Основные сведения о геометрии резьб

Геометрической основой резьб является винтовая линия.

Винтовой называется линия (рисунок 7.1), образованная гипоте- нузой АВ прямоугольного треугольника АВС при огибании его во- круг прямого кругового цилиндра. При этом один из катетов АС треугольника совпадает с плоскостью основания цилиндра и равен длине окружности основания.

Рисунок 7.1 – Винтовая линия резьбы

 

Резьба – это поверхность, образованная перемещением некото- рой плоской фигуры (треугольника, трапеции и т. д.) по винтовой линии (рисунок 7.2). Один оборот резьбы (винтовой линии) вокруг боковой поверхности цилиндра называется витком. Различают левую и правую винтовые линии (левую и правую резьбы).

 

Рисунок 7.2 – Виды винтовых линий

 

Контур сечения резьбы в плоскости, проходящей через ось ци- линдра (винта), называется профилем резьбы. Профилем резьбы является та фигура, при винтовом движении которой образуется резьба.

Различают пять основных типов резьб в зависимости от профиля: треугольная (рисунок 7.3, а), упорная (рисунок 7.3, б), трапецеидаль- ная (рисунок 7.3, в), прямоугольная (рисунок 7.3, г) и круглая (ри- сунок 7.3, д).

 

а б в г д

Рисунок 7.3 – Типы резьб

 

Все они находят применение в винтовых механизмах, при этом вид профиля выбирают в зависимости от условий работы, назначе- ния механизма, требований к точности и КПД.

В зависимости от числа заходов различают однозаходные и мно- гозаходные резьбы (рисунок 7.4). Многозаходная резьба получается при перемещении по параллельным винтовым линиям нескольких рядом расположенных профилей (см. рисунок 7.1). Число заходов резьбы определяют по числу сбегающих витков на торце винта. В вин- товых механизмах применяют в основном многозаходные резьбы.

Рисунок 7.4 – Однозаходные и многозаходные резьбы

Геометрические параметры резьбы

Основные параметры цилиндрической резьбы рассмотрим на при- мере резьбы с трапецеидальным профилем (рисунок 7. 5): d, D – наружный диаметр резьбы, являющийся номинальным диаметром резь-бового соединения; d 1, D 1 – внутренний диаметр резьбы соот- ветственно винта и гайки; d 2, D 2 – средний диаметр резьбы, т. е. диаметр воображаемого цилиндра, на котором ширина витка равна ширине впадины; Н – высота исходного контура, равная высоте профиля (без учета скругления вершин и впадин); h – рабочая высо- та профиля, по которой соприкасаются витки винта и гайки; ас – радиальный зазор; Р – шаг резьбы, равный расстоянию между од- ноименными сторонами двух соседних витков, измеренному по об- разующей цилиндра; Рh – ход резьбы, равный расстоянию между одноименными сторонами двух соседних витков одной и той же винтовой поверхности (см. рисунок 7.1); для однозаходных резьб Рh

= Р, а для много-заходных Рh = nР, где n – число заходов; α – угол профиля резьбы;

γ – угол подъема резьбы, равный углу подъема винтовой линии на среднем цилиндре резьбы:

 

tgg =

Ph

p d 2

nP

=

p d 2.

Все геометрические параметры большинства резьб и допуски на их размеры стандартизованы.

 

Рисунок 7.5 – Основные параметры резьбы

По назначению передачи делят на три вида:

1. Грузовые – для создания больших осевых сил. Профиль резьбы трапецеидальный симметричный при двухсторонней передаче движе- ния под нагрузкой и несимметричный для одностороннего рабочего движения при больших нагрузках (упорная резьба, см. рисунок 7.3).

2. Ходовые – применяемые в различных механизмах подачи. Для уменьшения потерь на трение ходовые винты изготавливают с тра- пецеидальной многозаходной резьбой. Для устранения «мертвого хода» вследствие износа резьбы и появления люфта гайки ходовых винтов выполняют разъемными.

3. Установочные – используемые для точных перемещений и ре- гулирования. Эти винты имеют резьбу с треугольным профилем (метрическая резьба).

В настоящее время разработано много конструкций специальных винтовых пар (шариковинтовые передачи), которые позволяют ком- пенсировать погрешности изготовления, износ, обеспечивают боль- шие передаточные отношения и высокий КПД путем замены трения скольжения трением качения (рисунок 7.6).

 

Рисунок 7.6. – Шариковинтовые передачи