1. Общие понятия о резьбе. Винтовая линия. Образование резьбы.

Все технические соединения деталей подразделяются на разъемные и неразъемные. Разъемными соединениями являются соединения, повторная сборка и разборка которых возможна без повреждения их составных частей. В противном случае соединения называются неразъемными

Резьбовые соединения относятся к разъемным соединениям. Доля резьбовых соединений в любой технической конструкции может доходить до 70%.

В основе образования резьбы лежит винтовое движение некото­рой фигуры относительно прямой, называемой осью винтового дви­жения.

В общем виде резьбу можно охарактеризовать как винтовую по­верхность, образуемую движением плоской фигуры, задающей про­филь резьбы, по цилиндрической или конической поверхности, при этом движение профиля осуществляется по винтовой линии (рисунок 1).

ГОСТ 11708-82 дает следующее определение резьбы: резьба - это один или несколько равномерно расположенных выступов постоянного сечения, образованных на боковой поверхности прямого кру­гового цилиндра или конуса

Резьбу нарезают соответствующими инструментами с удалением слоя материала - резцом, фрезой, плашкой (на стержне), метчиком (в отверстии).

Резьбу можно получить также накаткой, литьем, прессованием, штамповкой в зависимости от материала и других условий.

Рисунок 1 - Образование резьбы

2. Элементы резьбы. Изготовление резьбы.

Резьбу изготовляют режущим инструментом с удалением слоя материала, накаткой — путем выдавливания винтовых выступов, литьем, прессованием, штамповкой в зависимости от материала (металл, пласт­масса, стекло) и других условий.

В силу устройства резьбонарезающего инструмента (например, метчика, рис. 2.1; плашки, рис. 2.2) или при отводе резца, при переходе от участка поверхности с резьбой полного профиля (участки l) к гладкой образуется участок, на ко­тором резьба как бы сходит на нет (участки l₁), образуется сбег резьбы,

(рис. 2.3).

Если резьбу выполняют до неко­торой поверхности, не позволяющей доводить инструмент до упора к ней, то образуется недоеод резьбы (рис. 2.3 б, в). Сбег плюс недовод образу­ют недорез резьбы. Если требуется из­готовить резьбу полного профиля, без сбега, то для вывода резьбообра­зующего инструмента делают проточку, диаметр которой для наружной резьбы должен быть немного меньше внутреннего диаметра резьбы (рис. 2.3 г), а для внутренней резьбы — немного больше наружного диаметра резьбы (рис. 2.4).

В начале резьбы делают, как правило, коническую фаску, пре­дохраняющую крайние витки от повреждений и служащую направляющей при соединении деталей с резьбой (см. рис. 2.3). Фаску выполняют до нарезания резьбы. Размеры фасок, сбегов, недорезов и проточек стандартизованы, см. ГОСТ 10549—80.

3. Классификация резьб

На рисунке 3.1 представлена классификация. Разработанная классификация делит резьбы по месту нарезки, по форме нарезаемой поверхности, по профилю исходного контура, по назначению, по направлению нарезки, по посадке по среднему диаметру, по величине шага, по методу изготовления резьбы, по точности изготовления, по дополнительной обработке, по степени механизации нарезки, по степени нормализации, по усилию затяжки, по коррозионной стойкости, по числу заходов винтовой линии.

Наружной называют резьбу, нарезаемую на стержнях. Резьба в отверстии называется внутренней.

Цилиндрическую резьбу нарезают на цилиндрической поверхно­сти, коническую резьбу — на конической поверхности. В некоторых случаях резьбу нарезают на поверхности гиперболоида вращения - такая резьба называется глобоидной.

По назначению

Различают резьбы общего назначения и специальные, предназна­ченные для применения на изделиях определенных видов.

Резьбы общего назначения - крепежные (преимущественно метрические, дюймовые, ходовые (трапецеидальные, прямоугольные), грузовые (упорные, квадратные), смешанные (трапецеидальные и прямоугольные), уплотнительные (трубные цилиндрические и трубные конические, дюймовые), установочные (метрические), червячные (эвольвентные).

Крепежная резьбы - предназначены для неподвижного разъемного со­единения составных частей изделия

Ходовые резьбы - для передачи движения.

Грузовые резьбы - применяются в передаче винт–гайка при больших односторонних осевых нагрузках (грузовые винты прессов, домкратов и т. д.).

Смешанные резьбы — это резьбы, которые имеют различное на­значение. Например, трапецеидальная резьба может быть как кре­пёжной, так и ходовой резьбой; дюймовая — как крепёжной, так и уп­лотнительной.

уплотнительные

Установочные резьбы служат для регулировки относительного положения деталей и выполняются, как правило, с мелкими шагами.

червячные

Специальные резьбы– это стандартные резьбы с нестандартным шагом. К ним, например, относятся резьбы деревянных конструкций, резьбы оптических приборов, резьбы приборов точной механики, резьбы буровых труб, резьбы электродов и ниппелей электродуговых печей, резьбы пластмассовых деталей, резьбовые нарезы каналов стволов стрелкового и артиллерийского оружия, резьбы с натягом, резьбы с гарантированным зазором.

По профилю исходного контура

На рисунке 3.2 изображены различные профили резьбы. В зависи­мости от формы профиля резьбу называют треугольной (рисунок 3.2, а, б, в), трапецеидальной (рисунок 3.2, г, д), прямоугольной или квадрат­ной (рисунок 3.2, е), круглой (рисунок 3.2, ж, з) и эвольвентной (рису­нок 3.2, и).

Рисунок 3.2 - Профили резьбы

Треугольная резьба делится на метрическую, дюймовую и труб­ную (см. рисунок 3.2, а, б, в).

Треугольные

Метрическая резьба - она широко применя­ется в крепежных деталях с номинальным диаметром от 1 до 600 мм и шагом от 0,0075 до 6 мм. Профиль - равносторонний тре­угольник, угол при вершине 60°.

Трубная резьба применяется на водопроводных и газопроводных трубах, частях для их соединения (муфтах, угольниках и т. д.), изме­ряется в дюймах. Профилем служит равнобедренный треугольник с углом при вершине 55° и закругленными вершинами и впадинами. Профили наружной и внутренней резьбы совпадают, что обеспечива­ет герметичность соединения.

Дюймовая резьба используется при ремонте импортных станков и других изделий, измеряется в дюймах (1^’’ = 25,4 мм). Профилем резьбы служит равносторонний треугольник со срезанными верши­нами и углом при вершине 55°.

Трапецеидальная симметричная резьба используется для меха­низмов, передающих усилие в обоих направлениях, например, в хо­довых винтах. Профилем трапецеидальной резьбы является равно­бочная трапеция, угол профиля при вершине 30° (см. рисунок 3.2, г).

Трапецеидальная несимметричная резьба, называемая упорной, имеет углы наклона боковых сторон профиля 30 и 3° (см. рисунок3.2, д) и используется при больших односторонних осевых нагрузках, на­пример, в грузовых домкратах.

Резьба прямоугольная (квадратная) – применяется в соединениях, где не должно быть самоотвинчивания под действием приложенной нагрузки. Обладает пониженной прочностью. При износе появляются осевые зазоры, которые трудно устранить. Стандарт отсутствует.

Различают круглую резьбу Эдиссона (см. рисунок 3.2, ж) предназна­ченную для цоколей и патронов электрических ламп, и круглую резьбу для санитарно-технической арматуры: шпинделей, вентилей и водопро­водных кранов (см. рисунок 3.2, з). Эти резьбы имеют различный про­филь и обозначение. Резьбу Эдисона иногда называют полукруглой.

У эвольвентной (червячной) резьбы боковые стороны профиля выполнены по кривым линиям (чаще всего по эвольвентам). Такая резьба используется для нарезки червяков червячной передачи. Червяк - это винт с одним или несколькими витками (заходами) опреде­ленного профиля.

По направлению нарезки резьбы или вращения винтовой линии различают резьбу правую и левую. Правая резьба образована профи­лем, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль оси от наблюдателя. Левая резьба образована профилем, вращаю­щимся против часовой стрелки вдоль оси от наблюдателя. Все резьбы преимущественно правые.

По посадке по среднему диаметру резьбы делятся на: резьбы со скользящей посадкой, резьбы с зазорами, резьбы с натягами, резьбы с переходными посадками (плотные).

резьбы со скользящей посадкой — нижнее отклонение среднего диаметра внутренней резьбы совпадает с верхним отклонением наружной резьбы (см. рисунок 3.3 а);

резьбы с зазорами — поле допуска среднего диаметра внутренней резьбы расположено над полем допуска наружной резьбы; соединении обеспечивается зазор (см. рисунок 3.3 б);

резьбы с натягами - поле допуска среднего диаметра наружной резьбы расположено над полем допуска внутреннее резьбы; в соединении обеспечивается натяг (см. рисунок 3.3 в);

резьбы с переходными посадками (плотные) — поля допусков среднего диаметра наружной и внутренней резьб перекрываются; в соединении возможно получение как натягов, так н зазоре» (см. рисунок 3.3 г).

По величине шага различают резьбу с крупным, нормальным и мелким шагом. Для метрической резьбы с крупным шагом шаг не указывается, так как он единственный для данного диаметра резьбы. Мелких шагов для данного диаметра может быть несколько, поэтому в обозначении резьбы шаг обязательно указывают.

По методу изготовления резьбы делятся на нарезные (на токарных станках), фрезерованные, накатанные, литые, прессованные, штампованные.

По точности изготовления резьбы делятся на низкоточные, нормальные и прецезионные (резьбы точной механики и мерительных инструментов). По дополнительной обработке резьбы делятся на шлифованные и нешлифованные.

По степени механизации нарезки резьбы они делятся на ручные (преимущественно метчиками и плашками) и машинные (с помощью токарных, фрезеровальных, резьбонарезных и накаточных станков).

По степени нормализации резьбы делятся на стандартные, нестандартные и отраслевые (по стандартам предприятий или отраслей промышленности).

По усилию затяжки резьбы делятся на нормальные и усиленные. По коррозионной стойкости резьбы делятся на некоррозионно-стойкие и коррозионно-стойкие (резьбы с антикоррозионным покрытием).

По числу заходов винтовой линии резьбы делятся на однозаходные и многозаходные. Резьбы преимущественно однозаходные. Многозаходные резьбы служат для обеспече­ния большего перемещения резьбовой детали за один её оборот. Крепёжные, ходовые, грузовые резьбы в основном однозаходные.