РЕЗЬБЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ

Метрическая резьба (рис. 5). Широко используется для большинства реьбовых соединений как крепежная, а также для точных винтовых пар измерительных инструментов. Все ее размеры измеряются в миллиметрах (отсюда ее название – метрическая). Имеет профиль в виде равностороннего треугольника (α=60º). Изготовляется по стандарту.

Вершины профиля наружной резьбы срезаны по прямой на расстоянии H/8, а вершины профиля внутренней резьбы – на расстоянии H/4 от вершин исходного треугольника резьбы.

Профиль впадин у наружной и внутренней резьбы не регламентируется, но у наружной резьбы предпочтительно закругление дна впадины радиусом R= H/6 ≈ 0,144P.

Высота исходного треугольника резьбы

Рабочая высота профиля

Так как основные размеры профиля метрической резьбы определяют в долях от шага P, то с изменением шага резьбы изменяются и размеры профиля по геометрическому подобию.

Стандартом предусмотрены метрические резьбы с различными шагами ( крупным и мелким) при одинаковом наружном диаметре d резьбы (рис. 5, б). Так, для резьбы М16 крупный шаг – 2 мм, мелкие шаги – 1,5; 1; 0,75; 0,5 мм. Меньшему шагу соответствует больший внутренний диаметр d₃ .

Для крепежных деталей основной является резьба с крупным шагом. Статическая несущая способность этой резьбы выше, чем резьбы с мелким шагом. Она также менее чувствительная к изнашиванию и неточностям изготовления.

б

а

Рис.5. Метрическая цилиндрическая резьба [7]: а – элементы метрической резьбы (H≈ 0,866P; H₁≈ 0,541P); б – резьба с крупным и мелким шагом

Резьбы с мелким шагом меньше ослабляют деталь и отличаются повышенным самоторможением (при малом шаге P угол подъема винтовой линии ψ мал). Области применения метрической резьбы с мелкими шагами: резьбовые соединения, подверженные действию переменных нагрузок (крепление колеса автомобиля, свечи зажигания ДВС); полые тонкостенные детали; регулировочные устройства (приборы, точная механика).

Следует отметить, что радиальные зазоры в соединении наружной и внутренней метрических резьб делают это соединение негерметичным.

Метрическую резьбу с крупным шагом обозначают буквой M и числом, выражающим наружный диаметр d резьбы в миллиметрах, например M16, а для метрической резьбы с мелкими шагами дополнительно указывают шаг в миллиметрах, например М16 × 1,5.

Трубная резьба (рис.6). Трубную цилиндрическую резьбу используют в цилиндрических резьбовых соединениях труб и арматуры трубопроводов, а также в соединениях внутренней цилиндрической резьбы с наружной конической резьбой.

Трубная резьба имеет симметричный треугольный профиль с углом профиля α=55^º. Закругленные вершины и впадины и отсутствие зазора по ним обеспечивают герметичность соединения.

Трубная цилиндрическая резьба стандартизована (ГОСТ 6357 – 81). По данному стандарту (а также по международному стандарту) обозначение трубной резьбы задают в дюймах (1 дюйм=25,44 мм) по внутреннему диаметру трубы с наружной резьбой ( от 1/16'' до 6''). В стандарте указывается число шагов z на длине 25,44 мм (от 28 до 11).

В указанном диапазоне внутреннего диаметра трубы шаг резьбы P= 0,907…2,309 мм, наружный диаметр (d=D) = 7,723…163,830 мм. Диаметры d₂ (D₂) и d₁ (D₁) в стандарте также указаны в мм. Таким образом, трубная цилиндрическая резьба – это резьба с мелким шагом.

Деталь с внутренней трубной цилиндрической резьбой, используемая для соединения труб с наружной трубной цилиндрической резьбой, называется муфтой.

Рис.6. Трубная цилиндрическая резьба [7]

Трапецеидальная резьба (рис.7). Это основная резьба для механизмов, передающих усилие в обоих направлениях (ходовые винты, винты суппортов станков и др.). Она имеет профиль симметричной трапеции с углом профиля α=30^º . Характеризуется меньшими потерями на трение, чем треугольная резьба, удобна в изготовлении и более прочна, чем прямоугольная резьба.

Трапецеидальная резьба стандартизована в диапазоне номинальных диаметров d=8…640 мм. Изготовляется однозаходной и многозаходной. Предусмотрена возможность применения резьб с мелкими, средними и крупными шагами.

Рис.7. Трапецеидальная резьба [7]: H₁=0,5P; d₂= D₂=d – H₁=d – 0,5Р; d₃=d - 2h₃ ;

h₃=H₄=0,5Р+а_с; D₁=d – 2Н₁=d - P; D₄=d+2а_с

Упорная резьба (рис.8). Имеет профиль неравнобочной трапеции с углом α=27^º . Для возможности изготовления резьбы фрезерованием и повышения КПД рабочая сторона профиля имеет угол наклона 3^º (резьба с углом наклона профиля 0^º неудобна в изготовлении). Угол наклона нерабочей стороны 30^º . Предусмотрен значительный радиус R закругления впадины, что повышает сопротивление усталости винта. Резьба стандартизована. Используется в передаче винт – гайка при больших односторонних осевых нагрузках (винты прессов, домкратов, нажимные устройства прокатных станов, резьбовые хвостовики грузовых крюков и т.д). Изготовляется однозаходной и многозаходной.

Рис.8. Упорная резьба [7]: H=1,587911P; H₁=0,75P; a_c= 0,117767P; h₃= H₁+ a_c=0,867767P;

R=0,124271P

Прямоугольная резьба (рис.9). Ранее широко применялась в передаче винт-гайка. В настоящее время не стандартизована и почти вытеснена трапецеидальной резьбой, как более технологичной.

Профиль прямоугольной резьбы – квадрат. Изготовляют ее резцами на токарно-винторезные станках. Этот способ имеет низкую производительность. Изготовить данную резьбу более производительным способом на резьбофрезерных станках невозможно, так как для образования чистой поверхности резьбы у фрезы должны быть режущими не только передние, но и боковые грани [1].

Круглая резьба(рис.10). Профиль резьбы состоит из дуг, сопряженных короткими прямыми линиями. Угол профиля α=30^º . Резьба стандартизирована. Применяется для винтов, подверженным большим динамическим напряжениям, а также часто завинчиваемых и отвинчиваемых в загрязненной среде (вагонные стяжки, пожарная арматура). Большие радиусы закруглений исключают значительную концентрацию напряжений. Загрязняющие частицы, попадающие в круглую резьбу, выжимаются в ее радиальные зазоры.

Технологична при изготовлении отливкой, накаткой и выдавливанием на тонкостенных металлических и пластмассовых деталях.

Рис.9. Прямоугольная цилиндрическая резьба Рис.10. Круглая цилиндрическая резьба

РЕЗЬБЫ КОНИЧЕСКИЕ

Профили и размеры конических резьб представлены на рис.11…13. Конические резьбы обеспечивают непроницаемость без специальных уплотнений. Их применяют для соединения труб, установки пробок, масленок и т.п. Отсутствие радиальных зазоров в резьбе и плотное прилегание профилей по вершинам обеспечивают герметичность соединения. Эти резьбы обеспечивают быстрое завинчивание и отвинчивание.

Стандартизованы три конические резьбы с конусностью 1:16 [2tg(φ/2) = 1:16 и угол конуса φ = 3º 34' 48''; φ/2 – угол наклона] – метрическая с углом профиля 60º (рис.11); трубная с углом профиля 55º (рис.12) и дюймовая с углом профиля 60º (рис.13).

Все эти резьбы допускают свинчивание с внутренними цилиндрическими резьбами (рис.14), и поэтому их нарезают с биссектрисой угла профиля, перпендикулярной оси резьбы.

За наружный диаметр (или D) конической резьбы принимают диаметр в основной плоскости (см. рис. 15), равный наружному диаметру цилиндрической трубной резьбы (ГОСТ 6357 – 81) того же размера [7]. Шаг конической резьбы измеряют вдоль оси резьбы.

Рис.11. Метрическая коническая резьба [7]

Рис.12. Трубная коническая резьба

Рис. 13. Дюймовая коническая резьба [7]

Рис.14. Соединение наружной конической резьбы с внутренней цилиндрической резьбой [7]

Рис.15. Расположение основной плоскости в соединении конических резьб [7]