Резьба метрическая

Резьба метрическая

Профиль метрической резьбы по ГОСТ 9150 (СТ СЭВ 180)

Номинальный профиль резьбы и размеры его элементов должны соответствовать указанным на рисунке и в таблице.

d — наружный диаметр наружной резьбы (болта); D — наружный диаметр внутреннего резьбы (гайки); d2 — средний диаметр болта; D2 — средний диаметр гайки; d1 — внутренний диаметр болта ; D1 — внутренний диаметр гайки ; Р — шаг резьбы; Н — высота исходного треугольника; R — номинальный радиус закругления впадины болта; Н1 — рабочая высота профиля.

Примечания:

  1. Форма впадины резьбы болта не регламентируется и может быть как закругленной, так и плоскосрезанной . Закругленная форма впадины является предпочтительной.
  2. Форма впадины резьбы гайки не регламентируется.

В таблице приведены размеры элементов профиля резьбы. Форма впадин резьбы винта стандартом не регламентируется; скругление впадин (радиусом R) уменьшает концентрацию напряжений и повышает прочность винта при циклическом нагружении.

По ГОСТ 24705 (СТ СЭВ 182) резьба метрическая, основные значения диаметров резьбы определяются по формулам:

где d3 — внутренний диаметр болта.

Трубная цилиндрическая резьба ГОСТ 6357-81. Основные положения

ГОСТ 6357 от ´81 года распространяет свое действие на трубную резьбу, которая главным образом используется для стыковки арматуры, труб и фитингов. Соединяться может внутренняя цилиндрическая и наружная коническая резьба, а также просто цилиндрические ее формы. В ГОСТ установлены требуемые размеры, допуски и параметры профиля. Коническая резьба должна соответствовать стандарту 6211.

Для соединения металлических труб часто используется резьба, и нарезать ее необходимо в строгом соответствии с ГОСТом

Профиль трубной резьбы

ГОСТом 6357- 81 регламентируются основные параметры профиля. Необходимые размеры в миллиметрах даны в таблице.

Таблица 1

Шаг Высота исходного треугольника Количество шагов на длине 2,54 см Высота профиля (рабочая), *10 -1 Радиус закругления впадины и вершины резьбы, *10 -1
0,907 0,871165 28 5,80777 1,24557
1,337 1,284176 19 8,56117 1,83609
1,814 1,742331 14 11,61553 2,49115
2,309 2,217774 11 14,78515 3,17093

Значение шага трубной цилиндрической резьбы (ГОСТ 6357) определяется из соотношения 25,4 мм/число шагов. Результат округлен до тысячных долей и принят как исходный для расчета основных параметров профиля.

Обратите внимание! Допускается выполнение вершин наружной и внутренней резьбы с плоским срезом, если исключается возможность соединения с конической наружной резьбой по документу 6211.

Шаг — один из определяющих параметров трубной резьбы

Основные размеры в миллиметрах, которые определяются ГОСТом на трубную резьбу, представлены в таблице 2. Условные обозначения соответственно: a – 1/16, c – 1/4, e – 1/2, f – 3/4, g – 5/8, h – 7/8, j – 1 1/4, d – 3/8, k – 1 1/8, m – 1 3/8, n – 1 3/4, l – 1 1/2, o – 2 1/2, q – 2 3/4, r – 3 1/4, s – 3 1/2, p – 2 1/4, t – 3 3/4, u – 4 1/2, v – 5 ½, b – 1/8.

Шаг резьбы

Шаг резьбы – это расстояние между двумя вершинками резьбы измеренными вдоль оси

Угол подъема резьбы – это угол, образованный направлением выступа резьбы и плоскостью, перпендикулярной к оси резьбы. Определяется по формуле:

tgω=p/( π d2)

Ход резьбы – однозаходная резьба равен ее шагу. Если резьба имеет несколько заходов k , то ход резьбы рассчитывается по формуле: за один оборот гайка переместится в осевом направлении в k раз дальше.

Трубная цилиндрическая (рис. 7), трубная коническая (рис. 8) и коническая дюймовая (рис. 9) резьбы представляют собой мелкие треугольные дюймовые крепежно-уплотняющие резьбы. Они приме няются в основном для соединения труб и арматуры трубопроводов. Конические резьбы обеспечивают герметичность соединения резьбовых деталей без специальных уплотнений.

Рис. 7 — Трубная цилиндрическая

Рис. 8 — Трубная коническая Рис. 9 — Коническая дюймовая

Прямоугольная (и квадратная) резьба изготовляется на токарно-винторезных станках. Такой способ не позволяет получить высокую точность, и поэтому данная резьба применяется сравнительно редко и соответственно не стандартизована.

Размеры стандартной резьбы принимают по соответствующему ГОСТу в зависимости от наружного диаметра d резьбы.

Исследования прочности резьбы показывают, что осевая нагрузка распределяется между витками резьбы неравномерно, что объясняется не только невозможностью изготовления абсолютно точной резьбы, но и неблагоприятным сочетанием деформаций болта и ганки (болт растягивается, а гайка сжимается). Для упрощения расчетов резьбы на прочность условно принимают, что осевая нагрузка распределяется между витками резьбы равномерно. Расчет резьбы на прочность производят обычно как проверочный.

Из рис. 1 видно, что если на сопрягаемые резьбой детали (болт и гайку и пр.) действует осевая сила F, то витки резьбы каждой детали работают на срез, смятие и изгиб.

Резьбу крепежной детали рассчитывают только на срез и смятие, так как расчет ее на изгиб по формулам сопротивления материалов весьма условен.

При одинаковых материалах сопрягаемых резьбовых деталей расчет резьбы на прочность производят по охватываемой детали по формулам:
на срез

на смятие

где τc — расчетное напряжение на срез резьбы;
σsm — расчетное напряжение на смятие между витками резьбы;
n — число витков резьбы, воспринимающих нагрузку;
k — коэффициент полноты резьбы (см. рис. 1), показывающий отношение высоты витка в опасном сечении к шагу резьбы;
c] — допускаемое напряжение на срез резьбы;
sm] — допускаемое напряжение на смятие резьбы.

Коэффициент полноты резьбы для метрической резьбы болтов, винтов и шпилек (см. рис. 1) k=0,75; гаек k=0,88; трапецеидальной резьбы k=0,65.

Если охватывающая резьбовая деталь изготовлена иэ менее прочного материала, чем материал охватываемой резьбой детали, то расчет резьбы на срез следует выполнять для каждой из этих деталей. Условие прочности охватывающей детали на срез

Так как прочность резьбы стандартных крепежных деталей гарантирована ГОСТом, то расчет резьбы этих деталей на прочность не производят.

Шаг резьбы (метрическая и дюймовая)

Шаг резьбы может быть крупным (или основным) и мелким. Под шагом резьбы понимается расстояние между витками резьбы от вершины витка до вершины следующего витка. Измерить его можно даже с помощью штангенциркуля (хотя есть и специальные измерители). Делается это следующим образом – измеряется расстояние между несколькими вершинами витков, а затем полученное число делится на их количество. Проверить точность измерения можно по таблице для соответствующего шага.

Шаг для метрической резьбы, мм
Обозначение Шаг резьбы
М5 0,8 мм
М6 1,0 мм
Резьба трубная цилиндрическая по ГОСТУ 6357-52
Обозначение Число ниток N
на 1″
Шаг резьбы
S, мм
Наружный диаметр
резьбы, мм
Средний диаметр
резьбы, мм
Внутренний диаметр
резьбы, мм
G1/8″ 28 0,907 9,729 9,148 8,567
G1/4″ 19 1,337 13,158 12,302 11,446
G3/8″ 19 1,337 16,663 15,807 14,951
G1/2″ 14 1,814 20,956 19,754 18,632
G3/4″ 14 1,814 26,442 25,281 24,119
G7/8″ 14 1,814 30,202 29,040 27,878
G1″ 11 2,309 33,250 31,771 30,292

Основные параметры и сферы применения

Наиболее распространенной является метрическая резьба, наносимая на наружные и внутренние поверхности цилиндрической формы. Именно она чаще всего используется при изготовлении крепежных элементов различного типа:

  • анкерных и обычных болтов;
  • гаек;
  • шпилек;
  • винтов и др.
Читайте также  Для чего нужен рейсмус

Детали конической формы, на поверхность которых нанесена резьба метрического типа, требуются в тех случаях, когда создаваемому соединению необходимо придать высокую герметичность. Профиль метрической резьбы, нанесенной на конические поверхности, позволяет формировать плотные соединения даже без использования дополнительных уплотнительных элементов. Именно поэтому она успешно применяется при монтаже трубопроводов, по которым транспортируются различные среды, а также при изготовлении пробок для емкостей, содержащих жидкие и газообразные вещества. Следует иметь в виду, что профиль резьбы метрического типа один и тот же на цилиндрических и на конических поверхностях.

Параметры конусной метрической резьбы

Виды резьб, относящихся к метрическому типу, выделяют по ряду параметров, к которым относятся:

  • размеры (диаметр и шаг резьбы);
  • направление подъема витков (левая или правая резьба);
  • расположение на изделии (внутренняя или наружная резьба).

Есть и дополнительные параметры, в зависимости от которых метрические резьбы разделяются на различные виды.

Внутренняя метрическая резьба

Наружная метрическая резьба

Основные параметры и сферы применения

Наиболее распространенной является метрическая резьба, наносимая на наружные и внутренние поверхности цилиндрической формы. Именно она чаще всего используется при изготовлении крепежных элементов различного типа:

  • анкерных и обычных болтов;
  • гаек;
  • шпилек;
  • винтов и др.

Детали конической формы, на поверхность которых нанесена резьба метрического типа, требуются в тех случаях, когда создаваемому соединению необходимо придать высокую герметичность. Профиль метрической резьбы, нанесенной на конические поверхности, позволяет формировать плотные соединения даже без использования дополнительных уплотнительных элементов. Именно поэтому она успешно применяется при монтаже трубопроводов, по которым транспортируются различные среды, а также при изготовлении пробок для емкостей, содержащих жидкие и газообразные вещества. Следует иметь в виду, что профиль резьбы метрического типа один и тот же на цилиндрических и на конических поверхностях.

Параметры конусной метрической резьбы

Виды резьб, относящихся к метрическому типу, выделяют по ряду параметров, к которым относятся:

  • размеры (диаметр и шаг резьбы);
  • направление подъема витков (левая или правая резьба);
  • расположение на изделии (внутренняя или наружная резьба).

Есть и дополнительные параметры, в зависимости от которых метрические резьбы разделяются на различные виды.

Внутренняя метрическая резьба

Наружная метрическая резьба

Измерение резьбомером

Оптимальным вариантом, как правильно измерить резьбу, будет использование резьбомера. Это специальный инструмент для проведения измерения шага нарезки. Резьбомер представляет собой корпус, к которому крепятся щупы в виде тонких пластин с гребенкой. Форма гребенки точно соответствует стандартной резьбе с определенным шагом.

Различают следующие виды резьбомеров:

  • Метрические. Позволяют измерить шаг резьбы болта, гайки или другой детали с метрической нарезкой диаметром от 1 до 600 мм. Инструмент имеет до 20 измерительных пластин и позволяет определять шаг резьбы от 0,4 мм до 7 мм. Обозначается маркировкой «М60» на корпусе.
  • Дюймовые. Применяется, чтобы измерить дюймовую резьбу, которую обычно нарезают на трубах и деталях трубопроводов, а также иногда используют на крепежных элементах. Шаг дюймовой резьбы определяется по количеству нитей на один дюйм длины резьбовой части детали. Резьбомер комплектуется 17 измерительными пластинами с количеством витков от 4 до 28. Для маркировки инструмента применяется маркировка «Д55».
  • Универсальные. Комплектуются измерительными пластинами для метрической и дюймовой нарезки. Такие резьбомеры широко применяются в мастерских, где приходится одновременно работать с деталями как с метрической, так и с дюймовой резьбой.

Перед определением шага нужно измерить диаметр резьбы штангенциркулем. Это необходимо потому, что диапазон шагов может зависеть от диаметра.

Процесс измерения шага при помощи резьбомера предельно прост. К измеряемой резьбе прикладывают визуально подходящие пластины резьбомера. Методом подбора выбирается пластина, гребенка которой будет точно соответствовать измеряемой резьбе. Ее шаг будет соответствовать стандартному значению, указанному на маркировке измерительной пластины.

Проще всего таким способом измерить наружную резьбу. Если нужно определить шаг внутренней резьбы, то место измерение необходимо подсвечивать, чтобы точно определить плотное прилегание гребенки пластины резьбомера.

При измерении шага метрической резьбы искомый параметр получаем в миллиметрах. Если необходимо измерить шаг дюймовой резьбы, то его значение получаем в количестве витков на дюйм.

Классификация резьб

По виду поверхности: цилиндрические и конические.

По признаку расположения резьбы: наружные и внутренние.

По направлению винтового выступа резьбы: правые и левые.

По числу заходов: однозаходные – образованные одним выступом и многозаходные — образованные двумя и более выступами резьбы.

Треугольные Трапецеидальные Упорные Треугольные для трубной
и цилиндрической резьбы

По назначению: крепежные и ходовые

По системе размерности: метрические α =60° и дюймовые α =55°.

Исходный профиль метрической резьбы это треугольник высотой Р с углом α 60°. Вершина треугольника срезана, впадина профиля резьбы имеет плоскую или закругленную форму. Закругленная форма предпочтительней. Метрическая резьба выполняется с крупным и мелким шагом. Диаметры и шаги метрической резьбы оговорены в ГОСТ 8724-81, а профиль и его размеры ГОСТ 9150-81. Размеры дюймовой резьбы выражены в дюймах (один дюйм равен 25,4мм), исходный профиль дюймовой резьбы это треугольник с углом при вершине α =55°.