Podstawowe elementy i parametry gwintu. Rodzaje nici i ich charakterystyka Gwint i jego elementy
Główne elementy konstrukcyjne nici (GOST 10549-80) obejmują (ryc. 1.5):
wyczerpanie się wątku- odcinek gwintu o niepełnym profilu, uzyskany ze względów technologicznych w strefie przejścia gwintu wyrobu na powierzchnię niegwintowaną; im większy profil gwintu, tym większe bicie;
gwintowany rowek- pierścieniowy rowek na pręcie lub pierścieniowe wgłębienie w otworze, wykonane ze względów technologicznych przed gwintowaniem na wyjście narzędzia skrawającego: wykonane w celu uzyskania jednakowego profilu gwintu w całym obszarze gwintu bez przebiegania;
Ryż. 1,5. Elementy gwintu
podcięcie- przekrój produktu, łącznie z biciem i dolnym gwintem; pod podcięciem rozumie się wielkość nieobciętej części części znajdującej się pomiędzy końcem szczebla a powierzchnią nośną tej części;
ścięcie- krawędź cylindrycznego pręta lub otworu wyciętego w kształcie ściętego stożka. Element ten zapewnia wygodę łączenia części, poprawia wygląd produktu, pomaga wyeliminować ostrą krawędź tnącą powstającą ze względów technologicznych na końcach części, chroni gwint przed wbiciem itp. Na końcach części gwintowanych wykonuje się stożkowe i sferyczne fazowania. Promień sferycznej fazy jest równy nominalnej średnicy gwintu. Wysokość stożkowych i sferycznych faz określa się w zależności od skoku gwintu: powinna ona (zgodnie z GOST 10549-80) być dwukrotnie większa od skoku gwintu. Na przykład, jeśli skok gwintu na pręcie (w otworze) wynosi P = 1 mm, wówczas wysokość fazowania powinna wynosić 2 mm.
Elementy gwintu konstrukcyjnego występują w głównych typach elementów złącznych.
Obraz wątku na rysunkach
Rzeźbiony obraz. Na rysunkach gwinty są przedstawiane konwencjonalnie, niezależnie od profilu, a mianowicie: gwint na drążku– ciągłe linie główne wzdłuż zewnętrznej średnicy gwintu i ciągłe cienkie linie wzdłuż wewnętrznej średnicy dla całego gwintu, łącznie ze skosem (rys. 1.6). Na obrazach prostopadłych do osi wzdłuż wewnętrznej średnicy gwintu narysowany jest łuk ciągłą cienką linią, w przybliżeniu równą ¾ koła, otwartą w dowolnym miejscu, ale nie zaczynającą się ani nie kończącą na osiach. Na obrazku gwinty w otworach ciągłe linie główne i ciągłe cienkie linie zamieniają się miejscami (ryc. 1.6). Fazowania pręta gwintowanego, które nie mają specjalnego przeznaczenia konstrukcyjnego, nie są pokazywane w rzucie na płaszczyznę prostopadłą do osi gwintu. Granicę gwintu na pręcie i w otworze rysuje się na końcu pełnego profilu gwintu, przed biegiem, za pomocą linii głównej (lub przerywanej, jeśli gwint jest niewidoczny), która jest rysowana do linii zewnętrznej średnica gwintu (ryc. 1.6).
Ryż. 1.6. Przykładowy obraz gwintu na pręcie i w otworze
Odległości między liniami przedstawiającymi zewnętrzną i wewnętrzną średnicę gwintu muszą wynosić co najmniej 0,8 mm i nie więcej niż skok gwintu. Bicie gwintu na rysunkach szkoleniowych jest wskazane tylko na kołku pod kątem około 30° do osi gwintu.
W połączeniach gwintowych gwint jest tradycyjnie naciągany na pręt, w otworze - tylko ta część gwintu, która nie jest przykryta prętem (ryc. 1.7)
Ryż. 1.7. Przykładowy obraz gwintów w połączeniach gwintowych
Połączenia gwintowe nazywane są połączeniami części za pomocą gwintów - naprzemiennych występów i wgłębień na powierzchni ciał obrotowych rozmieszczonych wzdłuż linii śrubowej. Istnieją stożkowe i cylindryczne połączenia gwintowe. Z kolei cylindryczne dzielą się na połączenia z gwintem mocującym i specjalnymi.
Gwinty mocujące obejmują duże i małe gwinty metryczne zgodnie z GOST 9150-81, a także gwinty z wkładkami spiralnymi; do specjalnych - rurowych, prostokątnych, wzdłużnych, okrągłych, trapezowych itp.
Nazywa się część z gwintem wewnętrznym orzech, z zewnątrz - śruba(śruba, kołek).
Profil gwintu to kontur odcinka gwintu w płaszczyźnie przechodzącej przez oś części gwintowanej. GOST 9150-81 i GOST 8724-81 ustanawiają jeden profil nominalny dla cylindrycznych gwintów metrycznych o średnicy do 600 mm, łącznie z gwintami o średnicy mniejszej niż 1 mm. Nominalny profil gwintu i jego elementy pokazano na (ryc. 1, a). Korzeń gwintu zewnętrznego (ryc. 1, b) może być płaski lub zaokrąglony: Rmaks. = 0,144 P, R min = 0,108 P,
Gdzie R- promień zagłębienia;
R- skok gwintu.
Gwinty wyznaczane są na podstawie następujących podstawowych parametrów:
- średnica zewnętrzna, środkowa i wewnętrzna;
- pieszy;
- kąt profilu;
- kąt nachylenia boków profilu.
Zewnętrzna średnica gwintu D (patrz ryc. 1, a) - średnica cylindra opisana w stosunku do wierzchołków gwintu zewnętrznego (lub dolin gwintu wewnętrznego).
Wewnętrzna średnica d 1 - średnica cylindra wpisana w grzbiety gwintu wewnętrznego (lub nasady gwintu zewnętrznego).
Wartości nominalne D I d 1 dla gwintów zewnętrznych i wewnętrznych są takie same.
Średnia średnica d 2 - średnica wyimaginowanego cylindra, którego powierzchnia przecina gwinty w taki sposób, że szerokość gwintów i szerokość rowków są równe.
Skok gwintu R - odległość między równoległymi bokami dwóch sąsiednich zwojów, mierzona wzdłuż osi.
GOST 8724-81 ustala średnice w zakresie 0,25...600 mm i krokach co 0,075...6 mm. Gwinty metryczne mogą mieć skok gruby (o średnicach 0,25...68 mm) i drobny (o średnicach 1...600 mm).
Kąt profilu α - kąt pomiędzy bokami profilu, mierzony w płaszczyźnie osiowej. Kąt boków profilu β - kąt pomiędzy bokiem profilu a prostopadłą do osi gwintu. Do gwintów o profilu symetrycznym β=0,5α. W przypadku gwintów o profilu asymetrycznym, takich jak gwinty oporowe lub stożkowe, kąt nachylenia każdej strony ustalany jest niezależnie.
Wysokość pierwotnego trójkąta N - wysokość profilu ostrokątnego uzyskana poprzez przedłużenie boków profilu aż do ich przecięcia. Wysokość robocza profilu H 1- wysokość teoretycznego profilu płaskiego, równa połowie różnicy między średnicą zewnętrzną i wewnętrzną. Do gwintów metrycznych Н=0,866025Р, H1 = 0,54126P.
W rzeczywistości wysokość styku jest mniejsza, ponieważ system tolerancji przewiduje pewne szczeliny, na przykład wzdłuż wewnętrznych średnic gwintów nakrętki i śruby.
Robocza wysokość cewki H 1- największa wysokość kontaktu; wskazana jest najniższa wysokość styku H 1 min. Do gwintów o profilu płasko naciętym H 1 I H 1 min określić największe i najmniejsze nakładanie się gwintów i nakrętek.
kąt helisy 
W przypadku wątków wielozwojowych licznik tego wzoru należy zastąpić przez R praca n 0 P,
Gdzie n 0- Liczba odwiedzin.
Długość makijażu l(wysokość nakrętki H) - długość (wysokość) styku powierzchni śruby i nakrętki, mierzona wzdłuż
Główne elementy i parametry wątku mają następujące definicje:
cylindryczny gwint - gwint uformowany na cylindrycznej powierzchni;
stożkowy nić - nić uformowana na stożkowej powierzchni;
zewnętrzny gwint - gwint utworzony na zewnętrznej powierzchni cylindrycznej lub stożkowej;
wewnętrzny gwint - gwint utworzony na wewnętrznej powierzchni cylindrycznej lub stożkowej;
lewy nić - nić utworzona przez kontur obracający się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara i poruszający się wzdłuż osi w kierunku od obserwatora ( Ryż. A);
Prawidłowy nić – nić utworzona przez kontur obracający się zgodnie z ruchem wskazówek zegara i poruszający się wzdłuż osi w kierunku od obserwatora (ryc. B);
profil gwint - kontur odcinka gwintu w płaszczyźnie przechodzącej przez jego oś;
kąt profilu- kąt pomiędzy bokami profilu;
skok gwintu P- odległość pomiędzy sąsiednimi bokami o tej samej nazwie w profilu w kierunku równoległym do osi gwintu;
skok gwintu Ph
skok gwintu Ph- odległość pomiędzy najbliższymi identycznymi bokami profilu, należącymi do tej samej powierzchni wkrętu, w kierunku równoległym do osi gwintu. Skok gwintu - wielkość względnego ruchu osiowego śruby (nakrętki) na obrót;
średnica zewnętrzna gwintu (d- do śruby, D- dla nakrętki) - średnica wyimaginowanego walca opisana wokół wierzchołków gwintu zewnętrznego lub dolin gwintu wewnętrznego;
średnica wewnętrzna gwintu (d 1- do śruby, D 1- dla nakrętki) - średnica wyimaginowanego cylindra wpisanego we wgłębienia gwintu zewnętrznego lub w grzbiety gwintu wewnętrznego;
średnia średnica gwintu (d 2- do śruby, D2- dla nakrętki) - średnica wyimaginowanego cylindra współosiowego z gwintem, który przecina gwinty w taki sposób, że szerokość występu gwintu i szerokość wgłębienia (rowka) są równe.
FORMY I RODZAJE GWINTÓW
Gwinty montażowe
Gwint metryczny. Głównym rodzajem gwintu mocującego dopuszczonym do produkcji w naszym kraju jest gwint metryczny o kącie profilu trójkątnego α=60°. Wymiary jego elementów podawane są w milimetrach.
Wierzchołki występów i wgłębień profilu wycinane są po linii prostej lub po okręgu, co zmniejsza koncentrację naprężeń i zabezpiecza gwint przed uszkodzeniem.
Gwinty metryczne wykonuje się w dużych i małych krokach. Zgodnie z normą dla każdej średnicy zewnętrznej gwintu ustalana jest jedna wartość dla dużego skoku i kilka dla małych skoków. Dlatego przy oznaczeniu gwintów metrycznych nie jest wskazany duży skok, ale wymagany jest mały skok.
Przykłady notacji gwint zewnętrzny (na pręcie):
M20 - 6 g(M- metryczny; 20 - średnica zewnętrzna gwintu o dużym skoku (2,5), niewskazana w oznaczeniu; 6 G- pole tolerancji);
M20 x 1,5 - 6 g(M- metryczny; 20 - zewnętrzna średnica gwintu; 1,5 - drobny rozmiar kroku; 6 G- pole tolerancji);
M20x 1,5LH- 6 G(wszystkie takie same, L.H.- gwint lewy).
Rodzaje połączeń części
Odpinane połączenia
Połączenia części dzielą się na rozłączne i trwałe. Odpinany to połączenia, które można ponownie zmontować i zdemontować bez uszkadzania ich elementów. Połączenia, dla których nie jest przewidziany ich demontaż, a zatem których nie można zdemontować bez uszkodzenia, nazywane są stały.
Połączenia gwintowane
W inżynierii mechanicznej rozpowszechniły się połączenia gwintowe, które mają takie zalety, jak wszechstronność, wysoka niezawodność, zdolność wytrzymywania dużych obciążeń oraz stosunkowo małe wymiary i waga.
Połączenia gwintowe można podzielić na jeden z dwóch typów.
1. Przeprowadzane przez bezpośrednie przykręcenie części, bez użycia specjalnych części łączących.
2. Wykonywane przy użyciu specjalnych elementów łączących, takich jak śruby, wkręty, kołki itp.
Głównym elementem wszystkich połączeń gwintowych jest gwint.
Pojęcie wątków, podstawowe pojęcia i definicje
Nitka– powierzchnia utworzona przez ruch śrubowy płaskiego konturu po powierzchni cylindrycznej lub stożkowej. Zgodnie z tym wyróżnia się wątki:
– w zależności od powierzchni, na której nacinana jest nić, – cylindryczny I stożkowy;
- w zależności od profil– trójkątne, trapezowe, okrągłe, prostokątne itp.;
– w zależności od kierunku powierzchni śruby – prawa I lewy. Gwint utworzony przez ruch śrubowy konturu w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara nazywa się prawoskrętnym, a przeciwnie do ruchu wskazówek zegara - lewoskrętnym.
– według liczby odwiedzin – jednoprzebiegowe I wieloprzebiegowe. Ruch śrubowy jednego profilu powoduje powstanie gwintu jednozwojowego. Przy jednoczesnym ruchu śrubowym kilku konturów rozmieszczonych względem siebie pod pewnymi kątami powstaje gwint wielozwojowy;
– zgodnie z przeznaczeniem użytkowym – mocowanie, mocowanie i uszczelnianie, biegowe, specjalne.
Główne parametry gwintu określa się zgodnie z GOST 11708-82 (ryc. 6.1).
Ryc.6.1. Podstawowe parametry gwintu
Rozważmy każdy z nich po kolei.
Profil wątku– obrys odcinka gwintu w płaszczyźnie przechodzącej przez jego oś.
Kąt profiluα jest kątem pomiędzy bokami profilu.
Wysokość pierwotnego trójkąta H– odległość pomiędzy wierzchołkiem a podstawą pierwotnego trójkąta nitkowego.
Skok gwintu P– odległość pomiędzy sąsiednimi bokami o tej samej nazwie w profilu w kierunku równoległym do osi gwintu.
Skok nici (P. godz) – wielkość względnego ruchu osiowego nakrętki na obrót. W gwincie o pojedynczym zwoju skok jest równy skokowi ( R = P. godz), a w trybie wieloprzebiegowym – iloczyn kroku przez liczbę przejść ( P. godz= R× N).
Gwinty charakteryzują się trzema średnicami: zewnętrzną D (D), wewnętrzny D 1 (D 1), średni D 2 (D 2).
Zewnętrzna średnica gwintu d (D) to średnica wyimaginowanego walca opisana wokół wierzchołków gwintu zewnętrznego lub dolin gwintu wewnętrznego, gdzie D to średnica zewnętrzna gwintu wewnętrznego (nakrętki), d to średnica zewnętrzna gwintu zewnętrznego (śruby) .
Wewnętrzna średnica gwintu d 1 (D 1) – średnica umownego walca opisana wokół wnęk gwintu zewnętrznego lub wokół wierzchołków gwintu wewnętrznego, gdzie D– średnica wewnętrzna śruby, D– średnica wewnętrzna nakrętki.
Długość gwintu– długość odcinka części, na której wykonany jest gwint, łącznie z wybiciem gwintu i fazą (rys. 6.2).
Wyczerpanie wątku– odcinek w strefie przejściowej do gładkiej części części, gdzie gwint ma niepełny profil.
Ryc.6.2. Obraz sekcji wątku
Rodzaje wątków.
Zgodnie z ich przeznaczeniem wszystkie nici dzielą się na mocujące, mocujące i uszczelniające, biegające i specjalne.
Gwinty montażowe służy do rozłącznego łączenia części maszyn i urządzeń. Ich głównym celem jest zapewnienie wytrzymałości i utrzymanie szczelności złącza podczas pracy.
Gwint metryczny jest głównym rodzajem gwintu mocującego. Jest to wątek jednostartowy, przeważnie praworęczny. Ma profil trójkąta równoramiennego o kącie wierzchołkowym 60° (ryc. 6.3, a). Przy tych samych średnicach zewnętrznych można wykonywać znormalizowane gwinty o dużych i małych skokach. Gwinty metryczne o drobnym skoku są nacinane głównie na elementach cienkościennych. Duży krok jest taki sam dla każdej średnicy, a mały krok ma różne wartości dla tych samych średnic.
Cylindryczne cięcie rury ba (ryc. 6.3, b) to gwint mocujący i uszczelniający stosowany w połączeniach rurowych. Posiada profil w kształcie trójkąta równoramiennego o kącie wierzchołkowym 55°. Szczyty i doliny profilu są zaokrąglone. Zbieżność profili gwintów wewnętrznych i zewnętrznych zapewnia szczelność połączenia.
Gwint stożkowy rury(Rys. 6.3, c) stosuje się w połączeniach rurociągów paliwowych, olejowych, wodnych i powietrznych. Ma profil podobny do cylindrycznego gwintu rurowego.
Stożkowy gwint calowy(Rys. 6.3, d) o kącie profilu 60° służy do hermetycznych połączeń rurociągów maszyn i obrabiarek. Cięcie na powierzchni stożkowej ze zbieżnością 1:16.
Gwint trapezowy(Rys. 6.3, e) jest podwoziem i służy do przenoszenia ruchu, głównie posuwisto-zwrotnego. Może być jednowejściowy lub wielowejściowy, praworęczny lub leworęczny. Profil gwintu jest trapezem równoramiennym o kącie między bokami 30°. Dla każdej średnicy gwintu norma przewiduje trzy różne skoki.
Nić oporowa(Rys. 6.3, e) służy do przenoszenia ruchu pod dużymi siłami. Ma profil o nierównym trapezie, wgłębienia profilu są zaokrąglone, dla każdej średnicy ma trzy różne stopnie.
Ryż. 6.3. Typy wątków:
a – mocowanie; b, c, d – mocowanie i uszczelnianie; d, f – układ biegowy
Gwinty specjalne to nici różniące się od gwintów standardowych. Istnieją dwa rodzaje gwintów specjalnych:
1. O profilu standardowym, ale średnica lub wymiary podziałki różnią się od ustalonych przez normę.
2. O profilu niestandardowym - kwadratowym lub prostokątnym, który wykonywany jest według indywidualnych rysunków z określonymi parametrami gwintu.
|
w zależności od kształtu powierzchni |
według lokalizacji na powierzchni |
według liczby wizyt |
w kierunku |
po wcześniejszym umówieniu |
według profilu |
według GOST-u |
|||||||||
|
cylindryczny |
stożkowy |
zewnętrzny |
wewnętrzny |
jednoprzebiegowe |
wieloprzebiegowe |
zapięcie |
trójkątny |
trapezowy |
prostokątny |
standard |
niestandardowe |
||||
Prosty wątek– gwint utworzony na powierzchni bocznej prostego okrągłego cylindra (rys. 1).
Zwężany gwint– gwint utworzony na bocznej powierzchni prostego okrągłego stożka (rys. 4).
Gwint zewnętrzny– gwint uformowany na pręcie (rys. 1, 5).
Gwint wewnętrzny– gwint utworzony na otworze (rys. 4).
Pojedynczy wątek początkowy– gwint utworzony przez jeden występ gwintu (ryc. 4.5).
Wątek wielopoczątkowy - gwint utworzony przez dwa lub więcej występów o równomiernie rozmieszczonych początkach (ryc. 1).
Gwint prawy– gwint, w którym występ, obracając się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, odsuwa się wzdłuż osi od obserwatora (ryc. 1, 4).
Gwint lewy– gwint, w którym występ, obracając się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, odsuwa się wzdłuż osi od obserwatora (ryc. 5).
Gwinty montażowe– gwinty przeznaczone do łączenia części.
Uruchamianie wątków– nici, za pomocą których ruch obrotowy zamieniany jest na ruch posuwisto-zwrotny.
Standardowe gwinty– gwinty, których wszystkie parametry określają normy.
1.2. Rodzaje nici i ich charakterystyka
Metryczny gwint cylindryczny(GOST 8724-81) - jest głównym gwintem mocującym, używanym również jako gwint biegowy. Profil gwintu metrycznego jest trójkątem równobocznym (ryc. 6a). Ten gwint może być jednozwojowy lub wielozwojowy, przeważnie prawoskrętny, występuje z dużym i małym skokiem i jest oznaczony literą . Wszystkie wymiary mierzone są w mm.
Metryczny gwint stożkowy(GOST 25229-82) – ma stożek 1:16, stosowany w połączeniach gwintowych stożkowych, a także w połączeniach gwintów zewnętrznych stożkowych z gwintami wewnętrznymi walcowymi, jednozwojowymi, oznaczonymi literami 
. Wszystkie wymiary mierzone są w mm.
Cylindryczny gwint rurowy(GOST 6357-81) – ma profil w kształcie trójkąta równoramiennego o kącie profilu 55 0, wierzchołki i doliny są zaokrąglone (ryc. 6b). Oznaczone literą G . Stosowany w rurociągach i połączeniach rurowych.
Stożkowy gwint rurowy(GOST 6211-81) – ma zbieżność 1:16. Gwint zewnętrzny jest oznaczony literą 
, gwint wewnętrzny - litery 
.
Gwinty rurowe mają jedną cechę charakterystyczną: ich średnica nominalna nie odpowiada rzeczywistej. Jego wartość liczbowa jest w przybliżeniu równa wewnętrznej średnicy rury, na której nacinany jest ten gwint, mierzonej w calach. Jeden cal = 25,4 mm. Gwinty rurowe charakteryzują się całkowitą liczbą skoków na jednocalowym odcinku gwintu.
Stożkowy gwint calowy(GOST 6111-52) – ma profil w kształcie trójkąta równobocznego, wycięty na powierzchni stożkowej o zbieżności 1/16. Oznaczone literą 
, mierzone w calach. Służy do uszczelniania połączeń w rurociągach wcześniej wyprodukowanych maszyn i maszyn. Obecnie zamiast gwintów stożkowych calowych stosuje się metryczne gwinty stożkowe.
Gwint trapezowy– służy do przenoszenia ruchu i sił, może być jednostartowy (GOST 9562-81) i wielostartowy (GOST 24739-81), prawy i lewy. Profil gwintu trapezowego jest trapezem równoramiennym o kącie profilu 30 0 (ryc. 6c). Dla każdej średnicy gwintu norma przewiduje kilka kroków. Identyfikowane literami 
, mierzone w mm.
Okrągła nić– stosowany na podstawach, gniazdkach, okularach ochronnych i lampach (GOST 8587–71), a także w armaturze sanitarnej (GOST 13536–68), ma profil uzyskany przez połączenie dwóch łuków o tym samym promieniu (rys. 6e), oznaczony listami 
, mierzone w mm.
Gwinty specjalne to nici, które mają standardowy profil, ale inną średnicę lub skok od standardowego. Oznaczenie takich wątków na rysunku zaczyna się od liter 
.
Gwinty niestandardowe - kwadratowe i prostokątne - wykonywane są według indywidualnych rysunków, na których należy określić wszystkie parametry gwintu (rys. 6e).
Wymiary najczęściej stosowanych standardowych gwintów podano w Załączniku 1.
