§ 58. Профили резьб
Профиль резьбы зависит от формы режущей части инструмента, при помощи которого нарезается резьба. Чаще всего применяется цилиндрическая треугольная резьба (пилообразная) (рис. 258, а), обычно ее называют крепежной; такую резьбу нарезают на крепежных деталях, например на шпильках, болтах и гайках.
Рис. 258. Профили и элементы резьб: а – цилиндрическая треугольная, б – прямоугольная, в – трапецеидальная, г – упорная, д – круглая
Помимо цилиндрических треугольных резьб бывают конические треугольные, которые дают возможность получить плотное соединение, такие резьбы встречаются на конических пробках, в арматуре, иногда в масленках.
Прямоугольная резьба (рис. 258, б) имеет прямоугольный профиль (квадратный). Она не стандартизована, трудна в изготовлении, непрочная и применяется редко.
Трапецеидальная резьба ленточная (рис. 258, в) имеет сечение в форме трапеции с углом профиля 30°. У нее малый коэффициент трения, а потому применяется эта резьба для передачи движения или больших усилий: в металлорежущих станках (ходовые винты), домкратах, прессах и т. п. Витки этой резьбы имеют большое сечение у основания, что обеспечивает высокую прочность ее и удобство при нарезании. Основные элементы трапецеидальной резьбы стандартизованы.
Упорная резьба (рис. 258, г) имеет профиль в виде неравнобокой трапеции с рабочим углом при вершине 30°. Основания витков закруглены, что обеспечивает в опасном сечении прочный профиль. Поэтому данная резьба применяется в тех случаях, когда винт должен передавать большое одностороннее усилие (в винтовых прессах, домкратах и т. п.).
Круглая резьба (рис. 258, д) имеет профиль, образованный двумя дугами, сопряженными с небольшими прямолинейными участками, и углом 30°; в машиностроении используется редко. Применяется в соединениях, подвергающихся сильному износу, в загрязненной среде (арматура пожарных трубопроводов, вагонные стяжки, крюки грузоподъемных машин и т. п.). Эта резьба не стандартизована.
По числу ниток резьбы разделяют на одноходовые (однозаходные) и многоходовые (многозаходные).
Ходом резьбы называют осевое перемещение винта на один его оборот. Например, при завинчивании гайка переместится за один оборот на величину, равную ходу резьбы. Для однозаходных резьб шаг равен ходу. Для многозаходных винтов ход резьбы получим умножением шага (расстояние между смежными витками) на число заходов. Число заходов можно определить, если посмотреть на торец винта (гайки), на котором обычно ясно видно, сколько ниток берет свое начало с торца трехзаходного, восьмизаходного (рис. 259, а, б).
У однозаходной (одноходовой) резьбы на торце винт" или гайки виден только один
Рис. 259. Резьбы с разным числом заходов (ходов): а – трехзаходная, б – восьмизаходная
Рис. 260. Системы резьб: а – метрическая, б – дюймовая, в – трубная, г – деталь с дюймовой резьбой конец витка, а у многозаходных (многоходовых) – два, три и больше витков
Однозаходные резьбы имеют малые углы подъема винтовой линии и большее трение (малый кпд). Они применяются там, где требуется надежное соединение – для крепежных резьб.
У многозаходных резьб по сравнению с однозаходными угол подъема винтовой линии значительно больший (подъем круче). Такие резьбы применяют в тех случаях, когда необходимо быстрое перемещение по резьбе при наименьшем трении, при этом за один оборот винта (или гайки) гайка (или винт) переместится на величину хода винтовой линии резьбы. Многозаходные резьбы используют в механизмах, служащих для передачи движения.
Основные типы резьб и их обозначение
В машиностроении, как правило, применяют три системы резьб: метрическую, дюймовую и трубную.
Метрическая резьба имеет треугольный профиль с плоскосрезанными вершинами (рис. 260, а) и характеризуется следующими основными элементами: угол профиля 60°, диаметры и шаг выражаются в метрической системе мер – в миллиметрах.
Метрические резьбы делят на резьбы с крупным шагом (для наружных диаметров 1 -68 мм) и резьбы с мелкими шагами (для диаметров 1 -600 мм); шаги для крупных резьб – 0,25 – 6 мм, для мелких резьб – 0,2 – 6 мм.
Метрические резьбы с крупным шагом обозначают: М20 (число – наружный диаметр резьбы); с мелкими шагами: М20 × 1,5 (первое число – наружный диаметр, а второе – шаг).
Применяют метрические резьбы в основном как крепежные: с крупным шагом – при значительных нагрузках и для крепежа (болтов, гаек, винтов), с мелкими шагами – при малых нагрузках и тонких регулировках.
Дюймовая резьба (рис. 260, 6, в, г) имеет треугольный плоскосрезанный профиль с углом 55° (резьба Витворта) или 60° (резьба Селлерса). Все размеры этой резьбы даются в дюймах (1" = 25,4 мм). Шаг выражается числом ниток (витков) на длине одного дюйма.
Стандартизована дюймовая резьба диаметрами от 3/16" до 4" и числом ниток на 1" – 24 – 3. Обозначается ее наружный диаметр в дюймах. От метрической отличается большим шагом.
В СССР при проектировании новых конструкций применение дюймовой резьбы не разрешается. Ее используют при изготовлении запасных частей для машин и оборудования, полученных из стран, где применяется дюймовая резьба.
Трубная цилиндрическая резьба стандартизована, представляет собой мелкую дюймовую резьбу. В отличие от дюймовой резьбы она сопрягается без зазоров (для увеличения герметичности соединения) и имеет закругленные вершины.
За номинальный диаметр трубной резьбы применяется внутренний диаметр трубы (диаметр отверстия или, как говорят, "диаметр трубы в свету"), т. е. наружный диаметр трубной резьбы будет больше номинального диаметра на величину удвоенной толщины стенок трубы.
Трубная цилиндрическая резьба применяется для наружных диаметров 1/8 – 6" с числом ниток на 1" от 28 до 11. Угол профиля 55°.
Трубная цилиндрическая резьба применяется на трубах для их соединения, а также на арматуре трубопроводов и других тонкостенных деталей.
Трубная цилиндрическая резьба обозначается: труб 3/4" (цифры – номинальный диаметр резьбы в дюймах).
Стандартизованы трубные резьбы диаметром от 1/8" до 6" с числом ниток на Г’-28-11.
Резьба — чередующиеся выступы и впадины на поверхности тела вращения, расположенные по винтовой линии; применяется как средство соединения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин, механизмов, приборов, аппаратов и сооружений.
Виток резьбы
Виток резьбы — часть резьбы, образованной при одном повороте профиля вокруг оси вращения.
 |
Профиль резьбы
Наружный диаметр резьбы (d) — диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы или вписанного во впадины внутренней резьбы.
Номинальный диаметр резьбы — диаметр, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении.
Внутренний диаметр резьбы (d1) — диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы или описанного вокруг вершин внутренней резьбы.
Профиль резьбы — плоская фигура, получаемая в плоскости, проходящей через ось резьбы.
Высота профиля (H) — радиально измеренная высота основного расчетного теоретического профиля (высота исходного треугольного профиля), общего для резьбы на стержне и в отверстии.
Угол профиля — угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевой плоскости резьбы.
 |  |
| Внутренний диаметр резьбы |
Шаг резьбы ( P ) — расстояние между соседними одноименными точками профиля в направлении, параллельном оси резьбы той же винтовой поверхности.
Ход резьбы ( P h ) — расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между исходной средней точкой на боковой стороне резьбы и средней точкой, полученной при перемещении исходной по винтовой линии на угол 360°. В однозаходной резьбе ход равен шагу, в многозаходной – произведению шага на число заходов n: P h = n P .
Соотношение шага и хода резьбы в зависимости от числа заходов
Рабочая высота профиля (h) — наибольшая высота соприкосновения сторон профиля резьбовой пары, измеренная радиально.
Длина свинчивания (L) — длина участка взаимного перекрытия наружной и внутренней резьбы в осевом направлении.
 |
Резьба метрическая
Профиль резьбы установлен ГОСТ 9150-81 и представляет собой треугольник с углом при вершине 60 о .
Это основной вид крепежной резьбы. Предназначен для соединения деталей непосредственно друг с другом или с помощью стандартных изделий, имеющих метрическую резьбу, – болтов, винтов, шпилек, гаек.
Основные ее элементы и параметры задаются в миллиметрах (ГОСТ 24705-81 ).
Согласно ГОСТ 8724-81 метрические резьбы выполняются с крупным и мелким шагом на поверхностях диаметром от 1 до 68 мм, свыше 68 мм резьба имеет только мелкий шаг, причем мелкий шаг резьбы может быть разным для одного и того же диаметра, а крупный имеет только одно значение. Крупный шаг в условном обозначении резьбы не указывается. Так, для резьбы диаметром 10 мм крупный шаг резьбы равен 1,5 мм, мелкий — 1,25; 1; 0,75; 0,5 мм.
 |
Резьба трубная цилиндрическая
Примеры условного обозначения:
М18-6g резьба метрическая наружная , номинальный диаметр 18 мм , шаг крупный, поле допуска резьбы 6g;
М18х0,5-6g то же, шаг мелкий Р=0,5;
М18LH-6g то же, но левая;
М18-6Н резьба метрическая внутренняя , номинальный диаметр 18 мм , шаг крупный, поле допуска резьбы 6Н.
В настоящее время нет стандарта, который регламентирует основные размеры дюймовой резьбы. Ранее существовавший ОСТ НКТП 1260 отменен, и применение дюймовой резьбы в новых разработках не допускается.
Резьба треугольного профиля с углом при вершине 55 о .
 |
Резьба трапецеидальная
В соответствии с ГОСТ 63 11 –81 трубная цилиндрическая резьба имеет профиль дюймовой резьбы, т.е. равнобедренный треугольник с углом при вершине, равным 55°.
Резьба стандартизована для диаметров от 1/16 " до 6" при числе шагов z от 28 до 11. Номинальный размер резьбы условно отнесен к внутреннему диаметру трубы (к величине условного прохода). Так, резьба с номинальным диаметром 1 мм имеет диаметр условного прохода 25 мм, а наружный диаметр 33,249 мм.
Примеры условного обозначения:
G1 1 /2-А резьба трубная цилиндрическая, 1 1 /2 условный проход в дюймах, класс точности А;
G1 1 /2LH-B-40 то же, но левая, класс точности В, длина свинчивания 40 мм.
 |
Резьба упорная
Резьба с профилем в виде равнобочной трапеции с углом 30 о . Применяется для передачи возвратно-поступательного движения или вращения в тяжело нагруженных подвижных резьбовых соединениях. Часто используется при изготовлении ходовых винтов, согласно ГОСТ 24738-81 выполняется на поверхностях диаметром от 8 до 640 мм.
Трапецеидальная резьба может быть однозаходной (ГОСТ 24738-81, ГОСТ 24737-81) и многозаходной (ГОСТ 24739-81). ГОСТ 9484-81 устанавливает профиль трапецеидальной резьбы.
Пример условного обозначения:
Tr40х6 — трапецеидальная однозаходная резьба с наружным диаметром 40 мм, шагом 6 мм.
Р езьба с профилем в виде неравнобочной трапеции с углом рабочей стороны 3 о и нерабочей — 30 о . Упорная резьба, как и трапецеидальная, может быть однозаходной и многозаходной. Выполняется на поверхностях диаметром от 10 до 640 мм (ГОСТ 10177-82). Применяется для передачи больших усилий, действующих в одном направлении: в домкратах, прессах и т.д.
 |
Резьба прямоугольная
Пример условного обозначения:
S80х 10 — упорная однозаходная резьба с наружным диаметром 80 мм, шагом 10 мм;
S80х 20(P10) — упорная многозаходная резьба с наружным диаметром 80 мм, величиной хода 20 мм, шагом 10 мм.
Эта р езьба имеет прямоугольный (или квадратный) нестандартный профиль, поэтому все ее размеры указываются на чертеже. Применяется для передачи движения тяжело нагруженных подвижных резьбовых соединений. Обычно выполняется на грузовых и ходовых винтах.
 |
Резьба круглая
Р езьба с круглым профилем (ГОСТ 6242-83) обладает сравнительно большим сроком службы и повышенным сопротивлением при значительных нагрузках. Применяется при изготовлении часто свинчиваемых соединений (шпиндели, вентили и т.д.), работающих в загрязненной среде, а также тонкостенных деталей с накатанной или штампованной резьбой (цоколь электролампы и т.д.).
Пример условного обозначения:
Rd16 — круглая резьба с наружным диаметром 16 мм.
Если круглая резьба применяется в соединениях санитарно-технической арматуры, то ее обозначение будет следующим: Кр12х2,54 (ГОСТ 13536-68).
Токарное дело, достойное дело.
Резьбы бывают как однозаходные так и многозаходные.
Многозаходная резьба изготавливается согласно ГОСТ 24739-81 и имеет прапецеидальный профиль, также встречаются эвольвентные и метрические многозаходные резьбы, но они не гостированны.
Для лучшего понимания процесса нарезания многозаходной резьбы углубимся в теорию.
Для многозаходной резьбы вводят такое понятие как «Ход резьбы» — PH. Расстояние между одноименными точками одного и того же витка, называется ход резьбы PH (см рис 2, рис 3).
PH=P*Z
где P — шаг резьбы,
Z — число заходов.
Есть несколько методов нарезания многозаходной резьбы. Рассмотрим один, самый доступный и достаточно точный метод. Метод заключается в перемещения резца в продольном направлении верхними салазками суппорта токарного станка.
Чтобы нарезать многозаходную резьбу необходимо настроить станок на определенный шаг. Параметры резьбы следующие — диаметр 20 мм, шаг 2 мм, количество заходов 3 (Tr 20-6 (P2)). Путем перемножения получаем ход резьбы PH=2*3=6 мм. Станок настраиваем на шаг 6мм. Уточняю, шаг резьбы = 2 мм, ход = 6 мм станок настраиваем именно на ход резьбы то есть 6 мм.
После того как настроен станок, стандартным методом нарезаем первый ход до полного профиля и отводим резец от заготовки. Для деления на последующий заход перемещаем резец в продольном направлении верхними салазками суппорта на величину PH/Z , в данном случаи 6/3=2мм. Контроль размера ведут по лимбу верхних салазок.
Можно увеличить точность данного метода поставив индикатор между резцедержателем и патроном (см рис 3).
Третий и последующие заходы нарезаются по данному алгоритму.