Резьбовые соединения. Классификация резьб. Геометрические параметры резьбы. Основные типы резьб, страница 2

Гост 8724 предусматривает резьбы с крупным и мелкими шагами. Так, для диаметра d = 20 мм стандарт предусматривает крупную резьбу с шагом 2,5 мм и пять мелких резьб с шагами 2; 1,5; 1; 0,75; 0,5 мм. При уменьшении шага уменьшается высота резьбы и угол подъёма, а внутренний диаметр d₁ увеличивается. Это даёт следующие преимущества:

1) снижается концентрация напряжений вследствие уменьшения перепада диаметров соседних участков болта;

2) повышается усталостная выносливость вследствие снижения концентрации напряжений;

3) повышается статическая прочность вследствие увеличения минимального диаметра болта d₁;

4) повышается технологичность вследствие уменьшения объёма металла, снимаемого механической обработкой;

5) уменьшается возможность самоотвинчивания вследствие уменьшения угла подъёма винтовой линии.

В общем машиностроении основное применение имеют крупные резьбы как наименее чувствительные к износу и ошибкам изготовления.

Геометрические параметры метрической резьбы приведены в прил. 11. Обозначения резьб нормального класса точности:

а) с крупным шагом:     М20.5.6,

где  М – метрическая резьба; 20 – наружный диаметр резьбы d; 5.6 – класс прочности: цифра 5, умноженная на 100, даёт предел прочности σ_B в МПа, а цифра 6, делённая на 10 – отношение σ_Т/σ_B (в ГОСТ 1759 предусмотрено 12 классов прочности, см. прил. 8); б) с мелким шагом: М20×1,5.5.6, где  1,5 – шаг резьбы.

Признаком левой резьбы является наличие в конце обозначения LH . Материалы резьбовых деталей, их механические характеристики и классы прочности приведены в прил. 8.

5.3.3. Трубная резьба

Трубная резьба (рис. 5.5) применяется для герметичного соединения труб и арматуры. Особенности конструкции и обозначения:

1) резьба имеет мелкий шаг, так как на тонкой стенке трудно нарезать резьбу с крупным шагом;

2) резьба выполняется без зазоров между выступами и впадинами, и с закруглениями профиля для лучшего уплотнения;

3) угол профиля α = 55 ^о, как в дюймовой резьбе; в международном стандарте сохранено измерение диаметра в дюймах;

4) в обозначении указывают в дюймах диаметр отверстия трубы.

Параметры резьбы d , d₁ и другие принимают из ГОСТ 6357. Обозначение резьбы: G ,

   где  А – класс точности.

Рис. 5.5. Трубная резьба

К крепёжным резьбам относятся также круглая резьба, применяемая для литых и пластмассовых и тонкостенных деталей, а также резьба винтов для дерева (шурупов).

5.3.4. Трапецеидальная резьба

Резьба трапецеидальная одно- и многозаходная (рис. 5.6) относится к кинематическим резьбам и используется для передачи двухстороннего движения под нагрузкой. Угол симметричного профиля α = 30^о. Другие параметры трапецеидальной резьбы приведены в прил. 10.

Обозначение резьбы:     Tr 20  4 (Р2), где  20 – наружный диаметр d, 4 – ход резьбы (P_h = 4 мм), 2 – шаг резьбы Р.

 

           Рис. 5.6. Трапецеидальная резьба                 Рис. 5.7. Упорная резьба

Прямоугольная резьба (рис. 5.4), широко применяемая ранее, в настоящее время не стандартизирована и почти вытеснена трапецеидальной. Изготовить такую резьбу высокопроизводительными методами невозможно, так как для образования чистой поверхности у фрезы должны быть режущими не только передние, но и боковые грани. Прямоугольная резьба менее прочна, чем трапецеидальная.

5.3.5. Упорная резьба

Упорные резьбы обычно предназначаются для одностороннего движения под нагрузкой, поэтому имеют несимметричный профиль.  Закругление впадин (рис. 5.7) уменьшает концентрацию напряжений. Малый угол наклона (3^о) упорной стороны профиля резьбы ( на рис. 5.7 не показан) позволяет уменьшить потери на трение и в то же время изготовлять винты на резьбофрезерных станках. Большой угол (α = 30^о) с другой стороны повышает прочность витков и нагрузочную способность соединения.  Параметры упорной резьбы приведены в  прил. 11.

Обозначение резьбы аналогично трапецеидальной:       S 20  4 (Р2).

5.4. Оценка соединения

Резьбовое соединение – единственная конструкция, не имеющая альтернативной, с которой можно её сравнивать. Используют объективные критерии оценки.

Достоинства:

1) высокая несущая способность и надёжность;

2) удобство сборки и разборки;

3) относительно малая стоимость, обусловленная стандартизацией;

4) наличие большой номенклатуры резьбовых деталей.

Недостатки:

1) наличие значительной концентрации напряжений;

2) нетехнологичность некоторых специальных конструкций резьбовых деталей (см. п. 5.7.3).

5.5. Крёпежные детали

Наибольшее распространение среди резьбовых деталей получили крепёжные болты, винты, шпильки, гайки и шайбы (рис. 5.8). В зависимости от технологии изготовления различают болты и шайбы чёрные и чистые. Чёрные болты изготавливают штамповкой, их головки – высадкой, а резьба нарезается или накатывается. Чистые болты имеют гладкую поверхность стержня, полученную на токарном станке.