виду, что при одном и том же внутреннем диаметре d1 и шаге резьбы S наиболее прочной будет резьба с треугольным профилем. Менее прочная резьба упорная; еще менее прочная — трапецеидальная; относительно самой слабой должна быть прямоугольная резьба; у круглой — повышенная динамическая прочность благодаря наличию плавных закруглений.

Обычные резьбовые соединения чаще всего состоят из болта (винта) в гайки. Разновидностью болтов являются шпильки (стержни с резьбой на обоих концах).

Стопорящие устройства предотвращают самоотвинчивание резьбовых соединений, воспринимающих переменные и ударные нагрузки или подверженных вибрации, которая понижает трение и нарушает условие самоторможения в резьбе.

Существует очень много способов стопорения или предохранения от самоотвинчивания, описание которых приводится в справочниках и специальной литературе.

Все о резьбе: виды и способы изготовления

Встречаться с резьбовыми соединениями, вследствие их широкого применения, приходится постоянно. В этой статье рассматриваются основные виды резьбы и инструменты для её выполнения. В качестве практической части приведён пример нарезания трубной резьбы.

Резьбовые соединения являются наиболее распространённым способом монтажа различных конструкций и деталей механизмов. Им свойственны такие достоинства, как надёжность, универсальность, возможность выдерживать большую нагрузку, многократность использования, лёгкость при изготовлении.

Резьба представляет собой спираль, выполненную на цилиндрической поверхности. Основные элементы метрической резьбы показаны на картинке ниже.

Классификация резьбы

При разделении резьб на различные виды учитываются следующие параметры:

1. Место расположения: внутренняя и внешняя.
2. Направление вращения: правая и левая.
3. Форма профиля: прямоугольная, треугольная, круглая, трапециевидная.
4. Характер поверхности: коническая и цилиндрическая.
5. Назначение: крепёжная, ходовая, специальная и другие.
6. Количество заходов: одно- или многозаходная.

Метрическая резьба имеет профиль равностороннего треугольника, соответственно угол её профиля составляет 60°.

• М12х1 — метрическая резьба с номинальным (внешним) диаметром 12 мм и шагом 1мм;
• М16LHх0,5 — резьба метрическая диаметром 16 мм, левая, шаг — 0,5 мм;
• М8 — резьба с крупным шагом диаметром 8 мм.

Метрическая резьба

В узлах, требующих фиксации и герметичности без дополнительных элементов, используется коническая метрическая резьба (МК).

Дюймовая резьба тоже обладает треугольным профилем, но с вершиной в 55°. Числовое значение (2") говорит об условном просвете в трубе, а не о действительном диаметре трубы. Под шагом дюймовой резьбы принято считать число витков, расположенных на одном дюйме. Распространена в зарубежных странах, в России применяется для ремонта оборудования, в новых разработках не используется.

Дюймовая резьба

Дюймовый профиль также имеет трубная цилиндрическая резьба, которая применяется для соединения фитингов, муфт, труб и других элементов водопроводов размером до 6 дюймов. Пример условного обозначения:

• G¼-B — резьба цилиндрическая трубная, условный проход (внутренний диаметр трубы) ¼ дюйма, B — класс точности.

У трапецеидальной резьбы (Tr) профиль имеет форму трапеции, обрезанной из треугольника с вершиной в 30°. Встречается многозаходные разновидности, применяется в конструкциях возвратно-поступательных механизмов и винтах, подвергающихся тяжёлой нагрузке.

Трапецеидальная резьба

Упорная резьба — профиль в виде трапеции с разными сторонами, используется в прессах, домкратах и других устройствах, испытывающих одностороннюю нагрузку. Обозначение:

• S70х8 — однозаходная, диаметр 70 мм, шаг 8 мм.

Упорная резьба

Квадратная (другими словами — прямоугольная) резьба не стандартизирована, исполняется по размерам, необходимым в конкретном случае, встречается на ходовых винтах.

Прямоугольная резьба

Круглая резьба — хорошо выдерживает нагрузки, имеет значительный срок службы даже в загрязнённых условиях. Поэтому применяется в вентилях или шпинделях — обозначается Rd, а также в различных санитарно-технических устройствах — Кр12х2,54.

Круглая резьба

Инструменты для нарезания резьбы

Внутренняя резьба выполняется метчиком — винтом с продольными режущими кромками. Состоит из хвостовика для закрепления в воротке и рабочей части, осуществляющей нарезание резьбы. Условно подразделяются на два типа: ручные (слесарные) и машинные.

Слесарный набор для выполнения метрической резьбы комплектуется в зависимости от размера резьбы:

• одним метчиком (8–18 мм);
• двумя (6–24 мм) — черновым и чистовым;
• тремя метчиками (2–52 мм) — черновым, средним, чистовым.

Маркировка изделий наносится на хвостовике, где отображается размер резьбы (М10) и одна риска, если это черновой метчик, две — для углубления резьбы, три или без них — чистовой метчик. Иногда встречается обозначение цифрами 1, 2, 3.

Конструкция комбинированных метчиков представляет собой два участка с разной величиной режущих кромок, что позволяет экономить время. Режущая часть метчика может быть исполнена в форме конуса для сквозных или в виде цилиндра для глухих отверстий.

Перед нарезанием внутренней резьбы сверлится отверстие меньшего диаметра, значение которого находится в специальных таблицах. В процессе работы метчик держится строго перпендикулярно, в рабочую зону добавляется смазка. Через каждые 4–5 витков следует выкручивать метчик и удалять стружку, что удобно делать специальным ёршиком.

Наружная резьба выполняется в промышленных масштабах на токарных станках резцами или резьбонакатными устройствами, при разовых потребностях используют плашки:

1. Цельные круглые — обеспечивают высокое качество, для работы закрепляются в держателе и фиксируются стопорными винтами.
2. Разрезные — состоят из двух половинок, поэтому имеют меньшую жесткость, применяются для нетребовательных соединений.
3. Раздвижные — используются в клуппах, позволяющих изготавливать трубную резьбу различного размера.

Внешне плашка напоминает гайку с расположенными внутри режущими гранями и отверстиями для отвода стружки. Существуют плашки для изготовления резьбовых соединений разных систем измерения: дюймовой или метрической, несовместимых друг с другом. Диаметр обрабатываемого стержня должен быть такой же, как и наружный размер плашки. Для большей точности используются парные инструменты, исполняемые ими размеры резьбы отличаются на полмиллиметра.

Для выполнения трубной резьбы выпускаются клуппы разных конструкций. В корпусе этих устройств размещаются подвижные режущие плашки, которые поворотом план-шайб устанавливаются на нужный диаметр резьбы. Инструменты комплектуются двумя наборами плашек для труб диаметром 15, 20 мм и 25, 32, 38, 50 мм. В стеснённых местах используется трещоточный клупп с храповым механизмом.

Практический пример нарезания трубной резьбы

В работе использовались:

1. Плашка ¾ дюйма.
2. Трубные тиски.
3. Болгарка.
4. Напильник.
5. Плашкодержатель.
6. Масло машинное.
7. Труба из нержавеющей стали.

1. Обрабатываемый конец трубы зажимается в тисках, болгаркой подравнивается срез — он должен быть ровный. Напильником выполняется заход (снимается фаска).

2. На трубу надевается резьбонарезной инструмент, который благодаря своей направляющей втулке, сразу встаёт перпендикулярно к трубе. Начинаем, одновременно прижимая, вращать его по часовой стрелке — плашка должна «зацепиться». Делаем примерно два оборота, откручиваем немного назад, чтобы сломалась стружка и добавляем масла. Нарезаем ещё 2–3 оборота — опять сдаём назад.

3. Выполняем резьбу нужной длины, в данном случае порядка 18 мм достаточно для наворачивания муфты.

4. Далее скручиваем плашкодержатель и очищаем резьбовую поверхность от опилок, всё — работа закончена в течение получаса.

Разобравшись в том, какие бывают резьбы и как они выполняются, можно будет без особого труда самостоятельно заменить шпильку или болт, отремонтировать мебель, нарезать трубы для дачи и многое другое.

Вадим Киркин, рмнт.ру

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Общее понятия о резьбе и резьбовых соединениях.

Цели урока: дать понятие о резьбе, ее назначении и элементах. Изображение резьбы на чертежах. Привить учащимся навыки нарезания наружной и внутренней резьбы.

Планируемые результаты УУД.

Регулятивные:

научатся принимать и сохранять учебную задачу урока; принимать инструкцию педагога и четко следовать ей; выполнять операции по технологическим картам; осуществлять итоговый и пошаговый контроль выполнения операций; оценивать правильность выполнения операций.

Познавательные:

познакомятся с ролью и значением уроков технологии в жизни человека, основные гигиенические правила, правилами безопасного труда с инструментами и общие правила работы в мастерской. Контроль и оценка процесса и результатов деятельности; постановка и формулирование проблемы, ориентироваться в учебнике, находить нужную информацию.

Коммуникативные:

научиться слушать собеседника и вести диалог; вступать в речевое общение и приходить к общему решению в совместной деятельности.

развитие мотивов учебной деятельности; навыков сотрудничества со сверстниками; формирование личностного смысла учения; формирование основных морально- этических норм; проявление познавательного интереса к изучаемому предмету.

Тип урока: комбинированный.

Методы обучения: словесные, наглядные методы (демонстрация наглядных пособий).

1. Организационный момент.

Проверка явки учащихся по журналу. Проверка готовности к уроку. Проверка внешнего вида (спецодежды).

2. Мотивация.

2.1 Сообщение темы урока (предварительно записанной на доске).

2.2 Постановка целей и производственных задач перед учащимися.

3. Объяснение нового материла.

Наиболее распространенным соединением деталей машин является резьбовое.

Резьба — это винтовая канавка, нанесенная на наружной или внутренней поверхности детали (рис.2).

Наружную резьбу нарезают на стержне, который называется болтом (винтом, шпилькой). Внутреннюю резьбу нарезают в отверстии. Деталь с такой резьбой называют гайкой (гнездом, муфтой).

Рис. 2 Левая/правая резьба

Винтовая канавка у резьбы может подниматься слева направо (по часовой стрелке). Такая резьба называется правой (рис. 2). Если винтовая канав­ка поднимается против часовой стрелки, то это левая резьба. Она применяется в особых случаях (для предотвращения самоотворачивания гаек на деталях, которые вращаются в левую сторону).

На детали можно нарезать не только одну, но и несколько винтовых канавок. Поэтому резьба бывает однозаходной и многозаходной (рис. 3).

Рис. 3. Классификация резьбы по числу заходов:

а — однозаходная; б — двухзаходная; в — трехзаходная: 1 — виток, 2 — заход (начало витков) резьбы,

3 — величина хода резьбы

У резьбы различают основные элементы (рис. 4): профиль, угол профиля, виток, шаг, высоту профиля, диаметры — наружный, средний и внутренний.

Профиль — очертание выступов и впадин в продольном направлении (сечении) резьбы. Угол профиля (а) — угол между боковыми сторонами профиля. Виток — часть резьбы, образуемая при од­ном полном обороте профиля. Шаг резьбы (р) — расстояние между двумя одноименными точками на соседних витках профиля.

Рис. 4. Элементы резьбы: 1 — угол профиля, 2 — профиль, 3 — виток, 4 — диаметры резьбы

(внутренний, средний и наружный), 5 — шаг резьбы.

Высота профиля — расстояние между вершиной и впадиной профиля в направлении, перпендикулярном к оси резьбы.

Наружный диаметр d — это расстояние между линиями, на которых расположены вершины профиля резьбы. Внутренний диаметр d₁ —расстояние между линиями, ограничивающими впадины резьбы. Средний диаметр d₂ — расстояние между серединами двух противоположных профилей резьбы.

Профиль резьбы зависит от формы режущей части рабочего инструмента, при помощи которого получают резьбу. Чаще других применяется цилиндрическая треугольная резьба.

Обычно ее называют крепежной. Такую резьбу нарезают на крепежных деталях: болтах, шпильках, гайках и др. (рис. 5, а). Применяется также резьба и с иными профилями. Это трапецеидальная, упорная, прямоугольная и круглая. Трапецеидальная, упорная и прямоугольная резьбы считаются ходовыми (рис. 5, б).

Рис. 5. Применение видов резьбы:

а- — для крепления деталей; б — для передачи движения: 1 — ножовка слесарная, 2 — циркуль, 3 — подшипник, 4 — пресс винтовой, 5 — домкрат

Они предназначены для передачи и преобразования движения (например, в тисках, домкратах). Круглая резьба используется редко, например, в соединениях, подвергающихся сильному износу, в загрязненной среде и т. п.

В машиностроении в основном используют три системы резьбы: метрическую, дюймовую и трубную. В школьных мастерских будет изучаться только метрическая резьба как наиболее распространенная (см. рис. 4). Она имеет треугольный профиль с углом при вершине 60°. Ее диаметры и шаг измеряются в метрической системе мер — в миллиметрах. Метрическая резьба выполняется с крупным или мелким шагом (р). Размеры дюймовой и трубной резьбы выражаются в дюймах.

На детали диаметр резьбы измеряют штангенциркулем, а шаг — резьбомером.

Рис. 6. Изображение резьбы на чертеже: а – на стержне; б – в отверстии.

Резьбу на чертежах изображают условно по стандарту (рис.6). На стержне наружный диаметр показывают сплошными основными, а внутренний – сплошными тонкими линиями, которые наносят на расстоянии не менее 0,8 мм от основных.

На плоскости, перпендикулярной к оси стержня, внутренний диаметр резьбы изображают в виде дуги, приблизительно равной 3/4 окружности. При этом концы дуги не должны совпадать с осевыми линиями. В отверстии, наоборот, внутренний диаметр показывают сплошными основными линиями, а наружный — сплошными тонкими.

Размеры метрической резьбы на чертеже указы­вают условно, например, с крупным шагом — М20, а с мелким шагом — М20х2, где М — резьба метрическая, 20 — наружный диаметр резьбы (20 мм), цифра 2 после знака умножения (х) — шаг мелкой резьбы (2 мм). В обозначении левой резьбы добавляется буква L, например M20x2L.

При изготовлении изделий с резьбой используется графическая документация (чертежи, эскизы, технические рисунки). Кроме этого, разрабатываются технологические карты, в содержание которых включаются операции по нарезанию резьбы. Знания видов резьбы, их характеристик и обозначений на графических документах необходимы конструкторам, чертежникам, технологам и людям других профессий.

Обозначения резьб.

Примеры обозначений резьбы на чертежах приведены на рис. 14.19. Условное изображение метрической резьбы с крупным шагом состоит из букв М и номинального диаметра, для резьбы с мелким шагом добавляется величина шага. Например, на рис. 14.19, а показано обозначение метрической резьбы номинальным диаметром 24 мм с крупным шагом 3 мм на стержне, а на рис. 14.19, б — метрической резьбы номинальным диаметром 24 мм с мелким шагом 2 мм в отверстии. Для левой резьбы после условного обозначения ставят LH, например M24X2LH.

Многозаходные резьбы обозначают буквой М, номинальным диаметром, числовым значением хода и в скобках буквой Р и числовым значением шага. Примеры обозначений: для трехзаходной резьбы с шагом 1 мм значением хода 3 мм

М24ХЗ (Р1);

для такой же левой резьбы

М24ХЗ (PI) LH.

Условное обозначение трубной цилиндрической резьбы состоит из буквы G и условного размера внутреннего диаметра трубы в дюймах. Примеры обозначения приведены на рис. 14.19, в — на трубе, на рис. 14.19, г — в отверстии.

3. Практическая работа и текущий инструктаж.

3.1 Расстановка учащихся по рабочим местам. 3.2 Выдача задания и контроль работы.

Классификация резьбовых соединений. Основные типы резьбовых соединений. Проверка элементов резьбы на прочность

1. Обеспечивают возможность многократной сборки-разборки.

2. При небольшой силе на ключе создают значительные силы затяжки вследствие клинового действия резьбы и большого отношения длины L гаечного ключа к радиусу r резьбы (L / r — 28).

3. Позволяют производить сборку деталей при различном взаимном их расположении. Тем самым с помощью резьбовых деталей можно выполнять регулирование, в том числе и регулирование осевого положения деталей на валу или осевого положения самого вала в корпусе.

Недостаток — сравнительно большие размеры фланцев для размещения гаек или головок винтов

Классификация резьб

По форме основной поверхности различают цилиндрические и конические резьбы . Наиболее распространена цилиндрическая резьба. Коническую резьбу применяют для плотных соединений труб, масленок, пробок и т. п.

По форме профиля различают треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые и другие резьбы .

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы . У правой резьбы винтовая линия идет слева направо и вверх, у левой — справа налево и вверх. Наиболее распространена правая резьба. Левую резьбу применяют только в специальных случаях.

Если витки резьбы расположены по двум или нескольким параллельным винтовым линиям, то они образуют многозаходную резьбу . По числу заходов различают однозаходную, двухзаходную и т. д. резьбы. Наиболее распространена однозаходная резьба. Все крепежные резьбы однозаходные . Многозаходные резьбы применяются преимущественно в винтовых механизмах . Число заходов больше трех применяют редко.

Резьбы бывают: метрическая и дюймовая с треугольным профилем — основная крепежная резьба; трапецеидальная симметричная ; трапецеидальная несимметричная или упорная; прямоугольная и круглая . Также есть трубная резьба, профиль которой треугольный со скругленной вершиной и углом 55 0 .

Треугольные

Основные типы резьбовых соединений

Проверка элементов резьбы на прочность

Основные виды разрушения резьб: срез витков и износ витков . В соответствии с этим основными критериями работоспособности и расчета для резьб являются прочность, связанная с напряжениями среза τ и износостойкость, связанная с напряжениями смятия σ см

Расчет болтового соединения, нагруженного поперечной силой

Условием надежности соединения является отсутствие сдвига деталей в стыке . Конструкция может быть выполнена в двух вариантах.

При этом внешнюю нагрузку F уравновешивают силами трения в стыке, которые образуются от затяжки болта. Без затяжки болтов детали могут сдвигаться в пределах зазора, что недопустимо.

В этом случае отверстие калибруют разверткой, а диаметр стержня болта выполняют с допуском, обеспечивающим беззазорную посадку. Такая установка болта в отверстие соединяемых деталей обеспечивает восприятие внешней нагрузки стержнем болта . При расчете прочности соединения не учитывают силы трения в стыке, так как затяжка болта в принципе не обязательна.

Способы стопорения резьбовых соединений

Самоотвинчивание разрушает соединения и может привести к аварии . Предохранение от самоотвинчивания весьма важно для повышения надежности резьбовых соединений и совершенно необходимо при вибрациях, переменных и ударных нагрузках. Вибрации понижают трение и нарушают условие самоторможения в резьбе.

Существует много способов стопорения или предохранения от самоотвинчивания. Описание этих способов приводится в справочниках и специальной литературе. Рассмотрим наиболее распространенные.

7.2.2. Шпоночные соединения

Шпоночные соединения служат для закрепления деталей на осях и валах. Такими деталями являются шкивы, зубчатые колеса, муфты, маховики, кулачки и т.д. Эти соединения могут передавать в основном вращающий момент.

Классификация шпоночных соединений

Виды ненапряженных шпоночных соединений

Виды напряженных шпоночных соединений

Расчет шпоночного соединения призматической шпонкой

Зависят резьбовые соединения от наружной и внутренней поверхности расположения. Они бывают внутренними, наружными, коническими и цилиндрическими. Различаются по сечению и профилю детали: круглые, прямоугольные, упорные, трапецеидальные. Назначение бывает ходовым либо крепежным.

Крепежная имеет треугольный профиль и разделяется на две группы: дюймовая и метрическая.

Резьбовое соединение дюймовое измеряется в дюймах (от этого и название), шаг равен 25,4 мм. Характеризуется количеством ниток винтообразной линии на один дюйм нарезанной детали.

Дюймовые используются для соединения труб (называются Также применяются для нарезания на запасных частях различного оборудования. В машинах, которые производятся в наше время, не применяется. Стандарты разработаны под метрическую, поэтому проектирование ведется под этот стандарт.

Резьбовые соединения с упорной резьбой применяются при больших нагрузках.Трапецеидальные служат креплением при передаче движения (винты ходовые) и усилия, но не производят жесткого скрепления деталей. Для арматуры применяют круглую резьбу, в машинах она используется крайне редко.

С треугольным профилем резьбовые соединения являются самыми надежными, даже при одном и том же диаметре. Упорная является менее прочной. Еще менее надежной резьбой будет трапецеидальная, Самая слабая — прямоугольная. Благодаря плавным закруглениям у круглой высокая динамическая прочность.

Резьбовые соединения разделяются по группам: винтовые, комбинированные, болтовые и шпилечные.

Простейшие соединения состоят из гайки и винта.

Чтобы не происходило самоотвинчивания в соединениях, применяют стопорящие детали, которые смягчают вибрацию и ударную нагрузку, снижают трение.

В справочниках приводится множество способов стопорения от самоотвинчивания.

Для автомобиля производятся с помощью болтов, изготовленных из углеродистого металла. В крепеже, требующем повышенной надежности и прочности, применяется легированная хромистая сталь. В момент затяжки резьбовых соединений применяется динамический ключ (в нем нормированы моменты нагрузки усилия).Такие ключи применяются в механизмах, где сила соединения строго определена в

Резьбовые соединения сначала зажимают, потом немного ослабляют и снова затягивают. Так контролируется правильность силы зажима.

Расчет резьбовых соединений производится с целью определения напряжения, которое возникает в соединении. Также нужно рассчитывать запас прочности и для применяемых болтов.

Расчет выполняется по элементам:

Без гайки и с гайкой;

С нагрузками эксцентрическими и концентрическими;

С креплением шпилькой;

Зона контакта определяется геометрией резьбы;

Если много участков валов цилиндрических;

С множеством пластин.

При расчетах используются одни статистические нагрузки.

Резьбовые соединения хороши тем, что их всегда можно разобрать, не повреждая самих деталей.

РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Резьбовые соединения — это самый распространенный вид разъемных со­единений. Они осуществляются болтами, винтами, шпильками, гайками и т. п.

Основным элементом соединения является резьба, образуемая нареза­нием или накаткой на детали по винтовой линии (рис. 5.1.1, 5.1.2).

Рисунок. 5.1.1 — Винтовая линия резьбы

Угол подъема резьбы

Резьбы классифицируются по форме поверхности , на которой образуется резьба: цилиндрические и конические .

По форме профиля различают типы:

треугольные (рис. 5.1.3, а );

упорные (рис. 5.1.3, б );

трапецеидальные (рис. 5.1.3, в );

прямоугольные (рис5.1.3, г );

круглые (рис. 5.1.3, д ).

При подъеме винтовой линии слева на право — резьба правая, у левой — справа налево.

Резьбы делятся на многозаходные и однозаходные (рис. 5.1.4).

По назначению различают:

ходовые (для преобразования движения).

Рисунок 5.1.2– Образование резьбы

Крепежно-уплотняющие резьбы применя­ют для соединения деталей, требующих герме­тичности (рис. 5.1.6).

Крепежные резьбы чаще однозаходные. Резь­бы для преобразования движения (вращательное в поступательное и наоборот) применяют в вин­товых механизмах (в ходовых и грузовых винтах). Они имеют трапецеидальный профиль, реже — прямоугольный.

Рисунок 5.1.3- Формы профиля резьбы:

а — треугольная; б — упорная; в — трапецеидальная; г — прямоугольная; д — круглая

Достоинства резьбовых соединений:

простота конструкции, технологичность;

удобство сборки, разборки;

высокая нагрузочная способность;

малые габариты соединений;

Рисунок 5.1.4- Виды резьб

а — трехзаходная; б — однозаходная

Недостаток: наличие резьбы создает концентрацию напряжений на по­верхности деталей, что снижает их прочность при переменных напряжениях.

Геометрические параметры резьбы

Основными параметрами цилиндрической резьбы являются:

d — номинальный диаметр (нагруженный диаметр резьбы винта);

d l — внутренний диаметр резьбы гайки;

d 3 — внутренний диаметр резьбы винта;

d 2 — средний диаметр резьбы, на котором ширины профилей винта и гайки совпадают;

р — шаг резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами со­седних профилей;

р h — ход резьбы, т. е. расстояние между одноименными сторонами од­ного и того же витка в осевом направлении (рис. 5.1.4, а, б ).

Для однозаходной резьбы p h = р .

Для многозаходной резьбы p h = z∙р , где z — число заходов.

Ход равен пути перемещения винта вдоль своей оси при повороте на один оборот в неподвижной гайке;

α — угол профиля резьбы; наиболее распространенной является метри­ческая резьба, для которой α = 60°.

у — угол наклона боковой стороны профиля (рис. 5.1.5);

у — угол подъема резьбы (рис. 5.1.1);

Основные типы резьб. Метрическая резьба — изготовляется по стандарту с крупным и мелким шагом (табл. 1.12). Угол наклона у боковой стороны профиля дает возмож­ность самоторможения и обеспечивает восприятие больших осевых сил (рис. 5.1.5). Мелкие резьбы применяют в соединениях, работающих при пе­ременных нагрузках.

Рисунок 5.1.5– Метрическая резьба

Дюймовая резьба имеет профиль равно­бедренного треугольника с углом при вер­шине α = 55°. Число витков задают на дюйм (1 дюйм = 25,4 мм). В РФ используется при ремонта импортного оборудования.

Трубная резьба имеет профиль равнобед­ренного треугольника с закругленными вы­ступами и впадинами (рис. 5.1.6).

Рисунок 5.1.6– Трубная резьба

Трапецеидальная резьба — основная в передаче винт-гайка. Профиль — равнобочная трапеция, угол профиля α = 30°, угол наклона боковой стороны = 15° (рис. 5.1.7). Характеризуется технологичностью, малыми потерями на трение, КПД выше, чем у резьб треугольного профиля. Применяется для реверсивных передач под нагруз­кой (домкраты, прессы, ходовые винты станков).

Упорная резьба (рис. 5.1.8). Профиль — неравнобочная трапеция с = 3°. Применяют в передаче винт-гайка при больших односторонних нагрузках (винты домкратов, прессов).

Рисунок 5.1.7– Трапециедальняя резьба Рисунок 5.1.8– Упорная резьба

Прямоугольная резьба (рис. 5.1.9). Профиль резьбы — квадрат, = 0°. Имеет самый высо­кий среди резьб КПД, но затруднительна в изготовлении. Затруднение вызваны тем, что эту резьбу нельзя фрезеровать и шлифовать, т. к. угол профиля α = 0°. Не стандартизиро­вана. Применение ограниченно (малонагруженные передачи винт-гайка).

Рис. 5.1.9. Прямоугольная резьба

Таблица 1.12 — Основные размеры метрической резьбы, мм (по ГОСТ 9150-81. ГОСТ 8724-81

d, D — наружные диаметры соответственно наружной резьбы (болта) и внутренней резьбы (гайки);

d 2 , D 2 — средние диаметры соответственно болта и гайки;

d 1 , D 1 — внутренние диаметры соответствен­но болта и гайки;

d 3 — внутренний диаметр болта по дну впа­дины;

р — шаг резьбы;

Н — высота исходного треугольника.

Номинальные значения диаметров резьбы должны соответствовать указанным на чертеже и в таблице.

Обозначение и изображение резьбы на чертеже согласно ГОСТ

Чертеж — это графический документ, применяемый для изображения инженерного объекта. Для удобства его использования разработаны различные межгосударственные стандарты (ГОСТ), в которых указаны правила представления всех элементов, принимающих участие в создании того или иного изделия.

Мы проконсультируем вас по любым вопросам!

Назначение резьбы и ее элементы

Резь является главным элементом винтовой передачи и резьбового соединения. Она состоит из череды выпуклостей и углублений на телах кручения, что обеспечивает крепление, способное выдерживать высокие нагрузки. Нарезку применяют в качестве метода объединения или уплотнения звеньев конструкции.

Главными ее элементами являются:

• внутренний, внешний и средний диаметры;
• профиль — это сечение рези плоскостью, проходящей через главную ось рассматриваемой детали;
• угол профиля — угол, образованный боковыми сторонами профиля;
• высота профиля — это длина отрезка между минимальной и максимальной точками нарезки в плоскости сечения оси в направлении, ортогональном направляющей рези;
• шаг — длина промежутка между двумя точками соседних одинаковых витков, измеренное параллельно оси рези.

Классификация резьбы

Принято разделять резьбовые поверхности по следующим критериям:

• расположение: внешние и внутренние;
• вид: цилиндрические, конические;
• форма сечения: круг, треугольник, трапеция, прямоугольник;
• назначение: для крепежа, крепления и уплотнения, специальные, ходовые;
• число заходов: однозаходовые и многозаходовые;
• направление: правые, левые.

Изображение внутренней резьбы в отверстиях деталей

В отверстиях все обстоит иначе. Внутренний поперечник резьбы обозначается непрерывной основной линией. На изображении, полученном при проецировании на плоскость ортогональной оси стержня, наружная резь показывается тонкой перманентной линией На чертеже с проекцией ортогональной направляющей стержня внешний поперечник нарезки представляют тонкой непрерывной дугой, которая составляет 3⁄4 окружности.

Условное обозначение метрической резьбы (ГОСТ 8724-2002)

Определение резьбы включает литеру М (от англ. metric system), размер калибра и шаг рези, разграниченных знаком «х». Пример: M8х1.25. Допускается не указывать большой шаг. Пример: М8. Если резь является левой, то добавляются буквы LH. Пример: М8х1-LH. Определение многозаходной рези состоит из символа М, поперечника, знака «х», сочетания Ph, хода, символа P и шага. Для определенности можно указать число заходов.

Обозначения метрической конической резьбы (ГОСТ 25229-82)

В определении конической метрической нарезки фигурируют сокращение МК, калибр и шаг нарезки. Пример: МК20х1,5. Для левого направления дополнительно указывается сочетание LH.

Условное обозначение трубной цилиндрической резьбы (ГОСТ 6357-81)

Определение цилиндрической трубной нарезки содержит символ G, обозначение, класс точности среднего поперечника. Пример: G31/2-A. Дополнительно, если резь не правая, добавляют сочетание LH.

Обозначение трубной конической резьбы (ГОСТ 6211-81)

Определение трубной конической нарезки включает символы R (в случае конической наружной) или Rc (для конической внутренней рези) и ее значение. Для левого направления дополнительно указывается сочетание LH. Пример: R 11⁄2.

Условное обозначение трапецеидальной резьбы (ГОСТ 9484-81)

Определение однозаходной трапециевидной нарезки содержит сокращение Tr, значение наружного калибра и шаг. Пример: Tr16x4. Для многозаходной трапециевидной рези в определении фигурируют: сочетание Tr, внешний поперечник, а также шаг и ход. Пример: Tr16x8(P4)LH.

Обозначение упорной резьбы (ГОСТ 10177-82)

Определение упорной нарезки должно содержать литеру S, шаг и значение поперечника. Пример: S90-10. Для левосторонней рези указывается дополнительно LH. Если рассматривается многозаходная нарезка, то ее определение составляется из символа S, поперечника, хода и в скобках буквы P, значения шага. Пример: S80-20(P20).

Условное обозначение круглой резьбы (ГОСТ 6042-83)

Применительно к внешней и внутренней круглой нарезке Эдисона, используемой в металлических и неметаллических элементах в электротехнических изделиях, обозначение содержит литеру Е и величину наружного поперечника. Пример: Е28.

Обозначение упорной усиленной резьбы (ГОСТ 13535-87)

Определение упорной усиленной нарезки содержит литеры S, а также угол 45, калибр и шаг. Пример: S45200-13. В случае если резьба левосторонняя, дополнительно указываются буквы LH. Если необходимо определить многозаходную резь, то указывают букву S, величину угла 45, поперечник, ход и символ Р вместе со значением шага, выделенные скобками. Пример: S4520024(P12) — двузаходная, значение хода 24 мм, шаг — 12 мм. Для левосторонней рези указывается дополнительно LH.

Условное обозначение конической резьбы вентилей и баллонов для газов (ГОСТ 9909-81)

Определение конической нарезки вентилей и болтов для газа определяют литерой W и числом, указывающим поперечник. Пример: W19.2.

Необходимые инструменты для нарезания

Нарезки широко используются в быту и на производстве, поэтому инструменты для изготовления рези широко распространены. Существует несколько видов приспособлений для нарезания:

1. Резьбовые фрезы — это многозубчатые инструменты, в которых процесс резьбонарезания по отношению к резцам более производительный. Подразделяются на гребенчатые цилиндрические, дисковые, гребенчатые сборные, головки для скоростного фрезерования.
2. Плашки — многолезвийный инструмент для создания наружной рези. Различают круглые, цельные, раздвижные приспособления, разрезные плашки.
3. Резьбовые головки — это специальные изделия для нарезания внутренней и внешней рези, имеют ряд преимуществ по сравнению с круглыми плашками. В зависимости от конструкции гребенок головки бывают с круглыми радиальными, плоскими тангенциальными и плоскими радиальными гребенками.
4. Метчики — это осевой инструмент, состоящий из нескольких лезвий, предназначенный для нарезания внутренней рези. Различают следующие виды: ручные, станочные, гаечные, машинные, маточные и т.д.
5. Резьбовые резцы — это инструмент для точной машинной нарезки внутренней и наружной рези. Они подразделяются на стержневые, однониточные и многониточные фасонные.

Дополнительная информация

Нарезанные изделия необходимы как в быту, так и на производстве. Без них невозможно было бы представить работу многих машин и механизмов.

С помощью обозначения и изображения резьбы на чертежах инженеры могут определить ее основные характеристики и использовать как часть более сложной конструкции.