многозаходная резьба для чего применяется

Резьба многозаходная

Одним из параметров, определяющим вид резьбы, является количество заходов. Оно варьируется в зависимости от степени сложности решаемых задач. Одной из самых технологических сложных является резьба многозаходная. Это число может равняться двум, трём, четырём или более (встречается достаточно редко). Чем больше значение данного параметра, тем сложнее она в исполнении. Наиболее сложной и трудоёмкой в производстве является четырёхзаходная резьба.

Не зависимо от числа она имеет равномерно расположенные заходы. Их располагают на одинаковом расстоянии друг от друга, разбивая внешнюю окружность детали на равное количество секторов. Например, двухзаходная резьба будет иметь два захода, расположенные симметрично, через сто восемьдесят градусов. Для неё ходом считается расстояние, которое измеряется вдоль оси изделия (болта, гайки, вала и так далее) между витками, выполненными в одном заходе, пропуская другие витки. При однозаходной, понятия шаг и ход являются идентичными, для многозаходной они имеют свой технический смысл. Ход всегда равен шагу, умноженному на количество выполненных заходов.

Кроме числа заходов вид многозаходной резьбы определяется формой вырезаемых зубьев.

Если зуб имеет форму классической трапеции, она называется многозаходная трапецеидальная резьба. В поперечном сечении винт с многозаходной резьбой представляет фигуру с заданным значением выступов. Их число равно количеству нарезанных элементов.

С помощью многозаходной резьбы решают следующие задачи:

Многозаходные системы имеют следующую последовательность маркировки. На первом месте расположена буква. Она означает принадлежность к конкретному виду резьбы: М – метрическая, Уп или Сп специальные многозаходные. Далее проставлено число, которое указывает номинальный диаметр. После этого числа отмечается количество заходов, например Х2 –значит два захода. В круглых скобках число с индексом «Р» означает значение шага. Например, маркировка многозаходной резьбы М30Х2(Р15) свидетельствует, что она является метрической, диаметром 30 миллиметров с числом заходов равным двум и шагом в 15 миллиметров.

Для специальных видов маркировка может иметь вид Уп 22,5х(3х4,5). Первое число 22,5 означает величину наружного диаметра, 3 – указывает на число заходов, 4,5 – величину шага. Для многозаходной конструкции с такими характеристиками величина хода будет равна произведению 3 и 4,5 мм, что составляет 13,5 мм. Число заходов можно определить визуально, если подсчитать количество витков на торце гайки, винта или вала.

По международной системе обозначения может быть указано направление резьбы: L – левая, R — правая. Сама многозаходная резьба обозначается латинской буквой S.

Нарезание многозаходной резьбы

Для нарезания требуется соблюдения определённых правил на металлорежущем оборудовании. Операция требует точного соблюдения угловых делений в момент последовательного перехода от одного шага к другому. Это позволяет выдержать точное число заходов резьбы.

Нарезание производится следующими способами:

Настройку станка производят не на шаг, как для однозаходной конструкции, а на величину хода. В этом случае шаг и ход определяют расстояние, которое должен проходить резец или фреза за один оборот вращения заготовки. Например, для нарезания трёхзаходной системы на болт диаметром 20 миллиметров величина шага должна составлять два миллиметра. На станках, оборудованных для проведения таких операций, на коробке передач предусмотрены специальные положения. Нарезание многозаходной конструкции с указанными параметрами, производится установкой рычага управления коробки передач на передней бабке на шаг с индексами 2х3. На других станках величину хода настраивают при помощи специального звена по изменению шага.

После завершения первой канавки осуществляют расчёт положения второй. С этой целью значения полной окружности 360° делят на число указанных заходов.

Полученный результат позволяет определить количество секторов и угол, на который необходимо повернуть заготовку, закрепив заново в шпинделе. В некоторых станках для решения этой задачи предусмотрены делительные устройства. Они позволяют точно выставить необходимый угол. Например, для нарезания трёхзаходной резьбы его поворачивают по часовой стрелке на двадцать делений. Для чётырёхзаходной необходимо осуществить поворот на 15 делений. Чем больше количество необходимых нарезок, тем меньшее количество делений следует выставить.

Если такое устройство не предусмотрено, используют отверстия, предусмотренные в шпинделе. Они позволяют производить изменение угла, начиная с 30° с изменяемым шагом в 15 и 30 градусов. Они соответствуют наиболее часто используемым количествам заходов от 12 до 2.

Государственные стандарты

Изготовление такого сложного элемента металлообработки как многозаходная резьба выполняется на основании установленных государственных и международных стандартов. Они дополняют друг друга и позволяют привести в соответствие системы маркировки, которые применяются в Российской Федерации и производителями других стран. Это справедливо для метрической и дюймовой систем измерений.

К таким стандартам относятся:

Перечисленные стандарты позволяют определить наружный и внутренний диаметр, форму элементов, шаг, ход, число заходов, требуемый диаметр сверла для подготовки отверстий под будущую резьбу.

Источник

Многозаходная резьба. Нарезание многозаходной резьбы

1. Многозаходная резьба. Основные понятия

Для получения прочного винта с большим шагом применяют многозаходную резьбу. В этом случае шаг, высота резьбы и ее внутренний диаметр соответствуют однозаходной, а ход резьбы во столько раз больше шага, сколько имеется заходов; например, у двухзаходной резьбы ход вдвое больше ее шага (см. рис. 320, б), у трех-заходной (см. рис. 320, в) — втрое больше и т. д.

Однозаходная и многозаходная резьбы

У однозаходной резьбы шаг и ход резьбы одинаковы, при этом за один оборот винта гайка перемещается на величину шага. Если перемещение гайки за один оборот должно быть большим, то ход, а следовательно, и шаг однозаходного винта должны быть большими. Чем больше шаг, тем глубже получается резьба (высота резьбы зависит от шага) и тем меньше будет внутренний диаметр винта. Винт с малым внутренним диаметром недостаточно прочен и не может передавать больших усилий.

Примеров применения многозаходных резьб множество: окуляры в биноклях и микроскопах, колпачки шариковых ручек, крышки для стеклянных банок и т.д.

2. Многозаходная резьба. ГОСТ и основные параметры

Многозаходная резьба изготавливается согласно ГОСТ 24739-81, который устанавливает номинальные диаметры, шаги, ходы и допуски на трапецеидальный профиль многозаходной резьбы. Встречаются, также, метрические и эвольвентные многозаходные резьбы, но они не гостированны.

Ход и шаг трапецеидальной двухзаходной резьбы

Основные понятия и параметры в процессе нарезания многозаходной резьбы:

3. Многозаходная резьба. Обозначение

В условное обозначение трапецеидальной многозаходной резьбы должны входить: буквы Tr, номинальный диаметр резьбы, числовое значение хода и в скобках буква P и числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы.

Пример условного обозначения трапецеидальной многозаходной резьбы номинальным диаметром d=20 мм, числовым значением хода Ph=8 мм и шагом P=4 мм:

Условное обозначение левой резьбы:

Поле допуска многозаходной трапецеидальной резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра, т.е. цифры, обозначающей степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение.

Поле допуска 4h диаметра d и поле допуска 4Н диаметра d1 в условном обозначении резьбы не указывают.

Длина свинчивания, если она отличается от длины резьбы, указывается в миллиметрах в конце обозначения резьбы, например:

Обозначение метрической многозаходной резьбы начинается с буквы М. Пример обозначения резьбы номинальным диаметром d=16 мм, ходом Ph=3 мм, и шагом 1,5 мм и полем допуска 6h:

4. Многозаходная резьба. Способы нарезания многозаходных резьб на токарном станке

Основной проблемой при нарезании многозаходной резьбы является установка резца в начало следующего шага резьбы. Для точной установки резца в начало следующего шага используется несколько приемов:

4.1. Нарезание многозаходных резьб с помощью сменных зубчатых колес

Сменные зубчатые колеса

При делении с помощью сменных зубчатых колес необходимо, чтобы первое ведущее сменное колесо имело число зубьев, которое делится без остатка на число заходов резьбы, например, на три при трехзаходной резьбе. Нарезав первый виток резьбы, проводят мелом риски (рис. 332): риску 3 посредине зуба первого ведущего колеса z1 и риску 4 против соответствующей впадины зуба второго колеса z2. Отсчитывают от риски 3 требуемое число зубьев первого колеса (при двухзаходной резьбе половину, при трехзаходной треть и т. д.) Соответствующий зуб отмечают риской 2. После этого снимают первое сменное ведущее колесо с валика и поворачивают шпиндель до тех пор, пока при надевании колеса z1 зуб с риской 2 не совпадет с риской 4 (колеса z2, z3 и z4 при этом остаются неподвижными). После этого снова сцепляют колеса и нарезают второй виток резьбы. Перед нарезанием третьего витка повторяют описанный прием деления; риска 1 должна совпадать с риской 4.

4.2. Нарезание многозаходных резьб посредством специального поводкового делительного патрона

Поводковый делительный патрон

4.3. Нарезание многозаходных резьб посредством специального делительного патрона

Поводковый делительный патрон

Этот способ деления применяют для деталей, которые можно обрабатывать в центрах; для работ в кулачковом патроне он не пригоден.

4.4. Деление на многозаходные резьбы на токарно-винторезном станке 1К62

Деление на многозаходные резьбы на станке 1к62 происходит поворотом заготовки на нужный угол как и в предыдущих случаях.

Для облегчения деления в станке имеется специальные опции:

Таким образом, на станке можно производить нарезание многозаходных резьб с делением на 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30 и 60 заходов.

Для деления на многозаходные резьбы следует (из инструкции к станку 1к62):

4.5. Деление на многозаходные резьбы на токарно-винторезном станке 16К20

Деление на многозаходные резьбы на станке 16к20 осуществляется точно также как и на 1к62.

При нарезании многозаходных резьб следует (из инструкции к станку 16к20):

4.6. Деление с разбивкой по шагу

Деление многозаходных резьб смещением по шагу

Деление с разбивкой по шагу является наиболее простым и быстрым способом деления многозаходных резьб, доступным в условиях единичного производства.

Этот способ заключается в следующем. Вначале нарезают первый виток резьбы. Нарезав его, выводят резец из канавки поперечной подачей на себя и дают ходовому винту обратный ход, возвращая резец в начальное положение не размыкая маточную гайку.

Для захода на второй виток перемещают резец в продольном направлении на шаг резьбы, но уже не ходовым винтом, а винтом верхних салазок суппорта. Отсчет продольного перемещения резца ведут при этом по лимбу винта верхних салазок, если винт и гайки верхних салазок вполне исправны.

4.7. Деление с разбивкой по шагу с использованием индикатора нарезания реьбы

Индикатор нарезания реьбы (указатель включения)

Основным недостатком деления многозаходных резьб на заходы поворотом заготовки является ускоренный износ маточной гайки и уменьшение производительности, так как после каждого рабочего прохода суппорт возвращается в исходное положение без размыкания маточной гайки до окончания нарезания резьбы. То есть в конце каждого прохода нужно отвести резец от детали, остановить станок, дать ему задний ход, снова остановиться в исходном положении, дать резцу поперечную или боковую подачу, для нового прохода и повторить цикл. Таким образом, суппорт остается все время в жесткой кинематической связи со шпинделем станка и резец не может не попасть в шаг резьбы.

Другой способ состоит в том, что до включения станка в работу метками отмечается положение шпинделя относительно станины и суппорта относительно ходового винта. В конце каждого прохода маточную гайку размыкают и возвращают в исходное положение вручную или с помощью механизма ускоренной подачи. Для повторного включения (смыкания) маточной гайки нужно снова совместить метки взаимного положения.

Индикатор нарезания реьбы (указатель включения)

Лучшие результаты дает использование специального устройства, называемого индикатор резьбонарезания (указатель включения), которое устанавливается в суппортах большинства современных станков.

В начале резьбонарезания Индикатор нарезания реьбы должен быть закреплен на фартуке и сцеплен с ходовым винтом станка.

Необходимо установить резец в начальное положение нарезки, совместить его с нужной линией индикации на индикаторе и запустить станок на точение резьбы. После каждого выполненного прохода маточная гайка ходового винта может быть открыта, и продольный суппорт возвращается ускоренно или маховиком в исходное положение.

Если требуемая резьба не может быть выполнена за один проход необходимо заново выровнять начальное положение нарезки и линию индикации и повторить проход. Таким образом будет нарезан виток нужной резьбы.

Следующий виток, если резьба многозаходная, должен быть выполнен со смещением на шаг от начального положения нарезки.

Настрйку Индикатора нарезания резьбы на нужный режим следует осуществлять по инструкции конкретной модели индикатора и станка.

4.8. Одновременное нарезание многозаходной резьбы несколькими резцами

Нарезание двухзаходной резьбы двумя резцами

4.9. Одновременное нарезание многозаходной резьбы резцовой гребенкой

Применением многопрофильных резьбовых гребенок. В этом случае все заходы резьбы нарезаются одновременно. Ход резьбы обеспечивается подачей суппорта, шаг – шагом гребенки.

Второй и третий способы наиболее производительны. Ограничивают их применение:

Как нарезать многозаходную резьбу. Видеоролик.

Источник

Многозаходная резьба – что это такое, как работает и где используется

Многозаходная резьба – специальное крепление, которое применяется для создания крепкого винта, с большим шагом. От обычной она отличается количеством витком. Это позволяет сделать соединение более надежным. Наиболее распространенными являются двух и трехзаходные виды.

Что такое многозаходная резьба?

У одиночной гравировки как ход так и шаг имеют одинаковый интервал. Это значит, что за один оборот вокруг винта, гайка проходит расстояние в ту самую величину шага. Если необходимо увеличить расстояние перемещения за один оборот, то необходимо увеличивать и ход и шаг.

При создании многозаходной резьбы используются специальные технологии. Производство происходит под ГОСТом 24739-81. Ее основное отличие от обычной в большом количестве витков. Это обеспечивает отличную сцепку, тем самым усиливает крепление.

Принцип работы

Независимо от числа зубьев, они располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга. Ходом для такого изделия считается расстояние, измеряемое вдоль оси гайки или шурупа между витками, которое достигается за один заход, пропуская прочие винты. Ход всегда пропорционален шагу, и умножается на количество произведенных расходов.

Что интересно, в зависимости от числа заходов, зубья имеют определенную форму. Для этого установлены специальные нормы производства. По количеству витков чаще всего можно встретить 1,2,3 и 4 захода. Однако, создается даже десятизаходная резьба. Но встретить ее можно не так часто.

Где используется

Многозаходная резьба широко применяется в различных сферах строительства. Выбор на ней останавливается для решения следующих задач:

Подобная технология используется, к примеру, в тормозных системах шахтных электровозов. Благодаря этому, безопасность эксплуатации увеличивается, за счет прочности соединения.

Помимо этого, многозаходная резьба применяется при строительстве отдельных деталей для космических кораблей. Каждый тип такой детали имеет собственную маркировки и при производстве обязан соответствовать установленным государственным стандартам.

Такой тип соединения с каждым годом становится все более популярным. Практичность и надежность делает многозаходную резьбу незаменимой в различных областях проектирования и строительства.

Источник

Многозаходная резьба – что это такое, как работает и где используется

Нарезание многозаходных резьб

Нарезание многозаходной резьбы любого профиля начинают так, как если бы требовалось нарезать однозаходную резьбу с шагом, равным длине хода. Нарезав одну винтовую канавку на полный профиль, отводят резец обратно (на себя) и, дав ходовому винту обратный ход, возвращают суппорт в начальное положение. После этого при неподвижном ходовом, а, следовательно, и неподвижном резце поворачивают деталь на такую часть окружности, сколько заходов имеет резьба, т. е. при двухзаходной — на половину оборота, при трехзаходной — на третьи т.д.

Весьма просто нарезается многозаходная резьба при помощи поводкового патрона с несколькими пазами; количество пазов должно равняться количеству заходов винта или быть кратным этому количеству (Рис. 7,а).

Рис.7. Поводковые патроны.

— с пазами;
б —
со специальной планшайбой

После нарезания каждого хода деталь снимают с центров и ставят вновь на них так, чтобы хомутик попал в следующий паз поводкового патрона, затем нарезают следующий ход.

Большое распространение имеет метод нарезания многозаходных при помощи специальной планшайбы (рис. 7, б)

с двумя дисками; один из этих дисков может поворачиваться относительно и» на различные углы в зависимости от числа заходов резьбы. На цилиндрической поверхности вращающегося диска нанесены деления, при помощи которых один диск устанавливается относительно другого на определенный угол.

На токарных станках, имеющих передачу к ходовому винту через сменные зубчатые колеса (рис. 8), многозаходные резьбы можно нарезать при помощи промежуточного колeca 1 и колеса 2,

сцепляемогос ним на гитаре. На колесе
1
имеется метка, после чего гитара расцепляется, а шпиндель поворачивается на угол, соответствующий количеству зубьев колеса и количеству заходов нарезаемой резьбы.

Многозаходную резьбу можно нарезать при помощи многорезцовых державок в которых резцы отстоят друг относительно друга на опрелделенном расстоянии.

Рис. 9. Схема нарезания резьбы вращающимися резцами (вихревой метод нарезания резьбы): О

—
Ох
расстояние между осями вращения

Деталь, на которой должна быть нарезана резьба, закрепляется в центрах или патронеи и медленно вращается. В специальной головке, установленной на суппорте станка (рис. 9, а), закрепляется резец с пластинкой из твердого сплава. Головка, вращающаяся от специального привода, расположенаэксцентрично относительно оси нарезаемой детали. Таким образом, при вращении головки резец, закрепленный в ней, описывает окружность, диаметр которой больше диаметра детали. Периодически(один раз за каждый оборот головки) резец соприкасается с деталью по дуге и за каждой оборот головки прорезает серповидную канавку, имеющую профиль резьбы. За каждый оборот вращающейся детали при перемещении вращающейсяголовки вдоль оси детали на величину шага резьбы на детали, будет образовываться один виток резьбы. При нарезании резьбы головку повертывают относительно оси детали на величину угла подъема винтовой линии резьбы.

Нарезание резьбы плашками и самораскрывающимися резьбонарезными головками

Основной недостаток всех типов плашек — это необходимость свинчивания их по окончании нарезания, что вызывает значительную затрату времени и снижает производительность, а также ухудшает качество резьбы.

Рис. 10. Схемы нарезания резьбы:

— круглой плашкой; б — резьбонарезной головкой

Нарезание резьбы самораскрывающимися резьбонарезными головками (рис. 10,6), применяемыми на автоматах, револьверных и болторезных станках, значительно производительнее (в 3—4 раза), чем нарезание плашками (рис. 10,а),

так как благодаря автоматическому раскрыванию обратного свинчивания их не требуется. Резьбонарезные головки нормализованной конструкции изготавливаются серийным порядком с тангенциальным и радиальным расположением плашек, а также с круглыми плашками.

Многозаходная резьба. ГОСТ и основные параметры

Многозаходная резьба изготавливается согласно ГОСТ 24739-81, который устанавливает номинальные диаметры, шаги, ходы и допуски на трапецеидальный профиль многозаходной резьбы. Встречаются, также, метрические и эвольвентные многозаходные резьбы, но они не гостированны.

Ход и шаг трапецеидальной двухзаходной резьбы

Основные понятия и параметры в процессе нарезания многозаходной резьбы:

Принцип работы

Независимо от числа зубьев, они располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга. Ходом для такого изделия считается расстояние, измеряемое вдоль оси гайки или шурупа между витками, которое достигается за один заход, пропуская прочие винты. Ход всегда пропорционален шагу, и умножается на количество произведенных расходов.

Что интересно, в зависимости от числа заходов, зубья имеют определенную форму. Для этого установлены специальные нормы производства. По количеству витков чаще всего можно встретить 1,2,3 и 4 захода. Однако, создается даже десятизаходная резьба. Но встретить ее можно не так часто.

Достоинства и недостатки резьбы и резьбовых соединений

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Стр 1 из 2Следующая ⇒

РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Соединения деталей с помощью резьбы является одним из старейших и наиболее распространенных видов разъемных соединений. К ним относятся соединения с помощью болтов, винтов, шпилек, винтовых стяжек и т.д.

Резьба

Общие сведения

Резьбой называют выступы, образованные на основной поверхности винтов или гаек и расположенные по винтовой линии.

По форме основной поверхности различают цилиндрические и конические резьбы (рисунок 5.1). Наиболее распространена цилиндрическая резьба (например, метрическая резьба М 16), коническую резьбу (например, коническая дюймовая резьба К3/8″ ) применяют для плотных соединений труб, масленок пробок и т.п.

Рисунок 5.1 – Цилиндрическая и коническая резьбы

Профиль резьбы – это контур, сечения резьбы в плоскости, проходящей через ось основной поверхности.

В зависимости от формы профиля резьбы делятся на 5 основных типов (рисунок 5.2):

1) Треугольные резьбы (рисунок 5.2, а). В зависимости от единиц измерения основных параметров резьбы в технике применяются метрические и дюймовые резьбы.

имеет угол профиля α=60°, основные размеры резьбы определяются ГОСТ 11708, ГОСТ 24705, ГОСТ 8724, ГОСТ 9150 и ISO 724:1993, единица измерения – мм.

Резьбы бывают с крупным (основным) и мелким шагом. Например, резьба М 16 – резьба с крупным шагом, для данного диаметра этот шаг равен 2 мм; резьба М 16´1 – резьба с мелким шагом равным 1 мм. Метрическая резьба применяется как основная крепежная резьба для неподвижного соединения деталей машин, в некоторых случаях, например, в механизмах приборов, может применяться как ходовая (для неподвижных соединений винт-гайка).

имеет уголь профиля α=55°, основные размеры резьбы определяются в дюймах (1 дюйм (1″) = 25,4 мм). Шаг резьбы определяется количеством ниток на дюйм. Данная резьба применяется в импортной технике. Мелкая дюймовая резьба с закругленными выступами и впадинами называется трубной, она стандартизована ГОСТ 11708, ГОСТ 6357, ГОСТ 6211.

Рисунок 5.2 – Формы профиля резьбы

2) Трапецеидальная резьба (рисунок 5.2, б). Ее профиль – равнобедренная трапеция с углом α=30°. Благодаря меньшему углу профиля КПД данной резьбы значительно выше, чем треугольной, поэтому трапецеидальную резьбу рекомендуется применять в подвижных соединениях. Особенно эффективно применение данной резьбы для передачи реверсивного движения. Основные параметры резьбы стандартизованы ГОСТ 11708, ГОСТ 9484, ГОСТ 9562, ГОСТ 24737, ГОСТ 24738, ГОСТ 24739. Резьба с наружным диаметром 60 мм и шагом 4 мм обозначается – Tr 60×4.

3) Упорная резьба (рисунок 5.2, в). Ее профиль – трапеция с рабочим углом α1=3° и задним углом α2=30°. Применяется взамен трапецеидальной резьбы при передаче больших односторонних нагрузок (например, в механизмах прессов и домкратов). Основные параметры резьбы определяются ГОСТ 11708, ГОСТ 10177, ГОСТ 25096. Также применяется усиленная упорная резьба с задним углом α2=45°, параметры которой определены ГОСТ 13535. Резьба упорная с наружным диаметром 80 мм и шагом 6 мм обозначается Уп

4) Прямоугольная резьба (рисунок 5.2, г). Ее профиль – квадрат, т.е. углы профиля α1= α2 =0°. Следовательно, данная резьба, по сравнению с вышеизложенными типами резьб имеет самый высокий КПД. При этом резьба имеет пониженную прочность и износостойкость. При износе резьбы появляются зазоры, которые трудно удалить, поэтому данная резьба применяется в малонагруженных передачах; там, где это, возможно, вытесняется трапецеидальной резьбой. Данный тип резьбы не стандартизован.

5) Круглая резьба (рисунок 5.2, г). Профиль образован двумя сопряженными прямыми отрезками. Применяется там, где нужна плотная резьба при эксплуатации в загрязненной среде. В общем машиностроении применяется редко. Не стандартизирована.

В зависимости от направления винтовой линии рéзьбы бывают правые и левые.

У правой резьбы винтовая линия поднимается слева-вверх-направо (закручивается по часовой стрелке), у левой — наоборот. Левая резьба имеет ограниченное применение.

В зависимости от числа заходов рéзьбы делятся на однозаходные и многозаходные. Заходность резьбы определяется количеством винтовых линий, навиваемых одновременно на цилиндр (как правило, все крепежные детали имеют однозаходную резьбу). Многозаходные резьбы применяются преимущественно в винтовых механизмах. Число заходов больше трех применяется редко.

В зависимости от назначения резьбы делятся на три основных вида (в соответствии с рисунком 5.3).

Рисунок 5.3 – Классификация резьб по назначению

Резьбовые соединения бывают подвижные и неподвижные.

В подвижных соединениях происходит относительное перемещение винта и гайки, и они применяются:

1) для передачи перемещения (ходовые винты в станках);

2) для передачи нагрузки (домкраты).

В неподвижных резьбовых соединениях перемещение винта и гайки происходит только при сборке. Неподвижные соединения применяют в качестве крепления.

Методы изготовления резьбы

1) Нарезкой вручную

мечиками и плашками. Способ малопроизводительный, поэтому его применяют в индивидуальном производстве и при ремонтных работах.

на специальных резьбофрезерных станках. Применяют для нарезки винтов больших диаметров с повышенными требованиями к точности резьбы (например, ходовые и грузовые резьбы на валах и т.д.).

на специальных резьбонакатных станках-автоматах. Этим высокопроизводительным и дешевым способом изготавливают большинство резьб стандартных крепежных деталей. Накатка существенно упрочняет резьбовые детали.

на деталях из стекла, пластмассы, металлокерамики и др.

на тонкостенных давленных и штампованных изделиях из жести, пластмассы и т.п.

Гаек по ГОСТ 1759-82

При выборе материала учитывают условия работы (температу­ру, коррозию и т. п.), значение и характер нагрузки (статическая или переменная), способ изготовления и объем производства. Напри­мер, стандартные крепежные изделия общего назначения изготовля­ют из низко- и среднеуглеродистых сталей типа сталь 10…сталь 35. Эти дешевые стали позволяют изготовлять большие партии болтов, винтов и гаек методом холодной высадки или штамповки с после­дующей накаткой резьбы. Легированные стали 35Х, 30ХГСА при­меняют для высоконагруженных деталей при переменных и удар­ных нагрузках, при высоких температурах, в агрессивных средах и пр.

Для повышения прочности, коррозионной стойкости и жаро­прочности применяют специальные виды термической и химико-термической обработки, а также нанесение гальванических и других покрытий, например улучшение, цинковое или кадмиевое хромиро­вание, хромовое или медное покрытие и пр.

В зависимости от механических характеристик материала для стандартных болтов, винтов и шпилек установлены 12 классов прочности.

Класс прочности обозначается двумя числами, между которыми ставят точку. Например: 3.6; 5.8; 12.9. Первое число, умноженное на 100, определяет минимальную величину предела прочности (σв; МПа) материала детали. Произведение этих двух чисел, умножен­ное на 10, определяет минимальную величину предела текучести (σт; МПа). Для стандартных гаек в диапазоне диаметров d=1…48 мм с размерами под ключ по ГОСТ 24671-84 и высотой более 0,8d установлено 7 классов прочности. Например: 4; 8; 10. Число, указы­вающее класс прочности гайки, определяет тот наибольший класс прочности винтов и шпилек, с которыми данная гайка может быть использована в соединении. Например, гайка класса прочности 8 может быть использована с винтами имеющими класс прочности 3.6, 5,8, 6.6, но не может использоваться с винтами класса прочности 9.8, 12.9.

Для низких гаек с высотой от 0,5d до 0,8d предусматриваются два класса прочности – 04 и 05. Цифра 0 указывает на то, что гайка низкая.

Теория винтовой пары

Если винт нагружен осевой силой F, то для завинчивания гайки к ключу необходимо приложить момент завинчивания Тзав, а к стержню винта – реактивный момент Тр, который удерживает стержень от вращения (см. рисунок 5.11). При этом можно записать:

где Тт — момент сил трения на опорном торце гайки;

Тр — момент сил трения в резьбе.

Данное равенство (1), также как и последующие зависимости, справедливо для любых пар болтов, винтов шпилек и винтовых механизмов.

Не допуская существенной погрешности, принимают приведенный радиус сил трения на опорном торце гайки равным среднему радиусу этого торца или Dср/2.

где Dср = (D1 + dотв)/2; D1 — наружный диаметр опорного торца гай­ки; dотв- диаметр отверстия под винт; f — коэффициент трения на торце гайки.

Момент сил трения в резьбе определим, рассматривая гайку как ползун, поднимающийся по виткам резьбы, как по наклонной плос­кости (см. рисунок 5.12, а).

где ψ— угол подъема резьбы; φ = arctg fпр — угол трения в резьбе; fпр — приведенный коэффициент трения в резьбе, учитывающий влияние угла профиля: fпр = f /cosα, здесь α — угол профиля резьбы.

Подставляя значения моментов в формулу (1), найдем иско­мую зависимость:

При отвинчивании гайки окружная сила Ftи силы трения меняют на­правление (рис. 1.12, б).

Момент отвинчивания с учетом трения на торце гайки, п аналогии с формулой (4):

Рисунок 5.12 – Модель работы резьбовой пары

Рисунок 5.11 – К определению

момента сил завинчивания

Полученные зависимости позволяют отметить:

1. По формуле (4) можно подсчитать осевой силы винта F к силе FК, приложенной к ручке ключа, т.е. F/ FК, которое дает выигрыш в силе. Для стандартных метрических резьб при стандартной длине ключа l

»15d и f»0,15 F/ FК = 70…80.

2. Стержень винта не только растягивается F, но и закручивается моментом Тр.

РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Соединения деталей с помощью резьбы является одним из старейших и наиболее распространенных видов разъемных соединений. К ним относятся соединения с помощью болтов, винтов, шпилек, винтовых стяжек и т.д.

Резьба

Общие сведения

Резьбой называют выступы, образованные на основной поверхности винтов или гаек и расположенные по винтовой линии.

По форме основной поверхности различают цилиндрические и конические резьбы (рисунок 5.1). Наиболее распространена цилиндрическая резьба (например, метрическая резьба М 16), коническую резьбу (например, коническая дюймовая резьба К3/8″ ) применяют для плотных соединений труб, масленок пробок и т.п.

Рисунок 5.1 – Цилиндрическая и коническая резьбы

Профиль резьбы – это контур, сечения резьбы в плоскости, проходящей через ось основной поверхности.

В зависимости от формы профиля резьбы делятся на 5 основных типов (рисунок 5.2):

1) Треугольные резьбы (рисунок 5.2, а). В зависимости от единиц измерения основных параметров резьбы в технике применяются метрические и дюймовые резьбы.

имеет угол профиля α=60°, основные размеры резьбы определяются ГОСТ 11708, ГОСТ 24705, ГОСТ 8724, ГОСТ 9150 и ISO 724:1993, единица измерения – мм.

Резьбы бывают с крупным (основным) и мелким шагом. Например, резьба М 16 – резьба с крупным шагом, для данного диаметра этот шаг равен 2 мм; резьба М 16´1 – резьба с мелким шагом равным 1 мм. Метрическая резьба применяется как основная крепежная резьба для неподвижного соединения деталей машин, в некоторых случаях, например, в механизмах приборов, может применяться как ходовая (для неподвижных соединений винт-гайка).

имеет уголь профиля α=55°, основные размеры резьбы определяются в дюймах (1 дюйм (1″) = 25,4 мм). Шаг резьбы определяется количеством ниток на дюйм. Данная резьба применяется в импортной технике. Мелкая дюймовая резьба с закругленными выступами и впадинами называется трубной, она стандартизована ГОСТ 11708, ГОСТ 6357, ГОСТ 6211.

Рисунок 5.2 – Формы профиля резьбы

2) Трапецеидальная резьба (рисунок 5.2, б). Ее профиль – равнобедренная трапеция с углом α=30°. Благодаря меньшему углу профиля КПД данной резьбы значительно выше, чем треугольной, поэтому трапецеидальную резьбу рекомендуется применять в подвижных соединениях. Особенно эффективно применение данной резьбы для передачи реверсивного движения. Основные параметры резьбы стандартизованы ГОСТ 11708, ГОСТ 9484, ГОСТ 9562, ГОСТ 24737, ГОСТ 24738, ГОСТ 24739. Резьба с наружным диаметром 60 мм и шагом 4 мм обозначается – Tr 60×4.

3) Упорная резьба (рисунок 5.2, в). Ее профиль – трапеция с рабочим углом α1=3° и задним углом α2=30°. Применяется взамен трапецеидальной резьбы при передаче больших односторонних нагрузок (например, в механизмах прессов и домкратов). Основные параметры резьбы определяются ГОСТ 11708, ГОСТ 10177, ГОСТ 25096. Также применяется усиленная упорная резьба с задним углом α2=45°, параметры которой определены ГОСТ 13535. Резьба упорная с наружным диаметром 80 мм и шагом 6 мм обозначается Уп

4) Прямоугольная резьба (рисунок 5.2, г). Ее профиль – квадрат, т.е. углы профиля α1= α2 =0°. Следовательно, данная резьба, по сравнению с вышеизложенными типами резьб имеет самый высокий КПД. При этом резьба имеет пониженную прочность и износостойкость. При износе резьбы появляются зазоры, которые трудно удалить, поэтому данная резьба применяется в малонагруженных передачах; там, где это, возможно, вытесняется трапецеидальной резьбой. Данный тип резьбы не стандартизован.

5) Круглая резьба (рисунок 5.2, г). Профиль образован двумя сопряженными прямыми отрезками. Применяется там, где нужна плотная резьба при эксплуатации в загрязненной среде. В общем машиностроении применяется редко. Не стандартизирована.

В зависимости от направления винтовой линии рéзьбы бывают правые и левые.

У правой резьбы винтовая линия поднимается слева-вверх-направо (закручивается по часовой стрелке), у левой — наоборот. Левая резьба имеет ограниченное применение.

В зависимости от числа заходов рéзьбы делятся на однозаходные и многозаходные. Заходность резьбы определяется количеством винтовых линий, навиваемых одновременно на цилиндр (как правило, все крепежные детали имеют однозаходную резьбу). Многозаходные резьбы применяются преимущественно в винтовых механизмах. Число заходов больше трех применяется редко.

В зависимости от назначения резьбы делятся на три основных вида (в соответствии с рисунком 5.3).

Рисунок 5.3 – Классификация резьб по назначению

Резьбовые соединения бывают подвижные и неподвижные.

В подвижных соединениях происходит относительное перемещение винта и гайки, и они применяются:

1) для передачи перемещения (ходовые винты в станках);

2) для передачи нагрузки (домкраты).

В неподвижных резьбовых соединениях перемещение винта и гайки происходит только при сборке. Неподвижные соединения применяют в качестве крепления.

Методы изготовления резьбы

1) Нарезкой вручную

мечиками и плашками. Способ малопроизводительный, поэтому его применяют в индивидуальном производстве и при ремонтных работах.

на специальных резьбофрезерных станках. Применяют для нарезки винтов больших диаметров с повышенными требованиями к точности резьбы (например, ходовые и грузовые резьбы на валах и т.д.).

на специальных резьбонакатных станках-автоматах. Этим высокопроизводительным и дешевым способом изготавливают большинство резьб стандартных крепежных деталей. Накатка существенно упрочняет резьбовые детали.

на деталях из стекла, пластмассы, металлокерамики и др.

на тонкостенных давленных и штампованных изделиях из жести, пластмассы и т.п.

Достоинства и недостатки резьбы и резьбовых соединений

К достоинствам резьбовых соединений относят возможность создавать и передавать большие осевые нагрузки при малых движущих силах или моментах; простоту преобразования вращательного движения в поступательное; возможность образования самотормозящих и несамотормозящих, легко собираемых, разбираемых, взаимозаменяемых, неподвижных и подвижных компактных соединений; высокопроизводительную технологию изготовления резьбовых деталей.

Основными недостатками резьбовых соединений являются низкий КПД, неравномерность нагружения сопряженных витков и значительная концентрация напряжений в резьбовых деталях.

Источник