Часть 5

РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

5.1. Общие сведения

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. 1.35, 1.36).

Рис. 1.36. Образование резьбы

Рис. 1.35. Винтовая линия резьбы

ψ — угол подъема резьбы;

d₂ — средний диаметр резьбы.

Резьбы классифицируются по форме поверхности, на которой образуется резьба: цилиндрические и конические. По форме профиля различают типы:

• треугольные (рис. 1.37, а);

• упорные (рис. 1.37, б);

• трапецеидальные (рис. 1.37, в);

• прямоугольные (рис. 1.37, г);

• круглые (рис. 1.37, д).

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

Резьбы делятся на многозаходные и однозаходные (рис. 1.38).

По назначению различают:

• крепежные;

• крепежно-уплотняюшие;

• ходовые (для преобразования движения).

Крепежно-уплотняющие резьбы применя­ют для соединения деталей, требующих герме­тичности (рис. 1.40).

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

Рис. 1.37. Формы профиля резьбы:

а — треугольная; о — упорная; в — трапецеидальная; г — прямоугольная;

д — круглая

Рис. 1.38. Виды резьб

а — трехзаходная; б — однозаходная.

Достоинства резьбовых соединений:

• простота конструкции, технологичность;

• удобство сборки, разборки;

• высокая нагрузочная способность;

• малые габариты соединений;

• стандартизация изделий.

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

5.2. Геометрические параметры резьбы

Основными параметрами цилиндрической резьбы являются:

d — номинальный диаметр (нагруженный диаметр резьбы винта);

d₁ — внутренний диаметр резьбы гайки;

d₃ — внутренний диаметр резьбы винта;

d₂ — 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. 1.38, а, б).

Для однозаходной резьбы p_h = р.

Для многозаходной резьбы p_h=z* p, где z — число заходов.

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

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

γ — угол наклона боковой стороны профиля (рис. 1.39);

ψ — угол подъема резьбы (рис. 1.35);

5.3. 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. 1.39). Мелкие резьбы применяют в соединениях, работающих при пе­ременных нагрузках.

Рис. 1.39. Метрическая резьба

Дюймовая резьба имеет профиль равно­бедренного треугольника с углом при вер­шине а = 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. 1.40).

Рис. 1. 40. Трубная резьба

Трапецеидальная резьба — основная в пе­редаче винт—гайка. Профиль — равнобочная трапеция, угол профиля а = 30°, угол наклона боковой стороны γ = 15° (рис. 1.41). 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. 1.42). Профиль — неравнобочная трапеция с γ= 3°. Применяют в передаче винт—гайка при больших односторонних нагрузках (винты домкратов, прессов).

Прямоугольная резьба (рис. 1.43). Профиль резьбы — квадрат, γ = 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 а = 0°. Не стандартизиро­вана. Применение ограниченно (малонагруженные передачи винт—гайка).

Рис. 1.41. Трапециедальная резьба Рис. 1.42. Упорная резьба

Рис. 1.43. 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);

d₂, D₂ — средние диаметры соответственно болта и гайки;

d₁, D₁ — внутренние диаметры соответствен­но болта и гайки;

d₃ — 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.

Шаг резьбы р	Диаметр резьбы
	наружный	средний	внутренний	внутренний по дну впадины
С крупным шагом
0,40	2,0	1,740	1,567	1,509
0,45	(2,2)	1,908	1,713	1,648
0,45	2,5	2,208	2,013	1,948
0,50	3,0	2,675	2,459	2,387
0.60	(3,5)	3.110	2,850	2,764
0,70	4	3,546	3,242	3,141
0,75	(4,5)	4,013	3,688	3,580
0,80	5	4,480	4,134	4,019
1	6	5,350	4,918	4,773
1,25	8	7,188	6,647	6,466
1,50	10	9,026	8,376	8,160
1,75	12	10,863	10,106	9,853

Продолжение табл. 1.12

Шаг резьбы р	Диаметр резьбы
	наружный	средний	внутренний	внутренний по дну впадины
2	(14)	12,701	11,835	11,546
2	16	14,701	13,835	13,546
2,5	(18)	16,376	15,294	14,933
2,5	20	18,376	17,294	16,933
2,5	(22)	20,376	19,294	18,933
3	24	22,051	20,752	20,319
3	(27)	25,051	23,752	23,319
3,5	30	27,727	26,211	25,706
3,5	(33)	30,727	29,211	28,706
4	36	33,402	31,670	31,093
4	(39)	36,402	34,670	34,093
4,5	42	39,077	37,129	36,479
4,5	(45)	42,077	40,129	39,479
5	48	44,752	42,587	41,866
5	(52)	48,752	46,587	45,866
5,5	56	52,428	50,046	49,252
5,5	(60)	56,428	54,046	53,252
6	64	60,103	57,505	56,639
6	(68)	64,103	61,505	60,639