Материалы резьбовых изделий

Лекция 14

Резьбовые соединения

Общие сведения

 

Резьбовые соединения – это разъемные соединения деталей с помощью резьбы или резьбовыми крепежными деталями – винтами, болтами, шпильками, гайками.

Резьба образуется путем нанесения на поверхность деталей винтовых канавок с сечением согласно профилю резьбы. Образованные таким образом выступы носят название витков.

При сборке и разборке резьбового соединения крепежные винты поворачивают или удерживают от поворота соответствующим инструментом (ключом, отверткой) или непосредственно рукой за головку винта.

Болт предполагает взаимодействие его с гайкой и наличие головки (рис.16.1).

 

Гайка     Резьба   Винт     Головка

 

Рисунок 16.1 – Винт с гайкой (болт)

 

Гайка – это деталь с резьбовым отверстием, навинчиваемая на винт и имеющая форму, приспособленную для захвата ключом или рукой.

Достоинства и недостатки резьбовых соединений.

Достоинства резьбовых соединений:

§ возможность создания больших осевых сил, благодаря клиновому действию резьбы;

§ возможность фиксирования зажима в любом положении, благодаря самоторможению;

§ небольшие габариты и простота изготовления;

§ надежность и удобство сборки и разборки;

§ допускают точную установку соединяемых деталей и любую степень затяжки крепежными деталями

Недостаток:

§ наличие концентратов напряжения, понижающих их прочность.

§

Основные параметры резьбы

 

К основным параметрам резьбы относятся следующие (рисунок 16.2):

Диаметр резьбы (винта и гайки): наружный d, D; средний d₂, D₂; внутренний d₁, D_1. Профиль резьбы – это профиль выступа и канавки резьбы в плоскости ее осевого сечения.

Угол профиля α – угол между смежными боковыми сторонами резьбы осевого смещения.

Н – рабочая высота профиля, по которой соприкасаются витки винта и гайки.

P – шаг резьбы (расстояние между двумя одинаковыми поверхностями). Шаг резьбы - расстояние по линии, параллельной оси резьбы между средними точками ближайших одноименных боковых сторон профиля резьбы, лежащими в одной осевой плоскости по одну сторону от оси резьбы.

 

P

H

α

900

 

Рисунок 16.2 – Основные параметры резьбы

 

Классификация

 

По назначению резьбы делятся на:

§ крепежные, предназначенные для скрепления деталей треугольного профиля (метрические, дюймовые и часовые);

§ крепежно–уплотняющие, служащие для скрепления деталей и для предохранения от вытекания жидкости (трубная цилиндрическая и коническая, коническая дюймовая и круглая);

§ резьбы для передачи движения(ходовые), служащие в ходовых и грузовых винтах (прямоугольная, трапецеидальная и упорная).

Приведенное деление по назначению не является строгим т. к. треугольная иногда используется для особо точных ходовых винтов с малым шагом, а упорные резьбы – в качестве крепежных.

В зависимости от формы поверхности, на которой образуется резьба, различают цилиндрические и конические резьбы.

 

Крепежные резьбы

Метрическая резьба (рисунок 16.3) является основной крепежной резьбой. Она имеет треугольный профиль с , диаметр и шаг измеряется в мм. Бывает с крупным и мелким шагом. ГОСТ 8724 – 81: , .

600

 

Рисунок 16.3. – Метрическая резьба

Дюймовая резьба (рисунок 16.4). В России ее применяют для резьбовых деталей старых импортных машин (США, Англии и др.) , диаметр – в дюймах, шаг – числом ниток резьбы на длине в . При обозначении указывают наружную резьбу в дюймах.

550

 

Рисунок 16.4. – Дюймовая резьба

3. Часовая резьба является разновидностью метрической, на наружных диаметрах и .

 

Крепежно – уплотняющие

φ

Трубные цилиндрические (рисунок 16.5, а) и конические (рисунок 16.5, б) резьбы представляют собой мелкие дюймовые резьбы (число ниток резьбы на от 28 до 11), нарезаемые в основном на трубах и арматуре трубопроводов с . Для лучшего уплотнения резьбу выполняют с закругленным треугольным профилем без зазоров по выступам и впадинам. Условное обозначение дается по внутреннему диаметру (в дюймах) трубы.

		600
	550
		а) б)

 

Рисунок 16.5. – Трубные цилиндрические и конические резьбы

 

Коническая дюймовая резьба является разновидностью дюймовой резьбы, нарезают на конических поверхностях резьбовых изделий с наружным диаметром . Конические дюймовые резьбы обеспечивают герметичность соединений. Ее применение позволяет резко уменьшить время (угол относительного поворота винта и гайки) завинчивание и отвинчивание.

Круглую резьбу (рисунок 16.6) применяют для резьбовых соединений несущих большие динамические нагрузки (вагонные сцепки), в загрязненной среде с частым отвинчиванием (пожарная арматура), а также в тонкостенных изделиях, требующих герметичности или хорошего контакта (патрон и цоколь электролампы и.т.п.). Эта резьба удобна для изготовления отливкой, а также выдавливанием в тонкостенных деталях.

 

 

Рисунок 16.6 – Круглая резьба

 

Для передачи движения

Прямоугольная резьба (рисунок 16.7) имеет прямоугольный или квадратный профиль, и – в мм. Эта резьба не стандартизована и применяется сравнительно редко.

 

Рисунок 16.7 – Прямоугольная резьба

 

Трапецеидальную резьбу (рисунок 16.8) широко применяют в передачах винт-гайка. Она имеет симметричный профиль с . По сравнению с прямоугольной трапецеидальная резьба имеет большую прочность. При использовании гайки, разъемной по осевой плоскости (направление, у ходовых винтов станков) позволяет выбирать зазоры путем радиального сближения половин гайки и тем самым устраняет люфтовый ход при износе резьбы.

Рисунок 16.8 – Трапецеидальная резьба

 

Упорную резьбу (рисунок 16.9) применяют в нажимных винтах с большой односторонней осевой нагрузкой. Резьба имеет несимметричный профиль. Закругление повышает прочность винта.

 

 

Рисунок 16.9 – Упорная резьба

 

Материалы резьбовых изделий

 

1. Основные – Ст 3, Ст 4, Ст 5, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45. Низкоуглеродистые стали применяются по причине своей хорошей деформируемости, т.к. в массовом производстве они изготовляются холодной высадкой.

2. Автоматные стали – А 12, А20, А30 – причина та же.

3. Для тяжело нагруженных крепежных резьбовых изделий применяют стали марок 20ХН, 30ХНЗА, 40ХН2МА и др.

Большая давность применения резьбовых соединений предопределила необходимость их унификации и стандартизации. Стандартизация прежде всего коснулась основного параметра резьбы, т.е., резьбы и ее допусков, затем растворов ключей и, наконец, изделий в целом – болтов, винтов, гаек, фиксированных деталей и т.д.