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.

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

К атегория:

Нарезание резьбы

Общие понятия о резьбе и ее элементах

Понятие о винтовой линии. Если на какой-нибудь цилиндр навернуть бумажный прямоугольный треугольник, один катег которого (сторона АВ), равный длине окружности основания цилиндра, совпадает с этой окружностью, то гипотенуза (сторона АС) образует на цилиндрической поверхности кривую. Такую кривую называют винтовой линией.

Прямоугольный треугольник можно навивать на цилиндр в двух направлениях- по часовой стрелке или против часовой стрелки. Поэтому различают два вида винтовых линий. Если винтовая линия при навивании треугольника на цилиндр, удаляясь от основания, постепенно поднимается против часовой стрелки, то она называется правой. Если же винтовая линия, удаляясь от основания цилиндра, поднимается по часовой стрелке, то она называется левой.

Правой винтовая линия и соответствующая ей резьба называется потому, что для завинчивания винта с этой резьбой винт (или гайку) надо вращать вправо, т. е. по часовой стрелке. При левой резьбе винт или гайку для завинчивания надо вращать влево, т. е. против часовой стрелки.

Расстояние (по высоте цилиндра), на протяжении которого винтовая линия делает полный оборот (длина катета ВС), называется шагом винтовой линии.

Рис. 1. Образование винтовой линии: 1 - цилиндр, 2 - бумажный треугольник, 3 - цилиндр с правой винтовой линией, 4- цилиндр с левой винтовой линией

Угол, под которым поднимается винтовая линия (угол а между катетом АВ и гипотенузой АС), называется углом подъема винтовой линии.

Понятие о резьбе. Если на цилиндрической поверхности прорезать винтовую канавку, то получится резьба, профиль которой будет зависеть от формы прорезанной канавки. Винтовая канавка называется впадиной резьбы, а винтовой выступ на протяжении одного полного оборота - витком, или ниткой. Цилиндрический стержень, имеющий на некоторой части или на всей длине винтовую нарезку, называется винтом.

Следует, однако, отметить, что в машиностроении не все стержни, имеющие винтовую нарезку, называются винтами. Приняты следующие названия.

Если стержень крепежной детали нарезан на всю длину вплоть до головки, то такая деталь называется винтом. Если стержень нарезан не на всей длине и на нем имеется гладкая часть, такая деталь называется болтом. Крепежные детали для соединения деревянных частей, независимо от длины нарезки, называются винтами по дереву или шурупами.

Некрепежные детали с винтовой резьбой называются обычно винтами, например ходовой винт токарного станка и др.

Профилем резьбы винта называется контур (очертание) впадины и выступа, который можно было бы увидеть, разрезав резьбу вдоль оси винта. На рис. 2 показаны различные профили резьбы, применяемые в машиностроении.

Резьбы по числу ниток разделяются на одноходовые, двух-, трех- и многоходовые. Их называют еще соответственно однозаходными, или одноконцевыми, двух-, трех- и многозаходными, или двух-, трех- и многоконцевыми. Уже при числе ниток больше одной резьбу часто называют многоходовой, или многозаходной.

Определение числа ходов многоходовой резьбы как у винта, так и у гайки производится путем подсчета числа концов витков на торцовой части винта или гайки. Для этого нужно посмотреть в торец. Если винт одноходовой, то он заканчивается одним концом, двухходовой - двумя концами, трехходовой - тремя концами и т. д.; то же относится и к гайке.

Рис. 2. Профили резьб: а - треугольная, б - трапецеидальная, в - прямоугольная, г - упорная (пилообразная), д - круглая; 1 - выступ, 2 - впадина, 3 - профиль резьбы

Рис. 3. Элементы резьбы: а - треугольной (вершины срезаны), б - прямоугольной, в - трапецеидальной, г - упорной, д - круглой, е - винт с треугольной резьбой, ж - гайка с треугольной резьбой

Элементы резьбы. Каждая резьба имеет следующие главные элементы (рис. 200): шаг резьбы, угол профиля резьбы, глубину резьбы, наружный, средний и внутренний диаметры резьбы.

Расстояние, на которое передвигается винт в гайке при совершении им одного полного оборота, называется шагом резьбы. В однозаходной резьбе шаг - расстояние между вершинами двух соседних витков, 222

Угол профиля резьбы - это угол, заключенный между боковыми сторонами профиля в плоскости оси.

Глубина резьбы - расстояние от вершины резьбы до ее основания (высота выступа).

Наружный диаметр d0- это наибольший диаметр резьбы винта, измеряемый но вершине резьбы перпендикулярно к оси резьбы.

Внутренний диаметр di:- наименьший диаметр резьбы, измеряемый по впадинам перпендикулярно к оси резьбы.

Средний диаметр - расстояние между двумя линиями, параллельными оси винта, из которых каждая находится на равных расстояниях от вершины нитки и дна впадины.

Резьбы, как и винтовые линии, делятся на правые и левые. Детали с левой резьбой имеют специальные метки, местоположение и форма которых указаны в ГОСТ .

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

Метрическая резьба имеет в профиле вид равностороннего треугольника с углом при. вершине 60°. Вершины выступов винта и гайки плоско срезаны во избежание заедания при свинчивании. Метрическая резьба характеризуется шагом и диаметром винта в миллиметpax.

существуют шесть видов метрических резьб: основная и мелкие- 1, 2, 3, 4 и 5-я. Мелкие резьбы отличаются одна от другой главным образом размерами шага.

Дюймовая резьба имеет в профиле равнобедренный треугольник с углом при вершине 55°. Вершины выступов винта и гайки плоско срезаны, по наружному и внутреннему диаметрам резьбы имеются зазоры. Дюймовая резьба характеризуется числом ниток, которое приходится на 1 дюйм ее длины, и тем, что наружный диаметр резьбы (диаметр болта) измеряется в дюймах.

Рис. 3. Метрическая резьба

Рис. 4. Дюймовая резьба

Трубная резьба имеет профиль дюймовой резьбы, но она мельче по шагу и другим элементам. Измеряется она в дюймах и характеризуется числом ниток резьбы на 1 дюйм., За диаметр резьбы принят условно внутренний диаметр трубы (диаметр отверстия), а не наружный. Вершины выступов винта и гайки сделаны плоско срезанными или закругленными. Плоско срезанный профиль применяется для резьб обычных трубных соединений, рассчитанных на невысокое давление, с уплотнением льняными нитями или пряжей с суриком. Закругленный профиль придают трубным резьбам в тех случаях, когда к плотности (непроницаемости) трубных соединений предъявляются повышенные требования.

Рис. 5. Трубная резьба: а - плоско срезанный профиль (вершина резьбы срезана), б - закругленный профиль

Применение резьбы различных профилей в машиностроении. Наибольшее распространение имеет метрическая цилиндрическая треугольная резьба. Ее называют крепежной, так как с этой резьбой изготовляют крепежные детали - болты, шпильки.

Коническая треугольная резьба, обеспечивающая плотное соединение, применяется в арматуре, масленках, пробках и других деталях.

Прямоугольную и трапецеидальную резьбу нарезают на винтах, предназначенных для передачи движения или больших усилий (например ходовые винты в станках и прессах, винты слесарных тисков, домкратов и др.).

Упорная резьба применяется для деталей, которые должны воспринимать сильное давление, притом постоянно в одном направлении (например муфты трубопроводов высокого давления, винтыгидравлических и механических прессов).

Круглую резьбу делают в тех случаях, когда резьбовое соединение предназначено работать в загрязненной среде (например водопроводная арматура, винты вагонных тормозов).

Дюймовую резьбу допускается применять только при ремонте старых машин, отверстия которых могут иметь дюймовую нарезку.

Резьба бывает наружной (рис. 191) и внутренней (рис. 192).

Рис. 189. Резьба, нарезанная резцом

Размеры профиля

Основные элементы, определяющие профиль и размер треугольной, прямоугольной и трапецеидальной резьб, для наружной (рис. 191) и внутренней (рис. 192) резьб следующие:

Рис. 188. Схема, поясняющая образование винтовой линии на цилиндрическом валике

шаг резьбы S - расстояние между двумя одноименными точками соседних витков, измеренное параллельно оси резьбы;

угол профиля а - угол между боковыми сторонами витка, измеренный в диаметральной плоскости. Для метрической резьбы а = 60°, а для дюймовой а=55°.

Диаметры резьбы

Различают три следующие диаметра резьбы (рис. 191 и 192): наружный диаметр d резьбы - расстояние между крайними наружными точками резьбы в направлении, перпендикулярном к оси;

Рис. 190. Профили резьб: а - треугольный, б - прямоугольный, в - трапецеидальный

внутренний диаметр d1 резьбы - расстояние между крайними внутренними точками резьбы в направлении, перпендикулярном к оси:

средний диаметр d2 резьбы - расстояние между двумя противолежащими параллельными боковыми сторонами профиля резьбы, измеренное перпендикулярно к ее оси.

Направление резьбы

Направление резьбы (правая и левая резьбы). Если посмотреть на резьбу с торца, то у правой резьбы подъем канавки направлен слева направо, а у левой наоборот - справа налево.

Направление резьбы можно, также обнаружить по направлению вращения винта при ввинчивании его в отверстие или гайки при навинчивании ее на болт: если ввинчивание идет по ходу часовой стрелки, то резьба правая, если против хода,- левая.

Рис. 191. Основные элементы наружной резьбы

Рис. 193. Правая (а) и левая (б) резьбы

Рис 192. Основные элементы внутренней резьбы

Наиболее употребительна правая резьба; нарезается она резцом, перемещающимся справа налево (рис. 193, а), т. е. по направлению к передней бабке токарно-винторезного станка. Левая резьба нарезается резцом, перемещающимся слева направо, т. е. по направлению к

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.

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

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.