Трапецеидальная резьба

Трапецеидальная резьба

Трапецеидальная резьба имеет профиль с углом 30° . Шаг резьбы измеряется в миллиметрах.

Трапецеидальная резьба применяется в узлах механизмов для преобразования вращательного движения в поступательное, например: ходовые винты станков, силовые винты прессов, подъёмные винты и т.д. Резьбы данного типа могут выдерживать значительные нагрузки.

Трапецеидальная резьба обозначается буквами Тr – англ. trapezoidal:

• Тr 28 × 5 – диаметр 28мм шаг 5мм
• Тr 28 × 5 LH – диаметр 28мм шаг 5мм резьба левая
• Тr 20 × 8 (P4) – диаметр 20 мм , шаг 4 мм и ход 8 мм многозаходная резьба
• Тr 20 × 8 (P4) LH – диаметр 20 мм , шаг 4 мм и ход 8 мм многозаходная резьба левая

• d – наружный диаметр наружной резьбы (винта)
• D – наружный диаметр внутренней резьбы (гайки)
• d₂ – средний диаметр наружной резьбы
• D₂ – средний диаметр внутренней резьбы
• d₁ – внутренний диаметр наружной резьбы
• D₁ – внутренний диаметр внутренней резьбы
• P – шаг резьбы
• H – высота исходного треугольника
• H₁ – рабочая высота профиля

1. При выборе резьбы приоритет отдаётся первому ряду

2. Шаг резьбы выделенной цветом является предпочтительным

В основе функционирования приводов многих машин, оборудования и механизмов лежит такой процесс, как преобразование движения вращательного в движение поступательное. По этому принципу действуют, например, приводы измерительных машин и оборудования, системы регулирования задвижек и клапанов, сканирующих столиков, роботов и станков.

Для того чтобы эффективно осуществить преобразование вращения некоей детали в поступательное движение детали другой чаще всего используется пара винт – гайка. Такие передачи представляют собой изделия, имеющие общемашиностроительное применение, причем, следует заметить, от того, насколько качественно они разработаны и изготовлены, во многом зависит производительность, функциональность и надежность того оборудования, составными частями которого они являются.

За счет того, что передачи винт – гайка имеют повышенную плавность зацепления, они практически полностью бесшумны при работе. Их конструкция относительно проста, а одним из несомненных преимуществ является то, что их использование позволяет достичь немалого выигрыша в силе. По большому счету, передача винт – гайка с технической точки зрения ничем не отличается от обычного резьбового соединения, однако поскольку они применяются для того, чтобы передавать движение, их изготавливают таким образом, чтобы сила трения в резьбе была минимальной.

В принципе, этого можно достичь за счет использования прямоугольной резьбы, однако она имеет и свои недостатки. Например, ее невозможно нарезать на стандартных резьбонарезных станках, а по сравнению с резьбой трапецеидальной она имеет намного более низкую прочность. Эти факторы приводят к тому, что в передачах винт – гайка прямоугольная резьба используется достаточно редко. В них наиболее распространена резьба трапецеидальная, имеющая крупный, средний и мелкий шаг, а также резьба упорная.

Чаще всего в передачах винт – гайка можно встретить трапецеидальную резьбу, имеющую средний шаг. Ее же, но с шагом мелким, применяют тогда, когда необходимо обеспечить небольшое перемещение, а с шагом крупным – тогда, когда устройство эксплуатируется в тяжелых условиях. Кроме того, благодаря особенностям профиля, трапецеидальную резьбу можно успешно использовать в механизмах, требующих обеспечения реверсивного перемещения. Такие резьбы бывают одно- и многозаходными, правыми и левыми.

Материалы, используемые в передаче винт – гайка

Основные требования к тем материалам, которые используются в передачах винт – гайка – это износостойкость, прочность и хорошая обрабатываемость. Что касается тех винтов, которые не подвергаются закалке, то их изготавливают из сталей А50, Ст50 и Ст45, а тех, которые подвергаются закалке – из сталей 40ХГ, 40Х, У65, У10. Гайки изготавливают обычно из бронзы БрОЦС-6-6-3 или БрОФЮ-1.

Черчение

Home Машиностроение Соединение деталей Что такое резьба?

Что такое резьба?

Резьбовые соединения широко распространены в машиностроении. Они обладают такими достоинствами, как универсаль­ность, высокая надежность, способность воспринимать большие нагрузки, удобство сборки и разборки, простота изготовления.

Основным элементом всех резьбовых соединений является резьба.

Резьба — поверхность, образованная при винтовом движении плос­кого контура по цилиндрической или конической поверхности.

Резьбы классифицируются по следующим признакам (рис. 117):

1. В зависимости от формы поверхности, на которой нарезана резьба, они подразделяются на цилиндрические и конические;
2. В зависимости от расположения резьбы на поверхности стержня или отверстия они подразделяются на внешние и внутренние;
3. В зависимости от формы профиля различают резьбы треугольного, прямоугольного, трапецеидального, круглого и других профилей;
4. По эксплуатационному назначению резьбы делятся на крепежные (метрические, дюймовые), крепежно-уплотнительные (трубные, коничес­кие), ходовые (трапецеидальные, упорные, прямоугольные, круглые), спе­циальные и др.;
5. В зависимости от направления винтовой поверхности различают пра­вые и левые резьбы;
6. По числу заходов резьбы подразделяются на однозаходные и многозаходные (двух-, трехзаходные и т. д.).

Все резьбы разделяют на две следующие группы: стандартизиро­ванные — резьбы с установленными стандартами параметрами: профи­лем, шагом и диаметром; нестандартизированные, или специ­альные (резьбы, параметры которых не соответствуют стандартизирован­ным).

Основные элементы и параметры резьбы имеют следующие определения по ГОСТ 11708-82 и приведены ниже.

Левая резьба — образована контуром, вращающимся против часо­вой стрелки и перемещающимся вдоль оси в направлеции от наблюдателя (рис. 118,I).

Правая резьба — образована контуром, вращающимся по часовой стрелке и перемещающимся вдоль оси в направлении от наблюдателя (рис. 118, II).

Профиль резьбы — контур резьбы в плоскости, проходящей че­рез ее ось.

Угол профиля — угол между боковыми сторонами профиля.

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

Ход резьбы Р_h — расстояние между ближайшими одноименными боковыми сторонами профиля, принадлежащими одной и той же винтовой поверхности, в направлении, параллельном оси резьбы. Ход резьбы — вели­чина относительного осевого перемещения винта (гайки) за один оборот (рис. 119).

Наружный диаметр резьбы (d — для болта, D — для гай­ки) — диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин на­ружной резьбы или впадин внутренней резьбы.

Внутренний диаметр резьбы (d₁ — для болта, — для гайки) — диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины на­ружной резьбы или в вершины внутренней резьбы.

Средний диаметр резьбы (d₂ — для болта, D₂ — для гай­ки) — диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, который пере­секает витки резьбы таким образом, что ширина выступа резьбы и ширина владины (канавки) оказываются равными.

Резьба может быть однозаходной и многозаходной (см. рис. 119).

О плашках для нарезания резьбы

Плашка для нарезания резьбы представляет собой металлическую основу (используется быстрорежущая или инструментальная легированная сталь) с рабочей частью в виде канавок с режущей кромкой. Посредством этого инструмента вы можете сделать резьбу на трубах, стержнях, болтах и прочем. Она может быть цилиндрической и конической.

Важно: резьба должна нарезаться за один круг, только тогда она будет по-настоящему качественной.
Плашки с рабочей областью из калибрующих и режущих конических кромок подходит для нарезания конической резьбы. Калибрующий элемент отвечает за размер и профиль, а режущая — наносит ее.
Часто возникает вопрос — что такое лерка и в чем её отличие от плашки. Ранее существовало деление — плашками назывались наборные, регулируемые инструменты для подготовки резьб большого диаметра. Лерки — это цельные пластины с отверстием и канавками, как правило, малого диаметра. Сейчас обе разновидности инструмента чаще всего называют плашками.

Классификация и виды плашек

Различают несколько типов подразделения плашек для нанесения резьбы. Один из признаков, по которому ведется классификация, это форма. Здесь существуют следующие виды:

1. Квадратная.
2. Трубчатая.
3. Круглая.
4. Шестигранная.

Так же классификация ведется по виду корпуса:

1. С цельным корпусом.
2. С раздвижным корпусом.
3. Разрезная.

Способ нарезки резьбы тоже ведет к подразделению плашек на виды для:

1. Нанесения круглой резьбы.
2. Нанесения цилиндрической резьбы.
3. Нанесения конической резьбы.
4. Нанесения дюймовой и метрической резьбы.

Кроме того, сама резьба может быть различной формы:

1. Круглой.
2. Упорной.
3. Треугольной.
4. Трапециевидной.
5. Прямоугольной.

Наиболее популярными являются плашки для нанесения резьбы на круглые предметы. Благодаря ним можно ее сделать за одно прохождение. Они позволяют сделать крупную или мелкую резьбу, в миллиметрах или дюймах, на трубах или болтах и так далее. В общем, спектр применения довольно широк, ровно, как и круг возможностей. Однако они применяются, когда речь идет о втором классе точности.

На что нужно обратить внимание

Выбирая плашки для нарезания резьбы, обратите внимание на ее диаметр. Чем больше окружность, тем больше будет отверстий, которые сделаны для отвода стружки, образующейся в процессе нарезания. В свою очередь, чем больше количество этих отверстий, тем дольше прослужит вся плашка. Однако размер внешнего диаметра влияет на стоимость инструмента. Ведь чем он значительнее, тем больше при производстве использовалось стали и различных комплектующих, а это означает, что себестоимость увеличивается.
Маркировка на плашке поможет легко подобрать нужный Вам инструмент. Рассмотрим ее подробнее.
«М» — метрические плашки. Цифры рядом с буквой — М1 — обозначают диаметр изделия, на котором можно нарезать резьбу. Последующие цифры — М1*0,5 — говорят о ее шаге, то есть о расстоянии между витками.
«LH» — плашки для нанесения левосторонней резьбы. Используются довольно редко, например, в соединениях, которые вращаются.
«G» — плашки для нанесения резьбы на трубы. Цифры рядом с буквой — G1/2 — означают диаметр трубы. Он измеряется в дюймах, а не в миллиметрах, как в случае с метрическими плашками. В 1 дюйме 25,4 мм.
Небольшая таблица, переводим миллиметры в дюймы:

• 15мм труба – ½ дюйма
• 20мм – ¾
• 25мм – 1 дюйм
• 32мм – 1 ¼

Для примера: G 1/2, G 3/4 – такими плашками можно нарезать резьбу на полдюйма и на три четверти, это самые распространённые и часто используемые размеры, используются для систем водоснабжения жилых домов.

«K» — плашки для нанесения конической резьбы. Применяется в основном на производствах, для топливных трубопроводов, станков.

Как правильно делать резьбу

Если речь идет о нанесении резьбы на трубу, то вам подойдет плашка с отверстием соответствующей величины, воротком и трубным зажимом. Клейма на плашках помогут вам с легкостью подобрать нужную. Резьба может быть левосторонней или правосторонней. Здесь не ошибиться с выбором так же поможет специальная маркировка на плашке. Буквы «LH», как уже упоминалось, означают, что инструмент предназначен для нарезания левосторонней резьбы. Так же нужно обращать внимание на марку стали изделия, на котором в скором времени появится резьба, и самой плашки.
Подготовка трубы, болта или прочего к процессу нанесения резьбы довольно проста. Посредством напильника немного обработайте место нанесения, а после намажьте его маслянистым веществом (можно использовать даже растительное масло).
Плашка вставляется в специальный вороток, а изделие — в зажим. Плашка надевается на изделие и теперь нужно сделать несколько оборотов. При этом нужно работать с нажимом, чтобы плашка врезалась в металл. Следите, чтобы инструмент и изделие были расположены строго перпендикулярно друг к другу. Не допускайте перекосов. Делая резьбу нужно совершать «подходы» по 2–3 оборота в нужном направлении и 0,5 оборота назад. Так будет продолжаться пока резьба не достигнет необходимой длины. Она будет более точной, если взять разрезную плашку. В ее конструкции имеются стопорные винты, позволяющие контролировать и изменять диаметр.
Что касается внутренней резьбы, то тут не обойтись без специального метчика. При этом их нужно использовать как минимум три — черновой, средний и чистовой. Они различаются по количеству рисок в хвостовой части. У чернового она одна, у среднего — две, а у чистового — три. С каждым метчиком нужно сделать по одному проходу.

Нужна внутренняя резьба? Тогда вам нужен метчик.

Для нарезания внутренней резьбы потребуется метчик. Они бывают 2 видов — метрические и трубные. Первые для обычной метрической резьбы(такая идет на болтах, гайках), трубные — соответственно для резьбы на трубах. Метрические в своем обозначении-маркировке имеют букву М, трубные — G, К или RC.

Маркировка — буква М, далее идет диаметр резьбы и шаг. Для каждого диаметра резьбы существует несколько шагов(мелкий, средний, стандартный), конечно шаги начинают увеличиваться с увеличением диаметра. К примеру, стандартная резьба М5 имеет шаг 0.8, больше шагов на диаметр 5 не бывает. Однако уже на 6 мм резьба бывает стандартная на 1 мм, а также мелкая на 0.75 мм(более редкая и невостребованная). Резьба на 10 мм имеет стандартный шаг 1.5, также бывает 10*1 и 10*1.25.

Чаще всего метчики продаются комплектами по 2 штуки — черновой(для первоначальной нарезки) и чистовой(для прочистки резьбы). Первый номер имеет более острый заход, второй — более тупой. Еще часто для обозначения первого и второго используют черточки, на черновом — 1 полоска, на чистовом — 2.

Для метчиков со стандартной резьбой шаг резьбы не пишут, обозначают просто — М10(стандартный шаг 1.5) или М8(стандарт 1.25). Статья по теме — таблица стандартных шагов для диаметров резьбы. Там же можете узнать, какое сверло подходит для какой резьбы — информация более чем полезная. Узнать шаг резьбы сможете с помощью резьбомера — набор шаблонов шагов. Для метрической резьбы — один резьбомер, для трубной — другой(на 55 градусов).

1. Трубная цилиндрическая — обозначение G
2. Трубная коническая — маркировка К
3. Коническая дюймовая — обозначается RC

Особо заморачиваться не стоит, стандартная резьба для труб — трубная цилиндрическая(имеет обозначение G, G1/2″ — на полдюйма, G1″- резьба на дюйм и так далее по аналогии).

В хозяйстве чаще всего используются — G 1/2″, G 3/4″, G1″, G 1 1/4″(дюйм с четвертью) и 1 1/2″(полтора дюйма).

Цена и качество инструмента.

Речь пойдет о качестве металла. По большому счету, видов стали всего два: углеродистая сталь(У7) и быстрорежущая(р6м5, р18, HSS).

Если вы будете резьба нужна в мягком металле, то вполне сможете обойтись углеродистыми. Они гораздо дешевле быстрореза, раза в 2-3. К примеру, М6 углеродистый стоит 60 рублей, а из быстрореза — 170 рублей. Разница очевидна.

Качественные из быстрореза необходимы прежде всего для твердого металла(частенько у нас покупают для нарезки резьбы в легированной стали). Углеродистый при сильной нагрузке может сломаться, так что если вы выполняете ответственные работы, то не экономьте, покупайте из быстрореза.

Отличный производитель — Львовский завод, также любые метчики, сделанные в СССР, ищите или со знаком качества или из стали Р18 — найти их будет очень сложно, но качество у них просто отменное. Умели все-таки делать инструмент при СССР, не то, что сейчас — сплошной Китай, даже не знаешь, что и как выбрать. Но на этом сайте вы найдете только правдивую информацию, поэтому следуйте советам — не прогадаете. Насчет нормальных сверл по металлу можете почитать здесь.

Неплохие углеродистые У7 — фирма «Рекос», ими без проблем нарежете резьбу в обычном уголке, меди, оцинкованном железе. Те, что на фото выше — для дома вполне можно обойтись и ими, благо и качество у них более менее и цена невысокая.

Продается поштучно, в отличие от машинно-ручного. Он гораздо длиннее, чем машинно-ручной, заход у него очень острый(так что не подойдет для нарезания резьбы в глухом отверстие). Также бывают со стандартной резьбой, и с мелкой и средней. Больше ничем особым не отличается, ржет так же, как любой другой. Поэтому, если вам нужно нарезать пару отверстий по твердом металлу, а раскошелиться на комплект не можете, то покупайте одиночный, сэкономите процентов 40.

Для нарезания резьбы вам ещё понадобится метчикодержатель и масло(бытовое, машинное). Лучше брать отечественный держатель, а то все импортные сделаны из силумина(порошковый металл), некрепкие и часто ломаются.

Технология нарезания проста — сверлите отверстие(для каждого диаметра и шага свое), затем закрепляете метчик(сначала черновой) в держателе, капните пару капель масла на метчик и вертикально вставляете в отверстие. Заготовку желательно зажать в тиски, чтобы резьба не пошла косо. Потихоньку крутите по часовой стрелке (если правая резьба). Так и крутите, немного вперед, потом назад и опять вперед. Занятие сложное только для первого раза.

Для левосторонней резьбы существуют специальные метчики с маркировкой LH. Цена на них немного повыше, да и найти в продаже иногда бывает достаточно сложно. При нарезании не забудьте — крутить нужно против часовой стрелки.

Наборы метчиков и плашек

В нынешнее время на прилавках магазинов можно найти все, что угодно. Многие желают купить для дома сразу комплект метчиков и плашек. И в продаже они имеются и цена невысокая. Возникает вопрос — а стоит ли покупать наборы, как там с качеством? Отвечаю — на мой взгляд, покупать такие наборы стоит только для домашнего использования. Наборы китайские(больше никто не выпускает такие) и качество металла инструмента там не очень. Конечно, если вам такой набор нужен для дома, то можно купить, благо нарезание резьбы — дело нечастое. Из более менее приличных отметим фирму «Matrix». Хотя на мой взгляд, если уж хотите иметь качественный инструмент, то берите по раздельности. Много ли нужно для дома — размеры M4, M5, M6, M8, M10, M12 и такие же плашки. Конечно, это вытянет на 1000 рублей, за плашки еще рублей 400. Зато у вас будет действительно качественный инструмент и вы можете работать им по любому металлу. Решать, конечно же вам. да, кстати, плашки покупайте только из старых запасов, проверено лично — они в разы крепче современных.

Для чего нужна резьба

Размеры резьбы и точность ее профиля являются решающими факторами при определении следующего:

• возможно ли выполнение поверхностной обработки болта;
• возможно ли свободное соединение;
• сможет ли резьба выдерживать усилия, на которое рассчитано соединение деталей.

Расчет параметров резьбы основывается на номинальном диаметре резьбы, шаге резьбы и внутреннем диаметре резьбы:

D. Номинальный наружный диаметр внутренней резьбы (гайка)

d. Номинальный наружный диаметр наружной резьбы (болт)

D/d Номинальный диаметр резьбы

D₂/d₂ Номинальный средний диаметр резьбы

D₁/d₃ Номинальный внутренний диаметр резьбы

Значение диаметров метрической резьбы вычисляют по формулам:

D2 (d2) = D(d) — 0,6495P
D1 (d1) = D(d) — 1,0825P

Размеры наружной резьбы (болта) измеряются калибрами, микрометрами или оптическими измерительными приборами, в то время как внутренняя резьба (гайка) измеряется цилиндрическими калибрами.

Основные параметры резьбы, учитываемые при соединении деталей:

Допуск на резьбу

Устанавливается допуски для двух диаметров резьбы – среднего диаметра и диаметра выступов (наружного диаметра наружной резьбы и внутреннего диаметра внутренней резьбы).

Допуск среднего диаметра резьбы определяет допустимую степень отклонения номинального среднего диаметра наружной (d2) и внутренней резьбы (D2).

Допуск на диаметр выступов устанавливает допустимую степень отклонения номинального наружного диаметра (d) крепежа с наружной резьбой (например, болты, винты) и номинального внутреннего диаметра (D) крепежа с внутренней резьбой (например, гайки).

Значение допуска среднего диаметра и диаметра выступов всегда отрицательное для крепежа с наружной резьбой и положительное для крепежа с внутренней резьбой.

Положительный допуск на внутреннюю резьбу и отрицательный на внешнюю позволяет оставлять необходимый допуск на возможную последующую обработку.

0 — нулевая отметка (h/H) — Номинальный диаметр

+/- — положительные/отрицательные зоны расположения допусков

e/g/G — положение допуска относительно 0 (h/H)

6/7/8 — степень точности допуска

* — стандартный размер допуска болта/гайки

Es/ei — максимальный размер границы поля допуска

Ei/es — минимальный размер границы поля допуска

↨ — допуск зазора для антикоррозийного покрытия

Поле допуска

Расстояние между максимальным и минимальным значением установленного ограничения (размер поля es-ei/EI-ES) определяет поле допуска. Поле допуска резьбы образуется сочетанием полей допусков среднего диаметра и диаметра выступов.

Положение поля допуска диаметра резьбы определяется основным отклонением (верхним для наружной резьбы и нижним для внутренней резьбы) и обозначается буквой латинского алфавита, строчной для наружной резьбы и прописной для внутренней.

Обозначение поля допуска отдельного диаметра резьбы состоит из цифры, указывающей степень точности, и буквы, указывающей основное отклонение. Например, 4h; 6g; 6H.

Обозначение поля допуска резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра помещаемого на первом месте, и обозначения поля допуска диаметра выступов: 7g 6g (поле допуска d2 и d).

Если обозначение поля допуска диаметров выступов совпадает с обозначением поля среднего диаметра, то оно в обозначении поля допуска резьбы не повторяется.

Рекомендованные поля допуска для длины свинчивания N (до нанесения антикоррозийного покрытия) на крепеж с DIN, ISO, DIN ISO, DIN EN ISO, ГОСТ стандартами: