Рическая цилиндрическая и коническая (а, б),– дюймовая цилиндрическая и

рическая цилиндрическая и коническая (а, б),– дюймовая цилиндрическая и

коническая (в, г); д – для шурупов и саморезов; е, ж – метрическая трапеце-

 

По числу винтовых линий на торце резьбы подразделяются на одноза-ходные и многозаходные (2 ^х, 3 ^х и т.д.).

Геометрические параметры резьбы (рис.6.2.6):     

- шаг резьбы Р (t или s), т.е. расстояние между

одноименными точками двух соседних вит-

- ков в осевом направлении (для многозаход-

ных резьб используется параметр ход резьбы –

 расстояние между одноименными точками

 одного и того же витка резьбы; у однозаход-

ной резьбы ход и шаг резьбы совпадают);

-рабочая высота профиля витка h;                    Рис.6.2.6.Геометрические пара-

- угол профиля витка в нормальном сечении α; метры треугольной резьбы                                                                                                                                  

 - наружный диаметр резьбы d;

- средний диаметр резьбы d₂;

- внутренний диаметр резьбы по гайке d₁;

- угол подъема винтовой линии β =arctg(P/(π•d₂).

По основным геометрическим параметрам резьбы подразделяются на:

- метрические (шаг Р и диаметры d₁, d₂ и d в мм);

- дюймовые (диаметры d₁, d₂ и d в дюймах (″), вместо шага – количество резь-

бовых витков (ниток) на длине 1″, т.е. 25,4 мм).

  Точностные параметры резьбы:

- по наружному диаметру винтов квалитеты 4; 6; 8 (в порядке убывания точнос-     

 ти), среднему диаметру – 4; 6; 7; 8 и буквенное обозначение ряда отклонений

h, g, e, d (в порядке увеличения зазоров);

- по внутреннему диаметру гаек 5; 6; 7, среднему диаметру – 4; 5; 6; 7 и буквен-             

ное обозначение ряда отклонений H; G (в порядке увеличения зазоров). 

Точность резьб:  точные        ; средней точности; грубые.

Поля допусков:

 винтов……….       4h                  6h; 6g; 6e; 6d; 7h      8h; 8g

 гаек…………..       4H5H           5H6H; 6H; 6G           7H; 7G

При двойном обозначение поля допуска – например, 6h6g или 5Н6Н – первое обозначение относится к среднему диаметрувинтов или гаек, а второе – к наружному диаметрудля винтов или внутреннему для гаек, при одинарном обозначении – поле допусков относится к среднему диаметру винтов и гаек.

 Почти все геометрические параметры большинства резьб стандартизованы: метрическая треугольная –ГОСТ 8724; трапециидальная симметричная – ГОСТ 9484; трапециидальная упорная – ГОСТ10177; прямоугольная –; круглая – ГОСТ 13536; трубная дюймовая резьба – ГОСТ 6357.   

Крепежные резьбы подразделяются на:

- резьбы с крупным (нормальным) шагом (обладают большой прочностью и из-

носостойкостью и находят преимущественное применение);

 - резьбы с мелкими шагами (для соединений малоразмерных деталей, с тонки-                                                                                                              

ми стенками, для обеспечения малых габаритов при незначительных усилиях 

затяжки, для уменьшения вероятности самоотвинчивания).

Примеры обозначения резьб:

- М12-6h6h – наружная резьбовая поверхность диаметром d=12мм с крупным шагом 6 ^го квалитета с отклонением по среднему и наружному диаметрам по h; 

- М12-6Н6Н – внутренняя резьба диаметром d =12мм с крупным шагом 6 ^го ква-

литета с отклонением по среднему и наружному диаметрам по Н; 

- Трап. 60•12 лев.-4h4g – наружная трапецеидальная резьба однозаходная с на- ружным диаметром d =60мм, шагом 12 мм 4 ^го квалитета с отклонением по  

среднему диаметру по h и наружному по g;

- Пр. 50•8-6h – наружная прямоугольная однозаходная резьба с наружным диа-метром d =50мм, шагом 8 мм 6 ^го квалитета с отклонением по среднему диамет-ру по h;

- Труб. 1″ (G) – 6h6h – наружная трубная дюймовая резьба диаметром отверстия 1″, наружным диаметром резьбы d =33,249мм, числом ниток 11 на длине 1″ 6 ^го квалитета с отклонением среднего и наружного диаметров по h.

Болты, винты, стяжки и часть шпильки устанавливаются в отверстия соединяемых деталей по 2 ^м схемам (рис.6.7.1):

 1-с зазором (рис.6.2.7, а) – в этом случае для обеспечения относительной неподвижности соединяемых деталей гайки или винты затягиваются со значи-тельным крутящим моментом, чтобы создать осевую силу, обеспечивающую воз-никновение сил или моментов сил трения в сопряжении деталей больше, чем сдвигающие детали силы или моменты сил;  

                              2-без зазора (рис.6.2.7, б) – в этом случае затяжка винтов

                                (или гаек) невелика, но достаточна, чтобы обеспечить не-

                               раскрытие стыка деталей (отсутствие зазора между сое-

                               диняемыми деталями) при действии внешней нагрузки.

                                                       

Рис.6.2.7.Схема болтового соединения с зазором (а) и винтового без зазора (б)                                            

                                                                

Теоретически все крепежные резьбы удовлетворяют условию самоторможе-ния, т.е. при действии осевой силы на торец гайки или головку винта (от вибра-                                                                                                                                                                                                                                

ций, нагрева, изменения осевой силы или другого воздействия) гайка или винт не будут откручиваться:

β = arc tg (P/π·d₂) < ρ = arc tg (f/cosα/2),                     (6.2.1)                                 

           где β – угол подъема винтовой линии резьбы по среднему диаметру d₂;

   Р – шаг резьбы;

   f – коэффициент трения резьбовой пары винт-гайка;

   α – угол профиля витка резьбы;

   ρ - приведенный угол трения резьбовой пары.

Однако в реальных условиях при действии на резьбовые соединения пере-менных и ударных нагрузок или вибраций, изменяющих затяжку соединений, нередко происходит самоотвинчивание гайки или винта, что нарушает непод-вижность соединения и, в конечном счете, может привести к разрушению резь- бового соединения или, в худшем случае, вызвать аварийную ситуацию в рабо- те какого – либо изделия.

Крепежные резьбовые соединения, редко разбираемые, чаще всего не сма-зывают при сборке, что, с одной стороны, существенно уменьшает вероятность самоотвинчивания, с другой стороны, усложняет, пусть и редкую, разборку.

Для предохранения резьбовых соединений от самоотвинчивания исполь-зуются различные способы их стопорения, например:

1- жестким соединением гайки со стержнем винта или шпильки с помощью, например, устанавливаемой в паз гайки и сквозное отверстие в теле винта или шпильки шплинта (с последующим отгибом ветвей шплинта) – рис.6.2.8, а;

2- увеличением сил или моментов сил трения в резьбовой паре с помощью, например, частично разрезной деформируемой (рис.6.2.8, г, з, и) или биме-таллической (рис.6.2.8, к) гайки или пружинной шайбы - рис. 6.2.8, д; ж;                                                                                                                            

3- жестким соединением гайки или винта с одной из соединяемых деталей                                                                                                                                            

 с помощью, например, деформируемых лапок стопорных шайб - рис.6.2.8, б, в, рис.6.2.3, в;

4-затяжкой гайкой и контргайкой - рис.6.2.8, е.

Винты, гайки и стяжки в основном изготавливают из низко- и среднеуглеро-дистых сталей типа Ст.2, Ст.3 и Сталь10, Сталь20, Стальль35, Сталь45, а также низколегированных сталей марок Сталь35Х, Сталь40ХН, Сталь35ХГСА – для весьма ответственных резьбовых соединений резьбовые элементы иногда зака-

ливают. Пружинные шайбы изготавливаются из пружинных сталей с закалкой. Стопорные и плоские шайбы не закаливаются.                                  

Рис.6.2.8.Схемы стопорения резьбовых соединений: а – корончатой гайкой с

шплинтом; б, в – стопорной шайбой с деформируемыми лапками; г – де-

формируемой по прорези гайкой; д – осесимметричной пружинной шай-  

бой; е – гайкой и контргайкой; ж – пружинной шайбой (шайбой Гровера);

и – стяжной гайкой с разрезом; к – биметаллической гайкой (с пластмас-

совым кольцом в канавке)

При затяжке гайки или винта в резьбовой паре возникает осевая сила Р_о, сила нормального давления N и силы трения скольжения F_т, препятствующие

скольжению резьбовых витков, а на торце гайки (или головки винта) возникают

силы трения скольжения F_р, препятствующие вращению гайки - рис.6.2.9 (все                                                                                    

силы показаны как равнодействующие).

Момент закручивания гайки или головки винта резьбовых соединений зави-

сит от момента М_р сопротивления подъему витка гайки или винта при его

скольжении по сопрягаемому неподвиж-

ному витку резьбовой пары и момента сил

трения скольжения торца гайки или голов-                 

ки винта М_т по поверхности закрепляемой

детали (или шайбы, если она установлена                                                                               

под гайкой или головкой винта – при этом

предполагается, что шайба не вращается

с гайкой или винтом), т.е.:                          Рис.6.2.9.Схема сил, действующих в

М_з= М_р+ М_т = Р_о·0,5·d₂·tg(β+ρ)+                          резьбовом соединении

                    + Р_о·ƒ·0,5·D^г_ср,  (6.2.2)                                                                                                                                                                                    

где Р_о – осевая сила, с которой стягиваются соединяемые детали;

d₂ – средний диаметр резьбы (по ГОСТ);

  β – угол подъема винтовой линии резьбы (формула (6.2.1));

  ρ  – приведенный угол трения в резьбовой паре (формула (6.2.1));

  ƒ – коэффициент трения пары торец гайка-соединяемая деталь;

  D^г_ср – средний диаметр торца гайки, по которому условно действует

    сила затяжки на соединяемые детали со стороны гайки (D^г_ср=(S+d₁)/2,

    здесь S – размер под ключ шестигранной гайки).

Произведя некоторые преобразования, формула (6.2.2) приобретает вид:

                    М_з = Р_кл· ι_кл =  0,5·Р_о (d₂·tg(β + ρ) + ƒ·D^г_ср),             (6.2.3)

     где Р_кл·ι_кл – соответственно прилагаемое окружное усилие и длина

                           ключа для закручивания гайки (или головки винта).