Понятие о резьбе и ее элементах

§ 1. Элементы резьбы

Резьбой называется винтовая поверхность, образованная на телах вращения, широко применяется в технике как средство соединения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин, механизмов, приборов и т. п.

Нарезание резьбы — операция получения на заготовке винтовой резьбы совершается вручную либо на различных станках.

Резьба нарезается на станках либо вручную резьбонарезными инструментами — метчиками и плашками.

Резьба бывает наружная — на стержне и внутренняя — в отверстии.

У всякой резьбы различают следующие основные элементы: профиль, угол профиля, шаг, глубину, наружный, средний и внутренний диаметры (рис. 192, а).

Рис. 192. Профили резьб:
а — треугольная, б — прямоугольная, в — трапециидальная, г — упорная, д — круглая

Профилем резьбы называются очертания впадин и выступов (в продольном сечении).

Ниткой (витком) называется часть резьбы, образуемая при одном полном обороте профиля.

Углом профиля резьбы α называется угол, заключенный между боковыми сторонами профиля резьбы, измеряемый в плоскости, проходящий через ось болта.

Шагом резьбы S называется расстояние (мм) между вершинами двух соседних витков, измеряемое параллельно оси. У треугольной резьбы шагом является расстояние между вершинами двух витков.

Высотой профиля резьбы называется расстояние от вершины резьбы до основания профиля, измеряемое перпендикулярно оси болта.

Основанием резьбы (впадиной) называется участок профиля резьбы, находящийся на наименьшем расстоянии от оси.

Глубиной резьбы t называется расстояние от вершины резьбы до ее основания, т. е. высота уступа.

Наружным диаметром d резьбы называется наибольший диаметр, измеряемый по вершине резьбы — перпендикуляр оси.

Средним диаметром dcp называется расстояние между двумя линиями, проведенными по середине профиля резьбы между дном впадины и вершиной нитки параллельно оси винта.

Внутренним диаметром резьбы d1 называется наименьшее расстояние между противоположными основаниями резьбы, измеренное в направлении, перпендикулярном оси болта.

Профиль резьбы зависит от формы режущей части инструмента, при помощи которого нарезается резьба. Чаще всего применяется цилиндрическая треугольная резьба (рис. 192. а), обычно называют крепежной; такую резьбу нарезают на крепежных деталях, например на шпильках, болтах и гайках.

Помимо цилиндрических, треугольные резьбы бывают конические, которые дают возможность получить плотное соединение; такие резьбы встречаются на конических пробках, в арматуре, иногда в масленках.

Прямоугольная резьба (рис. 192, б) имеет прямоугольный профиль (квадратный). Она не стандартизована, трудна в изготовлении и применяется редко.

Трапецеидальная резьба (рис. 192, в) имеет сечение в форме трапеции с углом профиля 30°. У нее малый коэффициент трения, а потому применяется эта резьба для передачи движения или больших усилий: ходовые винты металлорежущих станков, в домкратах, прессах и т. п. Витки трапецеидальной резьбы имеют наибольшее сечение у корня, что обеспечивает высокую прочность ее и удобство при нарезании. Основные элементы трапецеидальной резьбы стандартизованы (ГОСТ 9484—60).

Упорная резьба (рис. 192, г) имеет профиль в виде неравнобокой трапеции с рабочим углом при вершине 30°. Основания витков закруглены, что обеспечивает в опасном сечении очень прочный профиль. Поэтому данная резьба применяется в тех случаях, когда винт должен передавать большое одностороннее усилие (в винтовых прессах, домкратах и т. п.).

По ГОСТ 10177—62 все упорные резьбы делятся на упорную крупную резьбу диаметрами 22—400 мм и шагами 8—48 мм, упорную нормальную диаметрами 22—300 мм и шагами 5— 24 мм и упорную мелкую резьбу диаметрами 10—650 мм и шагами 2—48 мм.

Круглая резьба (рис. 192, д) имеет профиль, образованный двумя дугами, сопряженными с небольшими прямолинейными участками и углом 30°; в машиностроении используется редко. Применяется в соединениях, подвергающихся сильному износу, в загрязненной среде (арматура пожарных трубопроводов, в вагонных стяжках, на крюках грузоподъемных машин и т. п.). Эта резьба не стандартизована.

Резьбы бывают правые и левые. У правых резьб (см. рис. 193, г) винтовая линия поднимается слева направо (по часовой стрелке), а у левых (см. рис. 193, д) — справа налево (против часовой стрелки).

В машиностроении применяются чаще всего правые резьбы. Кроме этого, резьбы бывают: однозаходные (одноходовые) и многозаходные (см. рис. 193, е).

У однозаходной резьбы на торце винта или гайки виден только один конец витка, а у многозаходных — два, три и больше витков.

Однозаходные резьбы имеют малые углы подъема винтовой линии и большое трение (малый к. п. д.). Они применяются там, где требуется надежное соединение — для крепежных резьб.

У многозаходных резьб по сравнению с однозаходными угол подъема винтовой линии значительно больше. Такие резьбы применяются в тех случаях, когда необходимо быстрое перемещение по резьбе при наименьшем трении, при этом за один оборот винта (или гайки) гайка (или винт) переместится на величину хода винтовой линии. Многозаходные резьбы используются в механизмах, служащих для передачи движения. Ход резьбы равен шагу, умноженному на число заходов. В однозаходной резьбе ход резьбы равен шагу.

Резьба и ее элементы

Понятие о винтовой линии

Если взять кусочек фольги, вырезанный в форме прямоугольного треугольника 2 и навернуть его на цилиндр 1 (рис. 3.78), то гипотенуза А С этого треугольника образует на цилиндрической поверхности винтовую линию. При этом длина окружности основания цилиндра должна быть равна длине катета АВ треугольника. Высота цилиндра, по которому винтовая линия делает один полный оборот (в нашем случае это длина катета СВ), называется шагом винтовой линии. Угол, под которым винтовая линия поднимается по поверхности цилиндра (в рассматриваемом примере это угол между катетом А В и гипотенузой А С), называется углом подъема винтовой линии.

Понятие о резьбе

Если на цилиндрической поверхности вдоль винтовой линии прорезать канавку, то получится резьба, форма которой будет определяться формой прорезанной канавки. Винтовая канавка, прорезанная на поверхности цилиндра, называется впадиной резьбы, а винтовой выступ, образующийся в результате прорезания канавки на протяжении одного поворота цилиндра, — витком или ниткой резьбы. Цилиндрический стержень, имеющий по всей длине или на некоторой его части винтовую поверхность, называется винтом, а отверстие, имеющее винтовую поверхность, — гайкой.

В зависимости от формы прорезанной канавки различают несколько профилей резьб (рис. 3.79): треугольный; трапецеидальный; ходовой; прямоугольный (ленточный); трапецеидальный упорный; круглый.

По числу ниток резьбы делят на одно-, двух-, трех- и много- заходные. Число заходов конкретной резьбы можно определить по количеству выходов концов ниток резьбы на торцевой поверхности винтовой детали (винта или гайки).

Элементы резьбы

Каждая резьба характеризуется определенными числовыми параметрами — элементами (рис. 3.80), которыми являются шаг, угол профиля, высота профиля, наружный, внутренний и средний диаметры.

Шаг резьбы Р — это расстояние в миллиметрах между вершинами двух соседних витков резьбы, измеренное в направлении ее оси

Высота профиля t — это расстояние от вершины резьбы до основания профиля, измеренное в направлении, перпендикулярном оси резьбы.

Основание резьбы — это участок профиля резьбы, находящийся на наименьшем расстоянии от ее оси.

Читайте также  Длинные метчики для нарезания резьбы

Угол профиля а — это угол между прямолинейными участками сторон профиля резьбы.

Наружный диаметр резьбы d — это наибольший диаметр, измеряемый по вершинам резьбы перпендикулярно ее оси.

Внутренний диаметр резьбы dx — это наименьшее расстояние между противоположными основаниями резьбы, измеренное перпендикулярно ее оси.

Средний диаметр резьбы d2 — это диаметр условной окружности, проведенный посредине профиля резьбы между дном впадины (основанием резьбы) и вершиной выступа перпендикулярно оси резьбы.

Типы и системы резьб

Профиль резьбы (см. рис. 3.79) зависит от формы рабочей части инструмента, которым получают резьбу. По назначению резьбы делятся на крепежные и специальные. К крепежным резьбам относятся треугольные, а к специальным — прямоугольные, трапецеидальные, упорные и круглые. Крепежные резьбы бывают цилиндрическими и коническими, позволяющими получить плотное соединение. Специальные резьбы применяются в большинстве случаев для механизмов преобразования движения, изготовляются на специальном оборудовании и не рассматриваются в данном учебнике.

В машиностроении приняты три системы резьб: метрическая, дюймовая и трубная.

Метрическая резьба (рис. 3.81) имеет профиль равностороннего треугольника с углом при вершине 60°, вершины выступов винта и гайки срезают во избежание заедания резьбы при свинчивании. Метрические резьбы характеризуются размером наружного диаметра и шагом винта, выраженными в миллиметрах. Метрические резьбы бывают с крупным и мелким шагом. Резьбы с крупным шагом обозначаются буквой М и цифрой, соответствующей диаметру винта, например М20. Метрические резьбы с мелким шагом также обозначают буквой М и цифрами, расположенными через знак умножения. Цифры соответственно характеризуют номинальный диаметр резьбы и ее шаг.

Дюймовая резьба (рис. 3.82) применяется при ремонтных работах и изготовлении запасных частей к импортному и старому оборудованию. Профиль этой резьбы представляет собой равнобедренный треугольник с углом при вершине 55° и плоско срезанными вершинами витков винта и гайки. Основной характеристикой дюймовой резьбы является количество ниток на один дюйм длины резьбы. Наружный диаметр резьбы (диаметр bi нта) также измеряют в дюймах. Крепежные дюймовые резьбы имеют диаметры от 3/i6 до 4 дюймов и от 24 до 3 ниток резьбы на один дюйм ее длины.

Трубная резьба (рис. 3.83) имеет профиль, аналогичный дюймовой резьбе, и меньший шаг. Вершины витков срезаны не плоско, как у дюймовых и метрических резьб, а по радиусу. Кроме того, у трубных резьб отсутствуют зазоры между витками винта и гайки, что обеспечивает более высокую плотность соединения, чем у метрических и дюймовых резьб. Основной характеристикой трубных резьб является количество ниток резьбы на один дюйм ее длины.

Трубные резьбы имеют диаметры от 1/8 до 6 дюймов при числе ниток на дюйм от 28 до 11. Диаметром дюймовой резьбы условно считается диаметр отверстия (просвета) трубы, а не наружный диаметр. Такая резьба применяется для соединения труб, арматуры трубопроводов и других тонкостенных деталей. Обозначают трубную резьбу на чертежах с указанием диаметра, например Труб. 3/8 «.

Определение размеров резьб (рис. 3.84). При нарезании резьб возникает необходимость проверки их качества. Для проверки наружного диаметра резьбы используется штангенциркуль или микрометр, внутренний диаметр проверяют при помощи штангенциркуля, средний диаметр — специальным резьбовым микрометром, шаг резьбы контролируют при помощи специального резьбового шагомера (миллиметрового или дюймового).

Резьба и ее элементы.

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: Rmax=0,144P, Rmin=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 d1 — диаметр цилиндра, вписанного в вершины внутренней резьбы (или впадины наружной резьбы).

Номинальные значения d и d1 для наружной и внутренней резьбы одинаковые.

Средний диаметр d2 — 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 H1 — высота плоскосрезанного теоретического профиля, равная полуразности наружного и внутреннего диаметров. Для метрических резьб Н=0,866025Р, Н1=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 H1 — наибольшая высота соприкосновения; наименьшая высота соприкосновения обозначается H1 min. Для резьбы с плоскосрезанным профилем H1 и H1 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 nP,
где n — число заходов.

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

Основные понятия и определения. Резьба. Резьбовые изделия

Резьба. Резьбовые изделия. Резьбовые соединения.

Соединения деталей.

Процесс соединения составных частей изделий (деталей, сборочных единиц) называется сборочной операцией. Неподвижные соединения разделяются на разъемные и неразъемные.

Разъемными называются соединения, повторная сборка и разборка которых возможна без повреждения его составных частей (соединения припомощи резьбы, шпонок, шлицев, штифтов и др.).

Соединения, которые предназначены для постоянной связи составных частей изделия, и которые нельзя разобрать без их повреждения, называются неразъемными (соединения при помощи сварки, пайки, клепки, опрессовки, склеивания и др.) Для разъемного соединения составных частей машин и раз­личных устройств широко применяется соединение при помощи резьбы или крепежных деталей с резьбой.

Читайте также  Соответствие трубной и метрической резьбы

В машиностроении широко применяют детали, име­ющие различные резьбы, каждая из которых наиболее полно отвечает назначению и условиям функциониро­вания резьбового соединения. Резьбы, применяемые для неподвижных соединений, называются крепежны­ми. Резьбы, применяемые в подвижных соединениях для передач заданного перемещения одной детали относительно другой, называются кинематическими (ходовыми).

Резьба – поверхность, образованная при винтовом перемещении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. Резьба,

образованная на цилиндрической поверхно­сти, называется цилиндрической резьбой, на коничес­кой поверхности — конической резьбой.

При резьбовом соединении двух деталей одна из них имеет наружную резьбу, выполненную на наружной поверхности, а другая — внутреннюю, выполненную в отверстии (рис.4.1).

В машиностроении применяются стандартные цилиндрические и конические резьбы разных типов, отличающихся друг от друга назначением и параметра­ми: метрическая, трубная цилиндрическая, трубная коническая, трапецеидальная, упорная и др. Стандарты, устанавливающие параметры той или иной резьбы, предусматривают также ее условное обо­значение на чертежах. Обозначение резьбы обычно включает в себя буквенное обозначение, определя­ющее тип резьбы, а также размер резьбы (примеры рассмотрены ниже).

Основным элементом резьбы является ее профиль, установленный соответствующим стандартом.

Профиль резьбы – контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ее ось. На рис. 4.2 показаны профили резьб общего назначения. Резьба метрическая (рис. 4.2 а), резьба трубная (рис. 4.2 б), резьба трапецеидальная (рис. 4.2 в), резьба упорная (рис. 4.2 г). Прямолинейные участки профиля, принадлежащие винтовым поверхностям называются боковыми сторонами профиля. Участки профиля, соединяющие боковые стороны выступов, называются вершинами профиля, участки профиля, соединяющие боковые стороны канавок — впадиной профиля. Угол между боковыми сторонами профиля – ß – угол профиля.

 

Ось резьбы – прямая, относительно которой происходит винтовое движение плоского контура, образующего резьбу.

Наружный диаметр резьбы d– диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или вписанной во впадины внутренней резьбы. Под размером резьбы понимается значение ее наружного диаметра, который называют номиналь­ным диаметром резьбы.

Внутренний диаметр резьбы d1 – диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы или описанной вокруг вершин внутренней резьбы. d2 диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, где ширина канавки равна половине номинального шага резьбы.

Шаг резьбыРрас­стояние между соседними одноимен­ными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы.

Часть резьбы, образо­ванная при одном повороте профиля вокруг оси, называется витком. При этом все точки производящего профиля пере­мещаются параллельно оси на одну и ту же величину, которая называется ходом резьбы (Ph). Резьба, образованная движением од­ного профиля, называется однозаходной, образованная движением двух, трех одинаковых профилей и более — многозаходной. У однозаходной резьбы ход равен шагу Ph =Р (рис. 4.3 а), у многозаходной ход равен шагу, умноженному на число ходов Ph =Р х n, где n –число ходов (рис. 4.3, б).

 

Резьба может быть правой или левой. Если ось резьбы расположить вертикально перед наблюдателем, то у правой резьбы видимые витки подни­маются слева направо (рис. 4.3, а), а у левой — справа налево (рис. 4.3, б). Так как применяется преимущественно правая резьба, то на чертеже оговаривают только левую, добавляя к обозначению резьбы «LH» согласно ГОСТ 8724-81 «Резьба метрическая, диаметры и шаги».

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Типы резьб и их характеристики

Резьба — это поверхность, образованная при винтовом движении произвольного плоского контура по боковой поверхности цилиндра или конуса.

Резьба, образованная на поверхности цилиндра, называется цилиндрической резьбой. Резьба, образованная на поверхности конуса, называется конической резьбой.

Резьбы, применяемые для неподвижных соединений, называют крепежными резьбами. К этим резьбам предъявляются требования по прочности, а в некоторых случаях и по герметичности.

Резьбы, применяемые в подвижных соединениях для передач заданного перемещения одной детали относительно другой, называют кинематическими или ходовыми резьбами. Эти резьбы также должны удовлетворять прочностным требованиям и, кроме того, обеспечивать необходимую точность перемещений, минимальные потери на трение и т. п.

В зависимости от расположения поверхности резьба может быть наружной или внутренней.

Наружная резьба — резьба, образованная на наружной поверхности цилиндра или конуса. В резьбовом соединении наружная резьба является охватываемой поверхностью и наносится на болте, винте и др.

Внутренняя резьба — резьба, образованная на внутренней поверхности цилиндра или конуса. В резьбовом соединении внутренняя резьба является охватывающей поверхностью, она наносится на поверхности отверстия в гайке, гнезде и др.

По направлению винтовой линии различают правую резьбу (нитка резьбы нарезается по часовой стрелке) и левую резьбу (нитка резьбы нарезается против часовой стрелки).

По числу заходов резьбы делятся на однозаходные (образованные одной винтовой ниткой) и многозаходные (образованные двумя и более винтовыми нитками).

По системе измерения параметров резьбы различают метрическую и дюймовую резьбу.

По величине шага различают резьбу крупную, мелкую и специальную.

По форме профиля различают резьбу треугольную, трапециевидную, круглую, прямоугольную и квадратную.

Наиболее распространены следующие типы резьб.

Метрическая резьба (ГОСТ 9150) является основной крепежной резьбой, применяется также в качестве ходовой резьбы.

Профиль резьбы — равносторонний треугольник с углом при вершине 60°. Вершины выступов резьбы срезаны. Эта резьба может быть однозаходной и многозаходной, преимущественно правой, с крупным и мелким шагами. Все размеры измеряют в миллиметрах.

Метрическая резьба обозначается так:

  • с крупным шагом — буквой М и диаметром (М24, М64 и т. д.);
  • с мелким шагом — буквой М, диаметром и шагом (М24Х2, М64Х2 и т. д.)

В обозначение левой резьбы входят буквы LH, например: М20Х1 LH.

Отклонения и допуски метрических резьб с крупными и мелкими шагами даны в ГОСТ 16093.

Трубная цилиндрическая резьба имеет профиль в виде равнобедренного треугольника с углом профиля 55°, вершины и впадины скруглены.

Трубная цилиндрическая резьба применяется в деталях трубных соединений: трубах, муфтах, тройниках, контргайках и других. Обеспечивает непроницаемость соединения.

В условное обозначение трубной цилиндрической резьбы входит буква G и обозначение размера резьбы. Например, G1 — трубная цилиндрическая резьба с номинальным диаметром 33,249 мм, т.е. наружный диаметр резьбы в ее обозначение не входит, его определяют по таблице ГОСТ 6357 в зависимости от обозначения размера резьбы.

В обозначении трубной цилиндрической резьбы за номинальный диаметр принят внутренний диаметр трубы, а не наружный диаметр резьбы.

Условное обозначение для левой резьбы дополняют буквами LH.

Трапецеидальная резьба применяется для передачи движения или больших усилий в двух направлениях. Профиль резьбы — равнобедренная трапеция. Угол при вершине 30°.

В обозначение входят буквы Tr, наружный диаметр и шаг резьбы, например: Tr20Х4 — для однозаходной правой резьбы; для многозаходной резьбы после наружного диаметра указывают числовое значение хода, а в скобках букву P и числовое значение шага, например Tr20Х8(P4). Для левой резьбы добавляют буквы LH.

Упорная резьба применяется в деталях, воспринимающих сильное давление, направленное постоянно в одну сторону. Профиль резьбы — прямоугольный треугольник со срезанными вершинами и закругленными впадинами. Угол при вершине 30°.

Читайте также  Коническая и цилиндрическая резьба совместимость

Обозначение начинают буквой S и далее — аналогично обозначению трапецеидальной резьбы.

Резьба круглая применяется на цоколях, патронах и светильниках, а также для шпинделей вентилей смесителей и водопроводных кранов. Круглая резьба имеет профиль, полученный сопряжением двух дуг одного радиуса. Круглая резьба обозначается буквами Кр.

Прямоугольная и квадратная резьбы не стандартизованы. Их применяют для передачи осевых сил в грузовых винтах и движения в ходовых винтах.

На чертежах прямоугольная и квадратная резьбы задаются всеми конструктивными размерами: наружным и внутренним диаметрами, шагом, шириной зуба и т.д.

Резьбы специальные имеют стандартный профиль, их диаметр и шаг отличен от стандартного. Обозначение таких резьб на чертеже начинают буквами Сп: Сп М40Х1,5 левая.