Тема 3.4 Резьбовые соединения

Классификация резьб; достоинства и недостатки резьбовых соединений; геометрические параметры резьбы; основные типы резьб; силовые соотношения в винтовой паре; расчет резьбовых соединений на прочность.

Все резьбы стандартизированы в мировом масштабе, то есть резьбы национальных стандартов соответствующих типов взаимозаменяемы.

Типы резьб и их применение

Рис. 3.4.1

По профилю резьбы разделяются на следующие типы:

а) треугольная. Основной тип крепежной резьбы. Метрическая резьба имеет угол  = 60°, дюймовая -  = 55°;

б) прямоугольная;

в) трапецеидальная;

г) упорная.

Резьбы типа (б), (в), (г) называются силовыми и применяются для тех винтовых соединений, в которых желательно иметь меньшие потери на трение (например, в домкратах, натяжных устройствах, подъемниках, винтовых прессах, ходовых винтах).

Прямоугольная резьба, вследствие технологических трудностей ее изготовления, применяется крайне редко и обычно заменяется резьбами типа (в) и (г). Резьба (г), как показано на рисунке, применяется только при одностороннем действии основных нагрузок; при обратном приложении нагрузки потери на трение возрастают. В некоторых случаях применяется также резьба круглого профиля (там, где имеется опасность повреждения острых кромок, например, в пожарном оборудовании, в цоколях электрических ламп).

По шагу резьбы разделяются на основные и мелкие. Мелкие резьбы для тех же диаметров имеют меньший шаг того же профиля, что и в основной резьбе. Применение мелких резьб меньше ослабляет сечение деталей и благодаря меньшему углу спирали нарезки лучше предохраняет соединение против самоотвинчивания.

Для диаметров свыше 20 мм уже обычно применяются мелкие резьбы.

Пример обозначения резьбы:

М 16 х 2 - основная; М 16 х 1,5 - мелкая.

Здесь: М - метрическая; 16 - номинальный (наружной) диаметр резьбы в мм; 2 и 1,5 - шаг резьбы в мм.

По числу заходов нарезки

Рис. 3.4.2

Однозаходные (рис. 3.4.2 a) применяются для крепежных деталей.

Многозаходные (рис.3.4.2 б) - обычно для силовых соединений.

Цилиндрические и конусные резьбы

Рис. 3.4.3

Конусные резьбы (рис.3.4.3) применяется там, где необходимо герметически плотное соединение (пробки, трубы, наконечники арматуры). Применяются конусные резьбы как метрической, так и дюймовой системы измерения.

Для возможности свертывания конических резьб с цилиндрическими, биссектриса угла профиля конусной резьбы по ГОСТ перпендикулярна оси.

Метрические и дюймовые резьбы

В дюймовых резьбах шаг определяется числом ниток резьбы на дюйм.

Элементы крепежных соединений

Рис. 3.4.4

Болт (рис. 3.4.4 a) требует для размещения гайки много места что увеличивает габариты и вес конструкции. Зато, при обрыве он легко заменяется.

Винт (рис.3.4.4 6) может иметь головку разной формы, в частности и шестигранную. Винт ввертывается в корпус и поэтому требует мало места для размещения, что сокращает размеры и вес конструкции. Однако, при сборке, резьба в корпусе (в особенности чугунном или алюминиевом) может быть повреждена. При обрыве трудно извлечь оставшуюся в резьбе часть винта.

Шпилька также ввертывается в корпус, для чего имеет с этой стороны тугую нарезку. При разборке свинчивается только гайка и тугая резьба в корпусе не повреждается. Шпильки рекомендуется применять при чугунных или алюминиевых корпусах. Силовые зависимости в резьбовом соединении