Кинематические (или ходовые) резьбы

 

Трапециедальная резьба (рис. 1.12). Профиль резьбы – равнобокая трапеция с углом α = 30°. Резьба применяется для передачи осевых усилий и движения в ходовых винтах.

Симметричный профиль резьбы позволяет применять ее для реверсивных винтовых механизмов.

В настоящее время действуют следующие стандарты на трапециедальную резьбу: профиль резьбы по ГОСТ 9484–81; основные размеры однозаходной резьбы – ГОСТ 24737–81; диаметры и шаги однозаходной резьбы – ГОСТ 24738–81; диаметры, шаги, ходы и допуски многозаходной резьбы – ГОСТ 24739–81; допуски для однозаходной резьбы – ГОСТ 9562–81.

Примеры обозначений однозаходной трапециедальной резьбы:

Тr 40 х 6 – 8е ( Tr – трапециедальная, 40 – номинальный диаметр резьбы на стержне; 6 – шаг; 8е– поле допуска);

Tr 40 х 6 LH – 8e(та же резьба, но левая).

Рис. 1.12. Профиль и основные размеры

трапециедальной резьбы

 

Примеры обозначений многозаходной трапециедальной резьбы (рис. 1.13):

Тr 40 х 9 (Р3) – 6е ( Тr– трапециедальная; 40 – номинальный диаметр резьбы на стержне; 9 – ход; 3 – шаг в мм; 6е – поле допуска).

Рис. 1.13. Пример обозначения трапецеидальной резьбы

 

Упорная резьба (рис. 1.14). Профиль резьбы по ГОСТ 10177-82 – неравнобокая трапеция с углом рабочей стороны 3° и нерабочей – 30°. Этот же стандарт регламентирует и основные размеры резьбы. Допуски – по ГОСТ 25096-82.

Упорная резьба характеризуется высокой прочностью. Винтовая пара с упорной резьбой обладает высоким КПД. Резьба применяется в грузовых винтах для передачи больших усилий, действующих в одном направлении (в мощных домкратах, прессах и т.д.).

 

Рис. 1.14. Профиль и основные размеры упорной резьбы

Примеры обозначений упорной резьбы (рис. 1.15):

S 80 х 16 – 7h ( S– упорная; 80 – номинальный диаметр; 16 – шаг; 7h– поле допуска);

S 80 х 16 LH– 7h (LН– для отверстия, левая);

S80 х 20 (Р5) – 7h(80 – номинальный диаметр; 20 – ход; 5 – шаг у четырехзаходной резьбы).

 

Рис. 1.15. Пример обозначения упорной резьбы

Прямоугольная (квадратная) резьба (рис. 1.16) имеет высокий КПД и дает большой выигрыш в силе, поэтому подобные резьбы применяют для передачи осевых усилий в грузовых винтах и движения в ходовых винтах.

Рис. 1.16. Профиль и основные размеры прямоугольной

(квадратной) резьбы

 

Прямоугольные (квадратные) резьбы не стандартизованы, так как имеют следующие недостатки:

а) в соединении (типа «болт – гайка») трудно устранить осевое биение;

б) они обладают меньшей прочностью, чем трапециедальная резьба, так как основание витка у трапециедальной резьбы при одном и том же шаге шире, чем у прямоугольной резьбы;

в) их труднее изготовить, чем трапециедальную.

В ответственных соединениях эти резьбы заменены трапециедальной.

Так как профиль и шаги этой резьбы не стандартизованы, на чертеже изделия с подобной резьбой приводят все данные, необходимые для ее изготовления.

 

Специальная резьба. Имеет стандартный профиль, но нестандартный шаг или диаметр. В обозначении специальной резьбы перед буквенным указанием профиля (М, Tr, S) добавляют сокращенное слово Сп, например: Сп М34 х 2 – 6 d.

 

Основные виды резьбовых крепежных изделий

Болты

 

Болт представляет собой цилиндрический стержень с головкой на одном конце и винтовой резьбой на другом (рис. 1.17). Обычно болты применяют для скрепления (соединения) деталей не очень большой толщины, фланцев (рис. 1.18), при необходимости частого соединения и разъединения деталей.

 

Рис. 1.17. Элементы болта:

1 – фаска; 2 – головка; 3 – стержень; l – рабочая длина;

l₀ – длина резьбы

Головка болта может иметь разную форму: шестигранную, квадратную, прямоугольную, полукруглую, коническую с квадратным подголовком или усом (для предотвращения проворачивания болта при навинчивании гайки).

Рис. 1.18. Фланцевая муфта с болтовым соединением

 

Выбор формы головки болта для соединения деталей зависит от технологических особенностей данного соединения. Наибольшее применение получили болты с шестигранной головкой. При скреплении деталей на резьбу болта навертывается гайка также чаще всего шестигранной формы.

Изображение болтов на рабочих чертежах выполняют по размерам, указанным в соответствующих таблицах ГОСТа на резьбовые изделия. На сборочных чертежах болтовые соединения обычно вычерчивают упрощенно, по относительным размерам, за исходный размер в этом случае принимают наружный диаметр резьбы болта d.

Основные размеры болтов с шестигранной головкой класса точности А по ГОСТ 7805-70 и B по ГОСТ 7798-70 приведены в таблицах прил. 1.

Пример условного обозначения болта нормальной точности с шестигранной головкой: болт исполнения 1 (не указывают), с крупным шагом (не указывают), длиной 60 мм, класс прочности 5.8, без покрытия: Болт М12 – 6g х 60.58 ГОСТ 7798-70.

На учебных чертежах полагают, что болты изготовлены из углеродистой стали класса прочности 5.8 и не подвергаются покрытию.

 

Шпильки

Если болт нельзя пропустить насквозь через обе детали (в случае когда одна деталь существенно большей толщины), вместо него ставится шпилька, представляющая собой цилиндрический стержень с резьбой на обоих концах (рис. 1.19).

Шпильки изготавливают нормальной и повышенной точности. Один конец шпильки ввертывается до отказа в одну из соединяемых деталей, после чего на другой конец устанавливают скрепляемую деталь и навинчивают гайку (рис. 1.20).

Часть шпильки длиной l (рабочая длина шпильки), на которую устанавливается деталь и навинчивается гайка, называется стяжным концом. В зависимости от толщины подсоединяемой детали определяется необходимая длина стяжного конца.

 

б

а

 

Рис. 1.19. Наглядное изображение и чертеж шпильки:

а – элементы шпильки; б – параметры для ее вычерчивания

 

Резьбовой конец шпильки l ₁, ввинчиваемый в деталь, называется посадочным концом. Длина посадочного конца шпильки подбирается в зависимости от пластичности материала детали, в которую ввертывается шпилька (табл. 1.1).

 

Рис. 1.20. Последовательность соединения

деталей шпильками

 

Длина гладкой (ненарезанной) части шпильки гаечного конца должна быть не менее 0,5 d.

Длина шпильки l и резьбового конца l ₀ в соответствии с ГОСТ 22032-76 приведены в прил. 2.

Пример условного обозначения шпильки диаметром резьбы d= 16 мм, с крупным шагом Р = 2 мм и рабочей длиной l = 120 мм:

Шпилька М16 – 6g х 120.58 ГОСТ 22032–76,

все остальное расшифровывается так же, как в обозначении болта.

 

Таблица 1.1. Зависимость длины посадочного конца шпильки от материала изделия, в которое она ввертывается

Длина ввинчиваемого резьбового конца	ГОСТ	Область применения
Шпилька класса точности В	Шпилька класса точности А
l 1=d	22032-76	22033-76	Для резьбовых отверстий в стальных, бронзовых и латунных деталях и деталях из титановых сплавов
l 1=1,25d	22034-76	22035-76	Для резьбовых отверстий в деталях из ковкого и серого чугуна
l 1=1,6d	22036-76	22037-76
l 1=2d	22038-76	22039-76	Для резьбовых отверстий в деталях из легких сплавов
l 1=2,5d	22040-76	22041-76

Гайки

Гайки являются одним из важнейших элементов резьбового соединения, они различаются по форме поверхности, характеру исполнения, характеру резьбы и точности изготовления. Выбор типа гайки зависит от ее назначения и условий работы. Крепежные гайки, которые навинчиваются на болты и шпильки, чаще всего бывают шестигранной формы, реже квадратной. Кроме шестигранных и квадратных гаек, в машиностроении широко применяются гайки специальной формы: круглые, гайки-барашки и пр.

Высота нормальных шестигранных гаек класса точности В по ГОСТ 5915-70 Н = 0,8d.В особых случаях при больших стяжных усилиях, а также там, где в процессе эксплуатации приходится часто демонтировать резьбовое соединение, применяют гайки высокого класса точности В по ГОСТ 15523-70 (1,2d)и особо высокого класса точности А по ГОСТ 5931-70 (1,6d). При незначительных стяжных усилиях и там, где необходимо ограничить выступ гайки, применяют гайки уменьшенной высоты класса точности В по ГОСТ 5916-70 (0,5 –0,6 d).

Разновидностями шестигранных гаек служат гайки корончатые и прорезные, устанавливаемые на резьбовых соединениях, подлежащих стопорению с помощью шплинтов. Они обычно выполняются с увеличенной общей высотой.

При небольших стяжных усилиях и частом завинчивании и отвинчивании применяют гайки-барашки (с двумя ушками) для удобства завертывания их вручную, без ключа.

Шестигранные гайки выпускают в двух исполнениях – с одной и двумя коническими фасками (рис. 1.21).

 

 

Рис. 1.21. Наглядное изображение и чертеж гайки в двух исполнениях

 

Основные размеры шестигранных гаек класса точности В, нормальных по ГОСТ 5915-70, приведены в табл. прил. 3.

Пример условного обозначения шестигранной гайки 1 исполнения с диаметром резьбы d= 12 мм, с крупным шагом Р= 1,75 мм, полем допуска – 6Н, классом прочности – 12 и маркой стали – 40Х:

Гайка М12 – 6H.12.40X ГОСТ 5915-70

Шайбы

При сборке резьбовых соединений под гайки или головки болтов обычно подкладывают шайбы. Они позволяют увеличить опорную поверхность под гайкой, предохранить поверхность детали от задирания ее гранями гайки, а при неровностях на наружной поверхности детали предотвратить перекос гайки.

Различают шайбы круглые, пружинные, стопорные, косые и др.

Круглые шайбы изготавливают без фаски, штампованными из листа (ГОСТ 11371-78) и с односторонней фаской, точеными на станке (рис. 1.22).

 

Рис. 1.22. Шайбы круглые

Основные размеры шайб обычных по ГОСТ 11371-78 приведены в прил. 4.

Примеры условных обозначений шайб:

а) шайба 1 исполнения для болта, шпильки диаметром резьбы 18 мм: Шайба 18 ГОСТ 11371-78;

б) пружинная шайба из стали марки 65Г для болта, винта, шпильки с диаметром резьбы 18 мм: Шайба 18 Л 65Г ГОСТ 6402-70.

Примечание. Буква, стоящая за цифрами, обозначающими диаметр резьбы, указывает тип пружинной шайбы: Л – легкие шайбы; Н – нормальные шайбы; Т – тяжелые шайбы.