Назначение, основные параметры и элементы резьбы

Резьбой называют поверхность, образованную при винтовом движении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности.

Классификация резьбы по различным признакам приведена на рис. 1

Рис. 1

Крепежная резьба применяется в соединительных деталях машин, механизмов и приборов, т.е. болтах, винтах, шпильках, гайках. Ходовая и грузовая резьбы применяются в подъемных винтах винтовых прессов, домкратов, станков для преобразования вращательного движения в поступательное.

Специальная резьба используется в инструментах для нарезания резьбы в отверстии -метчиках и на стержне – плашках, а также в инструментах для выполнения отверстий – сверлах и обработки плоскостей, канавок и пазов – фрезах.

В настоящее время основным промышленным способом нарезания резьбы на метизных изделиях (болтах, шпильках, винтах) является накатка с использованием высокопроизводительных резьбонакатных автоматов. Процесс накатывания резьбы осуществляется в результате пластической деформации стержня, без снятия стружки. Прокатывая деталь между двумя плоскими плашками или цилиндрическими роликами с резьбовым профилем, выдавливают резьбу соответствующего профиля за счет перераспределения металла.

Цилиндрической называется резьба, образованная на цилиндрической поверхности, а конической является резьба, образованная на конической поверхности.

Наружная резьба, образованная на цилиндрической или конической поверхности стержня, является охватываемой поверхностью (болт, винт и т.д.). Внутренняя резьба, образованная на цилиндрической или конической поверхности отверстия, является охватывающей поверхностью (гайка).

По числу заходов резьба подразделяются на однозаходную и многозаходную (двух-, трехзаходную и т.д.)

Правая резьба образуется контуром, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль оси от наблюдателя, а левая – контуром, вращающимся против часовой стрелки.

Резьба может быть стандартной и нестандартной. У стандартной резьбы все основные параметры определяет ГОСТ 11708-82.

Рис. 2

Резьбу характеризуют три диаметра рис. 2: наружный, внутренний и средний. При этом диаметры наружной резьбы обозначаются d, d₁, d₂, а внутренней – D, D₁, D₂.

Наружный диаметр резьбы d (D) – диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, описанного вокруг вершин наружной или впадин внутренней резьбы. Этот диаметр является определяющим, расчетным и входит в условное обозначение резьб.

Внутренний диаметр резьбы d₁ (D₁) – диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, вписанного во впадины наружной или вершин внутренней резьбы.

Средний диаметр резьбы d₂ (D₂) – диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, образующие которого пересекают профиль резьбы таким образом, что ее отрезки, образованные при пересечении с канавкой, равны половине ее номинального шага.

Профиль резьбы – профиль выступа и канавки и резьбы в плоскости ее осевого сечения.

Угол профиля резьбы - угол между смежными боковыми сторонами резьбы в плоскости ее осевого сечения.

Высота исходного треугольника резьбы H – расстояние между вершиной и основанием исходного треугольника резьбы в направлении, перпендикулярном к ее оси.

Рабочая высота профиля H₁ - длина участка взаимного перекрытия профилей сопрягаемых наружной и внутренней резьб на перпендикуляре к оси резьбы.

Высота профиля Н₃ – расстояние между вершиной и впадиной резьбы в плоскости осевого сечения в направлении, перпендикулярном к оси резьбы.

Шаг резьбы Р – расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между средними точками ближайших одноименных боковых сторон ее профиля, лежащими в одной осевой плоскости.

Ход резьбы Р_h – расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между любой исходной средней точкой на боковой стороне резьбы и средней точкой, полученной при перемещение исходной точки по винтовой линии на угол 360º.

Режущая часть инструмента (на метчиках и плашках) для резания резьбы имеет два участка: заборный – с резьбой, ограниченной конической поверхностью, и цилиндрический, - формирующий резьбу необходимого профиля, шага и размера.

Изображение резьб на чертеже

Вычерчивание резьбы в виде винтовой поверхности – трудоемкая работа, поэтому на чертежах ее, независимо от профиля и назначения, изображают условно по ГОСТ 2.311 – 68^*.

Наружная резьба изображается сплошными толстыми основными линиями по наружному диаметру d, и сплошными тонкими линиями по внутреннему диаметру d₁. на плоскости, параллельной оси резьбы, сплошную тонкую линию проводят на всю длину ее полного профиля, включая фаску (рис. 3). Линию, определяющую границу резьбы, обозначают в конце ее полного профиля сплошной толстой основной линией, если резьба видима, или штриховой, если она невидима.

Рис. 3

Внутреннюю резьбу в разрезах показывают сплошными толстыми основными линиями по внутреннему диаметру D₁ и сплошными тонкими линиями по наружному диаметру D (рис. 4). На плоскости, перпендикулярной к оси резьбы, сплошную тонкую линию проводят в виде дуги, равной ¾ окружности. Причем начало и конец этой дуги не должны совпадать с осевыми линиями.

Рис.4

При изображении резьбы (как наружной, так и внутренней) на плоскости, перпендикулярной к оси стержня или отверстия, фаски, не имеющие специального конструктивного назначения, не показывают.

Штриховку в разрезах и сечениях резьбовых изделий наносят до сплошной основной линии, т.е. до линии наружного диаметра резьбы на стержне и линии внутреннего диаметра резьбы в отверстии.

В резьбовых соединениях резьба условно вычерчивается на стержне, а в отверстии показывается только та ее часть, которая на закрыта резьбой стержня (рис. 5).

Рис. 5

Условнее обозначение конической резьбы на стержне и в отверстии соответственно приведено на рис. 6

а)

б)

Рис. 6

Обозначение резьбы

Название, стандарт	Вид	Обозначение	Пример
Метрическая, ГОСТ 8724-81*	С крупным шагом С мелким шагом Многозаходная левая	М, d (мм) М, d, P (мм) М, d, Ph (мм) LH	М20 М20×1,5 М20×3(Р1) М20LH, М20×1,5LH, М20×3(Р1)LH
Дюймовая, ОСТ НКТП 1260	Наружная внутренняя	- -	½’ ½’’
Трубная цилиндрическая, ГОСТ 6357-81	Класса А (повышенного) Класса В (нормального) Левая	G, Dy (дюймы), Класса А G, Dy (дюймы), Класса В LH	G 1½ - A G 1½ - B G 1½ LH – A G 1½ LH - B
Трубная коническая, ГОСТ 6211-81	Наружная Внутренняя Внутренняя цилиндрическая Левая	R, Dy (дюймы) Rc, Dy (дюймы) Rp, Dy (дюймы) LH	R 1½ Rc 1½ - B Rp 1½ R 1½LH Rc 1½ LH
Коническая дюймовая, ГОСТ 6111-52*	Наружная Внутренняя	K, Dy (дюймы) K, Dy (дюймы)	К 1½’’ К 1½’’
Метрическая коническая, ГОСТ 25229-82	Коническая Внутренняя цилиндрическая Левая	МК, d, P (мм) M, d, P (мм)   LH ГОСТ …	МК 20×1,5 М20×1,5 ГОСТ 25229-82 МК20×1,5 LH ГОСТ 25229-82
Трапецеидальная, ГОСТ 24738-81	Однозаходная Левая	Tr, d, P (мм) LH	Tr40×6 Nr40×6 LH
Трапецеидальная, ГОСТ 24739-81*	Многозаходная Левая	Tr, d, Ph, P (мм) LH	Tr20×8(P4) Tr20×8(P4) LH
Упорная, ГОСТ 10177-82	Однозаходная Многозаходная Левая	S, d, P (мм) S, d, Ph, P (мм) LH	S80×10 S80×20(P10) S80×20 LH; S80×20(P10) LH
Круглая, ГОСТ 13536-68	Правая	Kp, d, P (мм) ГОСТ…	Kp12×2,54 ГОСТ 13536-68

Например, надпись М20×1,5 – 6g (рис.) означает, что резьба метрическая, наружный диаметр резьбы 12 мм, резьба с мелким шагом 1,5 мм и полем допуска 6g (6 – класс точности, g – основное отклонение резьбы болтов).

Шпилечные соединения

Шпилечное соединение состоит из шпильки, гайки, шайбы и соединяемых деталей и применяется, когда одна из этих деталей имеет значительную толщину, т.е. когда нецелесообразно сверлить сквозное отверстие для болта большой длины. Выполняется оно следующим образом (рис.7). В детали 1 сверлят гнездо диаметром D₁и нарезают резьбу. Размеры резьбы ввинчиваемого конца шпильки.

Рис. 7

На чертеже шпилечного соединения (рис. 8) линия раздела соединяемых деталей должна совпадать с границей резьбы ввинчиваемого конца шпильки. Нарезать резьбу до конца гнезда технологически невозможно, но на сборочных чертежах допускается изображать её на всей его глубине. Штриховку в разрезе доводят до основной линии резьбы на шпильке и в гнезде. На чертеже шпилечного соединения указывают три размера: диаметр резьбы, длину шпильки и диаметр отверстия в присоединяемой детали. На упрощенном изображении шпилечного соединения (рис.9) резьбу условно показывают на всей длине шпильки. при этом на крепежных деталях конец отверстия, включая запас и недорез резьбы, а также зазор между отверстием присоединяемой детали и шпилькой, не изображают. размеры крепежных деталей определяются в зависимости от диаметра резьбы болта d.

Если номинальный диаметр резьбы равен или меньше 2 мм, допускается условное изображение шпилечного соединения (рис.10).

Рис. 8 Рис. 9 Рис. 10

Болтовые соединения

На чертеже болтового соединения (рис.11) выполняют не менее двух изображений: на плоскости проекций параллельной к оси болта и на плоскости проекций перпендикулярной к его оси (со стороны гайки). При изображении болтового соединения в разрезе стандартные детали (болт, гайку, шайбу) показывают неразрезанными. Головку болта и гайки на главном виде принято изображать тремя гранями. Штриховка смежных деталей выполняется под углом 45⁰ к горизонтальным линиям чертежа в разные стороны, при этом для каждой детали на всех изображениях сохраняют одинаковые направление и частоту штриховки.

На чертеже болтового соединения указывают три размера: диаметр резьбы, длину болта и диаметр отверстия под болт в соединяемых деталях.

Рис. 11 Рис. 12

При упрощенном изображении болтового соединения размеры элементов крепежных деталей определяют по условным соотношениям в зависимости от диаметра резьбы болта d (рис. 12) Резьбу в этом случае условно показывают по всей длине стержня болта, а фаски на крепежных деталях и зазор между отверстием и стержнем болта не изображают.

В тех случаях, когда номинальный диаметр резьбы равен или меньше 2 мм, ГОСТ 2.315-68* допускает изображение болтового соединения условно.