Виды резьб

Резьба. Резьбовые изделия. Резьбовые соединения.

Методическое указание для студентов первого курса технических специальностей дневного и заочного обучения

Астрахань 2011

Составитель: доц. каф. НГГ Гусева Тамара Викторовна

Рецензент: доцент каф. ХМ Путилин С.А.

Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры «Начертательная геометрия и инженерная графика» АГТУ

Протокол № от 2011 г.

Введение

Данные методические указания предназначены для студентов первого курса технических специальностей при изучении ими раздела «Резьба. Резьбовые изделия. Резьбовые соединения» курса «Инженерная графика». Цель работы:

· Освоить основные положения ГОСТ 2.311-68.

· Изучить способы изображения крепежных изделий – болтов, гаек, шайб и шпилек.

· Изучить способы изображения крепежных соединений по действительным размерам.

· Освоить основные положения ГОСТ 2.315-68. Изучить упрощенные изображения крепежных соединений.

Резьба.

Основные понятия и определения.

Резьба – поверхность, образованная при винтовом перемещении плоского контура по цилиндрической или конической поверхности. Резьба,

образованная на цилиндрической поверхно­сти, называется цилиндрической резьбой, на коничес­кой поверхности — конической резьбой.

При резьбовом соединении двух деталей одна из них имеет наружную резьбу, выполненную на наружной поверхности, а другая — внутреннюю, выполненную в отверстии (рис.1).

Рис. 1

В машиностроении применяются стандартные цилиндрические и конические резьбы разных типов, отличающихся друг от друга назначением и параметра­ми: метрическая, трубная цилиндрическая, трубная коническая, трапецеидальная, упорная и др. Стандарты, устанавливающие параметры той или иной резьбы, предусматривают также ее условное обо­значение на чертежах. Обозначение резьбы обычно включает в себя буквенное обозначение, определя­ющее тип резьбы, а также размер резьбы (примеры рассмотрены ниже).

Основным элементом резьбы является ее профиль, установленный соответствующим стандартом.

Профиль резьбы – контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ее ось. На рис. 2 показаны профили резьб общего назначения. Резьба метрическая (рис. 2 а), резьба трубная (рис. 2 б), резьба трапецеидальная (рис. 2 в), резьба упорная (рис. 2 г). Прямолинейные участки профиля, принадлежащие винтовым поверхностям называются боковыми сторонами профиля. Участки профиля, соединяющие боковые стороны выступов, называются вершинами профиля, участки профиля, соединяющие боковые стороны канавок - впадиной профиля. Угол между боковыми сторонами профиля – ß – угол профиля.

Рис. 2

Ось резьбы – прямая, относительно которой происходит винтовое движение плоского контура, образующего резьбу.

Наружный диаметр резьбы d – диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или вписанной во впадины внутренней резьбы. Под размером резьбы понимается значение ее наружного диаметра, который называют номиналь­ным диаметром резьбы.

Внутренний диаметр резьбы d₁ – диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы или описанной вокруг вершин внутренней резьбы. d₂ - диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, где ширина канавки равна половине номинального шага резьбы.

Шаг резьбы - Р рас­стояние между соседними одноимен­ными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы.

Часть резьбы, образо­ванная при одном повороте профиля вокруг оси, называется витком. При этом все точки производящего профиля пере­мещаются параллельно оси на одну и ту же величину, которая называется ходом резьбы (P_h). Резьба, образованная движением од­ного профиля, называется однозаходной, образованная движением двух, трех одинаковых профилей и более — многозаходной. У однозаходной резьбы ход равен шагу P_h = Р (рис. 3 а), у многозаходной ход равен шагу, умноженному на число ходов P_h = Р х n, где n – число ходов (рис. 3, б).

Рис. 3

Резьба может быть правой или левой. Если ось резьбы расположить вертикально перед наблюдателем, то у правой резьбы видимые витки подни­маются слева направо (рис. 3, а), а у левой — справа налево (рис. 3, б). Так как применяется преимущественно правая резьба, то на чертеже оговаривают только левую, добавляя к обозначению резьбы «LH» согласно ГОСТ 8724-81 «Резьба метрическая, диаметры и шаги».

Виды резьб.

По назначению резьбы разделяют на крепежные (к ним относятся метрическая и трубная) и кинематические или ходовые (к ним относятся трапецеидальная и упорная).

Метрическая резьба наиболее часто применяется в крепежных изделиях (винты, болты, шпильки, гайки). Основные размеры метрической резьбы устанавли­вает ГОСТ 24705—81. Номинальный профиль и размеры его элементов устанавливает ГОСТ 9150—81. На рис. 4 изоб­ражен профиль метрической резьбы: d — наружный диаметр наружной резьбы (болта); d₁ — внутренний диаметр наружной резьбы (болта); Р — шаг резьбы.

Рис. 4

ГОСТ 8724—81 устанавливает диаметры и шаги метри­ческой резьбы. В зависимости от назначения детали метрическую резьбу нарезают с крупным или мелким шагом. При одинаковых номинальных диаметрах шаг мелкой резьбы может быть различным (табл. 1).

Таблица 1

Диаметры и шаги метрической резьбы, мм

(выдержка из ГОСТ 8724-81)

Диаметр резьбы для ряда	Шаг Р
			крупный	мелкий
- - - - - - - -	- - - - - - - - -	- - - - - (26) - (28) -	- - 2,5 2,5 2,5 - - - 3,5	1,5; (1) 1,5; 1; 0,75; 0,5 1,5; (1) 2; 1,5; 1; 0,75; 0,5 2; 1,5; 1; 0,75; 0,5 2; 1,5; 1; 0,75; 0,5 2; 1,5; (1) 2; 1,5; (1) 1,5 2; 1,5; 1; 0,75 2; 1,5; 1 (3); 2; 1,5; 1; 0,75
Примечания: 1. При выборе диаметров резьб следует предпочитать первый ряд второму, а второй третьему. 2. Диаметры и шаги резьб, заключенные в скобки, по возможности не применять.

Трубная цилиндрическая резьба применяется для соединения труб и фитингов, где требуется герметич­ность. Профиль резьбы — равнобедренный треуголь­ник с углом при вершине 55° (рис. 5 ).

Рис. 5

Трубная резьба разработана в дюймовой системе и имеет мелкие шаги.

1 дюйм (1'') = 25,4 мм. Шаг трубной резьбы задают косвенным способом – указывают число ниток резьбы, укладывающихся на 1''. Для трубной цилиндрической резьбы установлено два класса точности А и В.

Основные размеры трубной цилиндрической резьбы устанавливает ГОСТ 6357—81 (табл. 2).

Таблица 2

Основные размеры трубной цилиндрической резьбы, мм

(выдержка из ГОСТ 6357—81)

Обозначение размера резьбы	Диаметр резьбы	Шаг Р
наружный d=D	Внутренний d1=D1
¼	13,157	11,445	1,337
½	20,955	18,631	1,814
	33,249	30,291	2,309
1¼	41,910	38,952	2,309
1½	47,803	44,845	2,309
13/4	53,746	50,788	2,309
	59,614	56,656	2,309

Трубная коническая резьба (рис. 6) применяется в случаях, когда требуется повышенная герметичность соединения труб при больших давлениях жидкости или газа.

Рис. 6

ГОСТ 6211—81 распространяется на трубную коническую резьбу с конусностью 1:16, применяемую в конических резьбовых соединениях (рис. 7),а также в соединениях наружной трубной конической резьбы с внутренней трубной цилиндри­ческой резьбой (рис. 8).

Рис. 7

Рис. 8

Профиль конической резьбы (рис. 6) — равно­бедренный треугольник с углом 55° при вершине, бис­сектриса которого перпендикулярна к оси конуса. При конусности 1:16 образующая конуса наклонена к оси под углом 1°47'24". Размеры трубной конической резьбы (таблица 4.3) измеряются в основной плоскости.Под основной плоскостью подразуме­вается плоскость, перпендикулярная оси трубы, совпа­дающая с торцом детали (муфты), имеющей внутрен­нюю резьбу. Если деталь с наружной конической резьбой ввинтить в деталь (муфту) без натяга, то эта деталь войдет туда на длину /, определя­ющую положение основной плоскости относительно конца (торца) детали (рис.7).

Условный размер и параметры трубной конической резьбы в основной плоскости (таблица 3) полностью соответствуют параметрам трубной цилиндрической резьбы с тем же условным размером, шагом и числом витков на длине одного дюйма (рис.8).

Таблица 3

Основные размеры трубной конической резьбы, мм

(выдержка из ГОСТ 6211-81)

Обозначение размера резьбы	Шаг Р	Диаметр резьбы	Длина наружной резьбы l (от торца до основной плоскости)
наружный d=D	Внутренний d1=D1
¼	1,337	13,157	11,445	6,0
3/8	1,337	16,662	14,950	6,4
½	1,814	20,955	18,631	8,2
3/4	1,814	26,441	24,117	9,5
	2,309	33,249	30,291	10,4
1¼	2,309	41,910	38,952	12,7
1½	2,309	47,803	44,845	12,7
	2,309	59,614	56,656	15.9

Трапецеидальная резьба относится к кинематичес­ким резьбам и предназначена для передачи движения. ГОСТ 9484—81 устанавливает про­филь и размеры его элементов. Профиль трапеце­идальной резьбы — равнобочная трапеция с углом между ее боковыми сторонами, равным 30° (рис. 9).

Рис. 9

Эта резьба применяется главным образом в деталях механизмов для преобразования вращательного движения в поступательное при значительных нагрузках. Например, в ходовых винтах станков, винтах суппор­тов, грузовых винтах прессов.

Основные размеры для однозаходной трапецеидаль­ной резьбы устанавливает ГОСТ 24737—81, а ГОСТ 24738—81 — диа­метры и шаги (таблица 4).

Таблица 4

Диаметры и шаги трапецеидальных однозаходных резьб, мм

(выдержка из ГОСТ 24738-81)

Диаметр резьбы, d	Шаг Р
Ряд 1	Ряд 2	Р	Р*	Р**
	-	1,5		-
- -	-			- - -
-	- -			- - -
- -	-	3; 8 3; 8 3; 8
-	- -	3; 8 3; 10 3; 10		- -
- -	-	3; 10 3; 10 3; 10		- -
Примечания: При выборе диаметров резьбы следует предпочитать первый ряд второму. * Шаги, являющиеся предпочтительными при разработке новых конструкций. ** Шаги, которые не следует применять при разработке новых конструкций.

Основные размеры для многозаходной резьбы уста­навливает ГОСТ 24739—81.

Упорная резьба применяется при больших односто­ронних усилиях, действующих в осевом направлении. ГОСТ 10177—82 предусматривает форму профиля и основные размеры для однозаходной упорной резьбы (таблица 5).

Таблица 5

Диаметры и шаги упорной резьбы, мм

(выдержка из ГОСТ 10177-82)

Профиль резьбы (рис. 10)представляет собой трапецию, одна сторона кото­рой является рабочей стороной профиля, и ее положе­ние определяется углом наклона 3° к прямой, перпен­дикулярной оси. Другая сторона трапеции (нерабочая сторона профиля) имеет угол наклона 30°. Упорная резьба может выполняться с разными шагами при одном и том же диаметре.

Рис. 10

Резьбу изготовляют или режущим инструментом с удалением слоя материала, или накаткой путем выдавливания. При выводе инструмента из металла резьба как бы сходит на нет, образуя сбег резьбы. Длиной резьбы называют длину участка поверхности, на которой образована резьба, включая сбег резьбы и фаску. Фаска это коническая поверхность, служит для облегчения наворачивания гайки на болт, ввинчивания шпильки в резьбовое отверстие и т.д. Как правило, на чертежах указывают только длину резьбы с полным профилем (рис. 11, а).Если резьбу вы­полняют до некоторой поверхности, не позволяющей перемещать резьбообрзующий инструмент до упора к ней, то образуется так называемый недовод резьбы (рис. 11, б).Сбег плюс недовод образуют так называемый недорез резьбы. Если требуется изготовить резьбу пол­ного профиля, без сбега, то для вывода резьбообразуюшего инструмента делается проточка, диаметр которой для наружной должен быть немного меньше внутреннего диаметра резьбы, а для внутренней резьбы — немного больше на­ружного диаметра резьбы (рис. 11, в).

Рис. 11

1.3 Изображение резьбы.

Построение точного изображения витков резьбы требует большой затраты времени, поэтому на чертежах резьбу изображают условно, независимо от профиля резьбы. Согласно ГОСТ 2.311-68, резьбу на стержне изображают сплошными основными ли­ниями по наружному диаметру резьбы и сплошными тонкими - по внутреннему на всю длину резьбы, включая фаску (рис. 12, а). На видах, полученных про­ецированием на плоскость, перпендику­лярную оси стержня, по внутреннему диаметру резьбы проводят дугу сплошной тонкой линией, приблизительно равную ³/₄ окружности и разомкнутую в любом месте.

На изображениях резьбы в отвер­стии сплошные основные и сплошные тонкие линии как бы меняются местами (рис. 12, б).

Фаски на стержне с резьбой и в отвер­стии с резьбой, не имеющие специального конструктивного назначения, в проекции на плоскость, перпендикулярную оси стержня или отверстия, не изображают. Границу резьбы на стержне и в отверстии проводят в конце полного профиля резьбы, до сбега, основной ли­нией (или штриховой, если резьба изо­бражена как невидимая), которую про­водят до линий наружного диаметра резьбы. Расстояние между ли­ниями, изображающими наружный и внутренний диаметры резьбы, согласно ГОСТ 2.303—68, не должно быть менее 0,8 мм и не больше шага резьбы. Сбег резьбы изображается тонкой линией, проводимой примерно под углом 30° к оси резьбы (рис. 12). Сбег резьбы на производственных черте­жах показывают редко. Невидимую резьбу изображают штриховыми линиями одинаковой толщины по наружному и внутреннему диаметрам.

Рис. 12

На чертежах, по которым резьбу не выполняют, резьбу в глухом резьбовом отверстии (гнезде) допускается условно изображать, как показано на рис. 13.

Рис. 13

В резьбовых соединениях, изображенных в разрезе, резьба стержня закрывает резьбу отверстия (рис. 14, а, б), на разрезах штри­ховка доводится до сплошных основных линий. Более подробные сведения об изображении резьбы изложены в ГОСТ 2.311—68.

Рис. 14