Основные элементы и параметры резьбы. Типы резьб и их характеристики Резьба и ее элементы

К основным конструктивным элементам резьбы (ГОСТ 10549-80) относятся (рис. 1.5):

сбег резьбы - участок резьбы неполного профиля, получаемый по технологическим причинам в зоне перехода резьбы изделия к ненарезанной поверхности; чем крупнее профиль резьбы, тем больше величина сбега;

проточка резьбовая - кольцевой желобок на стержне или кольцевая выточка в отверстии, выполняемые по технологическим причинам перед резьбонарезанием для выхода нарезающего инструмента: делается с целью получения одинакового профиля резьбы на всем нарезанном участке без сбега;

Рис. 1.5. Конструктивные элементы резьбы

недорез - участок изделия, включающий сбег и недовод резьбы; под недоводом понимается величина ненарезанной части детали между концом сбега и опорной поверхностью детали;

фаска - срезанная в виде усеченного конуса кромка цилиндрического стержня или отверстия. Этот элемент обеспечивает удобство сопряжения деталей, улучшает внешний вид изделия, способствует ликвидации острой режущей кромки, получающейся по технологическим причинам на торцах деталей, предохраняет резьбу от забоя и т.д. На концах резьбовых деталей выполняются фаски конической и сферической формы. Радиус сферической фаски равен номинальному диаметру резьбы. Высота конической и сферической фасок определяется в зависимости от шага резьбы: она должна быть (по ГОСТу 10549-80) вдвое больше шага резьбы. Например, если шаг резьбы на стержне (в отверстие) Р = 1 мм, то высота фаски должна быть 2 мм.

Конструктивные элементы резьбы присутствуют на основных видах крепежных изделий.

1. Изображение резьбы на чертежах

Изображение резьбы. На чертежах резьбу изображают условно, независимо от профиля, а именно: резьбу на стержне – сплошными основными линиями по наружному диаметру резьбы и сплошными тонкими по внутреннему на всю резьбу, включая фаску (рис. 1.6). На изображениях, перпендикулярных оси, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу сплошной тонкой линией, приблизительно равную ¾ окружности, разомкнутую в любом месте, но не начинающуюся и не заканчивающийся на осях. На изображении резьбы в отверстиях сплошные основные и сплошные тонкие линии меняются местами (рис. 1.6). Фаски на стержне с резьбой, не имеющие специального конструктивного назначения, в проекции на плоскость, перпендикулярную оси резьбы, не изображают. Границу резьбы на стержне и в отверстии проводят в конце полного профиля резьбы, до сбега, основной линией (или штриховой, если резьба невидима), которую проводят до линий наружного диаметра резьбы (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Пример изображения резьбы на стержне и в отверстии

Расстояния между линиями, изображающими наружный и внутренний диаметры резьбы, должны быть не менее 0,8 мм и не больше шага резьбы. Сбег резьбы в учебных чертежах указывают только у шпильки под углом примерно 30° к оси резьбы.

В резьбовых соединениях резьба условно вычерчивается на стержне, в отверстии – только та часть резьбы, которая не закрыта стержнем (рис. 1.7)

Рис. 1.7. Пример изображения резьбы в резьбовых соединениях

Резьбовыми называют соединения деталей с помощью резьбы - чередующихся выступов и впадин на поверхности тел вращения, расположенных по винтовой линии. Различают конические и цилиндрические резьбовые соединения. Цилиндрические в свою очередь подразделяют на соединения крепежными и специальными резьбами.

К крепежным резьбам относят крупную и мелкие метрические резьбы по ГОСТ 9150-81, а также резьбы со спиральными вставками; к специальным - трубную, прямоугольную, упорную, круглую, трапецеидальную и др.

Деталь с внутренней резьбой называют гайкой , с наружной - болтом (винтом, шпилькой).

Профиль резьбы - это контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ось резьбовой детали. ГОСТ 9150-81 и ГОСТ 8724-81 устанавливают единый номинальный профиль для цилиндрических метрических резьб диаметром до 600 мм , включая резьбы диаметром менее 1 мм. Номинальный профиль резьбы и его элементы показаны на (рис. 1, а). Впадина наружной резьбы (рис. 1, б) может быть плоскосрезанной или закругленной: R max =0,144P , R min =0,108P ,
где R - радиус впадины;
Р - шаг резьбы.

Рис. 1 - Профиль метрической резьбы (а) и впадины резьбы (б)

Резьбы определяются следующими основными параметрами:

• наружным, средним и внутренним диаметрами;
• шагом;
• углом профиля;
• углом наклона сторон профиля.

Наружный диаметр резьбы d (см. рис. 1, а) - диаметр цилиндра, описанного относительно вершин наружной резьбы (или впадин внутренней резьбы).

Внутренний диаметр d 1 - диаметр цилиндра, вписанного в вершины внутренней резьбы (или впадины наружной резьбы).

Номинальные значения d и d 1 для наружной и внутренней резьбы одинаковые.

Средний диаметр d 2 - диаметр воображаемого цилиндра, поверхность которого пересекает витки резьбы таким образом, что ширина витков и ширина впадин равны.

Шаг резьбы Р - расстояние между параллельными сторонами двух рядом лежащих витков, измеренное вдоль оси.

ГОСТ 8724-81 устанавливает диаметры в диапазоне 0,25...600 мм и шаги 0,075...6 мм. Метрические резьбы могут иметь крупный шаг (при диаметрах 0,25...68 мм) и мелкий шаг (при диаметрах 1...600 мм).

Угол профиля α - угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевой плоскости. Угол наклона сторон профиля β - угoл между стороной профиля и перпендикуляром к оси резьбы. Для резьб с симметричным профилем β=0,5α . Для резьб с асимметричным профилем, например для упорной или конической, угол наклона каждой стороны определяется независимо.

Высота исходного треугольника Н - высота остроугольного профиля, полученного при продолжении боковых сторон профиля до их пересечения. Рабочая высота профиля H 1 - высота плоскосрезанного теоретического профиля, равная полуразности наружного и внутреннего диаметров. Для метрических резьб Н=0,866025Р , Н 1 =0,54126Р .

В действительности высота соприкосновения меньше, так как система допусков предусматривает определенные зазоры, например, по внутренним диаметрам резьбы гайки и болта.

Рабочая высота витка H 1 - наибольшая высота соприкосновения; наименьшая высота соприкосновения обозначается H 1 min . Для резьбы с плоскосрезанным профилем H 1 и H 1 min определяют наибольшее и наименьшее перекрытие витков резьбы и гайки .

Угол подъема резьбы (винтовой линии)

Для многозаходных резьб в числитель этой формулы следует подставлять вместо Р произведение n 0 P ,
где n 0 - число заходов.

Длина свинчивания l (высота гайки H ) - длина (высота) соприкосновения поверхностей болта и гайки, измеренная вдоль

Основные элементы и параметры резьбы имеют следующие определения:

цилиндрическая резьба - резьба, образованная на цилиндрической поверхности;

коническая резьба - резьба, образованная на конической поверхности;

наружная резьба - резьба, образованная на наружной цилиндрической или конической поверхности;

внутренняя резьба - резьба, образованная на внутренней цилиндрической или конической поверхности;

левая резьба - резьба, образованная контуром, вращающимся против часовой стрелки и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя (рис. а );

правая резьба - резьба, образованная контуром, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя (рис. б);

профиль резьбы - контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ее ось;

угол профиля - угол между боковыми сторонами профиля;

шаг резьбы Р - расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы;

ход резьбы Ph

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

наружный диаметр резьбы (d - для болта, D - для гайки) - диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или впадин внутренней резьбы;

внутренний диаметр резьбы (d 1 - для болта, D 1 - для гайки) - диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы или в вершины внутренней резьбы;

средний диаметр резьбы (d 2 - для болта, D 2 - для гайки) - диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, который пересекает витки резьбы таким образом, что ширина выступа резьбы и ширина впадины (канавки) оказываются равными.

ФОРМЫ И ТИПЫ РЕЗЬБ

Крепежные резьбы

Метрическая резьба . Основным принятым к производству типом крепежной резьбы в нашей стране является метрическая резьба с углом треугольного профиля α=60°. Размеры ее элементов задаются в миллиметрах.

Вершины выступов и впадин профиля срезаны по прямой или дуге окружности, что уменьшает концентрацию напряжений и предохраняет резьбу от повреждения.

Метрическая резьбавыполняется с крупным и мелким шагами. По стандарту, для каждого наружного диаметра резьбы устанавливается одно значение крупного шага и несколько - для мелких. Поэтому в обозначении метрической резьбы крупный шаг не указывают, а мелкий указывают обязательно.

Примеры обозначения наружной резьбы (на стержне):

М20 - 6 g (М - метрическая; 20 - наружный диаметр резьбы с крупным шагом (2,5), не указанном в обозначении; 6 g - поле допуска);

М20 х 1,5 - 6 g (M - метрическая; 20 - наружный диаметр резьбы; 1,5 - размер мелкого шага; 6 g - поле допуска);

М20 х 1,5LH - 6 g (все то же самое, LH - резьба левая).

Типы соединений деталей

Разъемные соединения

Соединения деталей подразделяются на разъемные и неразъемные. Разъемными называются соединения, повторная сборка и разборка которых возможна без повреждения их составных частей. Соединения, для которых не предусматривается возможность их разборки и, следовательно, которые нельзя разобрать без повреждения, называют неразъемными .

Резьбовые соединения

В машиностроении получили широкое распространение резьбовые соединения, которые обладают такими достоинствами, как универсальность, высокая надежность, способность воспринимать большие нагрузки, сравнительно малые размеры и масса.

Резьбовые соединения могут быть отнесены к одному из двух типов.

1. Осуществляемые непосредственным свинчиванием деталей, без применения специальных соединительных частей.

2. Осуществляемые с помощью специальных соединительных деталей, таких как болты, винты, шпильки и пр.

Основным элементом всех резьбовых соединений является резьба.

Понятие о резьбах, основные термины и определения

Резьба – поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. В соответствии с этим резьбы различают:

– в зависимости от поверхности, на которой нарезана резьба, – цилиндрические и конические ;

– в зависимости от профиля – треугольные, трапецеидальные, круглые, прямоугольные и др;

– в зависимости от направления винтовой поверхности – правые и левые . Резьба, образованная винтовым движением контура по часовой стрелке, называется правой, против часовой стрелки – левой.

– по числу заходов – однозаходные и многозаходные . Винтовым движением одного профиля образуется однозаходная резьба. При одновременном винтовом движении нескольких контуров, расположенных по отношению друг к другу под определенными углами, образуется многозаходная резьба;

– по эксплуатационному назначению – крепежные, крепежно-уплотнительные, ходовые, специальные.

Основные параметры резьбы определяются по ГОСТ 11708-82 (рис. 6.1).

Рис.6.1 . Основные параметры резьбы

Рассмотрим последовательно каждый из них.

Профиль резьбы – контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ее ось.

Угол профиля α – угол между боковыми сторонами профиля.

Высота исходного треугольника Н – расстояние между вершиной и основанием исходного треугольника резьбы.

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

Ход резьбы (Р h ) – величина относительного осевого перемещения гайки за один оборот. В однозаходной резьбе ход равен шагу (Р = P h ), а в многозаходной – произведению шага на число заходов (P h = Р ×n ).

Резьбу характеризуют три диаметра: наружный d (D ), внутренний d 1 (D 1), средний d 2 (D 2).

Наружный диаметр резьбы d (D ) – диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной или впадин внутренней резьбы, где D – наружный диаметр внутренней резьбы (гайки), d – наружный диаметр наружной резьбы (болта).

Внутренний диаметр резьбы d 1 (D 1) – диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг впадин наружной или вокруг вершин внутренней резьбы, где d – внутренний диаметр болта, D – внутренний диаметр гайки.

Длина резьбы – длина участка детали, на котором образована резьба, включая сбег резьбы и фаску (рис. 6.2).

Сбег резьбы – участок в зоне перехода к гладкой части детали, на котором резьба имеет неполный профиль.

Рис.6.2 . Изображение участков резьбы

Виды резьб.

По назначению все резьбы делятся на крепежные, крепежно-уплотнительные, ходовые и специальные.

Крепежные резьбы применяют для разъемного соединения деталей машин и приборов. Основное их назначение – обеспечить прочность и сохранить плотность стыка в процессе эксплуатации.

Метрическая резьба является основным типом крепежной резьбы. Это резьба однозаходная, преимущественно правая. Она имеет профиль равнобедренного треугольника с углом при вершине 60° (рис. 6.3, а). При одинаковых наружных диаметрах стандартизированные резьбы могут выполняться с крупным и мелким шагом. Метрические резьбы с мелким шагом нарезаются преимущественно на тонкостенных деталях. Крупный шаг для каждого диаметра один, а мелкий – для одних и тех же диаметров имеет различные значения.

Трубная цилиндрическая рез ьба (рис. 6.3, б) является крепежно-уплотнительной резьбой, применяется в трубных соединениях. Имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом при вершине 55°. Вершины и впадины профиля скруглены. Совпадение профилей внутренней и наружной резьбы обеспечивает герметичность в соединении.

Трубная коническая резьба (рис. 6.3, в) применяется в соединениях топливных, масляных, водяных и воздушных трубопроводов. Имеет профиль, аналогичный профилю трубной цилиндрической резьбы.

Коническая дюймовая резьба (рис. 6.3, г) с углом профиля 60° применяется для герметических соединений трубопроводов машин и станков. Нарезается на конической поверхности с конусностью 1:16.

Трапецеидальная резьба (рис. 6.3, д) является ходовой и служит для передачи движения, главным образом возвратно-поступательного. Бывает однозаходной и многозаходной, правой и левой. Профиль резьбы – равнобокая трапеция с углом между боковыми сторонами 30°. Для каждого диаметра резьбы стандарт предусматривает три различных шага.

Упорная резьба (рис. 6.3, е) служит для передачи движения при больших усилиях. Имеет профиль неравнобокой трапеции, впадины профиля закруглены, для каждого диаметра имеет три различных шага.

Рис. 6.3 . Типы резьб:

а – крепежная; б, в, г – крепежно-уплотнительные; д, е – ходовые

Специальные резьбы – это резьбы, отличающиеся от стандартных. Существуют два вида специальных резьб:

1. Со стандартным профилем, но размеры диаметра или шага отличаются от установленных стандартом.

2. С нестандартным профилем – с квадратным или прямоугольным, который изготавливается по индивидуальным чертежам с заданными параметрами резьбы.

по форме поверхности

по расположению на поверхности

по числу заходов

по направлению

по назначению

по профилю

по соответствию ГОСТ

цилиндрические

конические

наружные

внутренние

однозаходные

многозаходные

крепежные

треугольные

трапецеидальные

прямоугольные

стандартные

нестандартные

Цилиндрическая резьба – резьба, образованная на боковой поверхности прямого кругового цилиндра (рис.1).

Коническая резьба – резьба, образованная на боковой поверхности прямого кругового конуса (рис. 4).

Наружная резьба – резьба, образованная на стержне (рис. 1, 5).

Внутренняя резьба – резьба, образованная на отверстии (рис. 4).

Однозаходная резьба – резьба, образованная одним выступом резьбы (рис. 4,5).

Многозаходная резьба – резьба, образованная двумя или более выступами с равномерно расположенными заходами (рис. 1).

Правая резьба – резьба, у которой выступ, вращаясь по часовой стрелке, удаляется вдоль оси от наблюдателя (рис. 1, 4).

Левая резьба – резьба, у которой выступ, вращаясь против часовой стрелки, удаляется вдоль оси от наблюдателя (рис. 5).

Крепежные резьбы – резьбы, предназначенные для соединения деталей.

Ходовые резьбы – резьбы, с помощью которых вращательное движение преобразуется в возвратно-поступательное.

Стандартные резьбы – резьбы, все параметры которых определяются стандартами.

1.2. Виды резьб и их характеристика

Резьба метрическая цилиндрическая (ГОСТ 8724-81) - является основной крепежной резьбой, применяется также и в качестве ходовой резьбы. Профилем метрической резьбы является равносторонний треугольник (рис. 6а). Эта резьба может быть однозаходная и многозаходная, преимущественно правая, существует с крупным и мелким шагами, обозначается буквой . Все размеры измеряются в мм.

Резьба метрическая коническая (ГОСТ 25229-82) – имеет конусность 1:16, применяется в конических резьбовых соединениях, а также в соединениях наружной конической резьбы с внутренней цилиндрической резьбой, однозаходная, обозначается буквами
. Все размеры измеряются в мм.

Резьба трубная цилиндрическая (ГОСТ 6357-81) – имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом профиля 55 0 , вершины и впадины скруглены (рис. 6б). Обозначается буквой G . Применяется в трубопроводах и трубных соединениях.

Резьба трубная коническая (ГОСТ 6211-81) – имеет конусность 1:16. Наружная резьба обозначается буквой
, внутренняя резьба – буквами.

Трубные резьбы имеют одну особенность: их номинальный диаметр не соответствует действительному. Его числовой значение равно приблизительно внутреннему диаметру трубы, на которой эта резьба нарезана, измеренному в дюймах. Один дюйм = 25,4 мм. Трубные резьбы характеризуются целым числом шагов на участке резьбы длиной один дюйм.

Резьба коническая дюймовая (ГОСТ 6111-52) – имеет профиль в виде равностороннего треугольника, нарезается на конической поверхности с конусностью 1/16. Обозначается буквой
, измеряется в дюймах. Применяется для герметичных соединений в трубопроводах машин и станков, изготовленных ранее. В настоящее время вместо конической дюймовой резьбы используется метрическая коническая.

Резьба трапецеидальная – служит для передачи движения и усилий, может быть однозаходной (ГОСТ 9562-81) и многозаходной (ГОСТ 24739-81), правой и левой. Профилем трапецеидальной резьбы является равнобокая трапеция с углом профиля 30 0 (рис. 6в). Для каждого диаметра резьбы стандарт предусматривает несколько шагов. Обозначается буквами , измеряется в мм.

Резьба круглая – применяется на цоколях, патронах, предохранительных стеклах и светильниках (ГОСТ 8587–71), а также в санитарно-технической арматуре (ГОСТ 13536–68), имеет профиль, полученный сопряжением двух дуг одного радиуса (рис. 6д), обозначается буквами
, измеряется в мм.

Резьбы специальные – это резьбы, которые имеют стандартный профиль, а диаметр или шаг, отличный от стандартного. Обозначение таких резьб на чертеже начинается буквами .

Резьбы нестандартные – квадратная и прямоугольная – изготавливают по индивидуальным чертежам, на которых должны быть заданы все параметры резьбы (рис. 6е).

Размеры наиболее употребляемых стандартных резьб приведены в приложении 1.