ТЕМА 7.1. Різьбові з’єднання. Кріпильні різьби та їх основні параметри.

Різьбовими називаються такі з’єднання, які виконуються за допомогою деталей, що мають різьбу. Широке використання різьбових з’єднань у машинобудуванні обумовлене їхньою простотою, високою несучою здатністю, надійністю, а також зручністю з’єднання та роз’єднання деталей. Застосуванню різьбових з'єднань сприяють також наявність значної номенклатури спеціальних різьбових деталей, пристосованих до різних конструктивних варіантів з’єднань, їхня широка стандартизація та мала вартість в умовах масового виготовлення.

Обмеження у використанні різьбових з’єднань пов’язані з наявністю значної кількості концентраторів напружень на поверхнях різьбових деталей, що зменшує їх втомну міцність при дії змінних напружень.

Кріпильні різьби застосовують у деталях різьбових з’єднань. Залежно від форми поверхні, на якій нарізана різьба, розрізняють циліндричні та конічні різьби. В основному використовуються циліндричні кріпильні різьби. Конічну різьбу застосовують у випадках, коли треба забезпечити герметичність з’єднання.

Кріпильні різьби бувають: метричні, трубні та круглі. Метрична різьба є основною кріпильною різьбою. Вона має назву метричної тому, що всі її розміри задаються в міліметрах (на відміну від мало розповсюдженої дюймової різьби, розміри якої задаються в дюймах). Метрична різьба має трикутний профіль витків із кутом профілю . Вершини витків та впадин притуплені по прямій або по дузі кола, по вершинах та впадинах утворений зазор. Така конструкція полегшує обробку різьби, зменшує концентрацію напружень та запобігає пошкодженням складальних робіт.

Метрична різьба характеризується такими основними геометричними параметрами: d(D) – зовнішній (номінальний), d₁ (D₁) - внутрішній і середній d₂ (D₂) діаметри різьб (діаметри, що відносяться до зовнішньої різьби – болт, шпилька і т. ін. - d, d₁ і d₂, діаметри, що відносяться до внутрішньої різьби – гайка, різьбовий отвір і т. ін. – D, D₁ і D₂); Р – крок різьби (відстань між однойменними сторонами двох сусідніх витків, виміряна в напрямі осі гвинта); Н=0, 866Р – теоретична висота профілю витка різьби; Н=0, 541– робоча висота профілю, на якій дотикаються витки гвинта і гайки; n – число заходів різьби (для кріпильних метричних різьб n=1) і - кут підйому гвинтової лінії різьби по її середньому діаметру.

Позначення метричної різьби: М20 – метрична різьба з нормальним кроком і зовнішнім діаметром d=20 мм; М20 1, 5- метрична різьба з малим кроком витків Р=1, 5 мм і зовнішнім діаметром d=20 мм.

Основні геометричні параметри метричних різьб регламентовані стандартами ГОСТ 9150-81, ГОСТ 8724-81 та ГОСТ 24705-81.

Трубна різьба використовується для герметичного з’єднання труб арматури. Ця різьба має кут профілю витків , вершини та впадини витків закруглені і відсутній зазор між вершинами та впадинами, що надає з’єднанню деталей високу щільність.

Трубна різьба має малий крок витків, оскільки нарізується на трубі з малою товщиною стінки. За номінальний діаметр трубної різьби беруть внутрішній діаметр труби. Зовнішній діаметр такої різьби в дійсності більший номінального на дві товщини стінки труби.

У міжнародному стандарті для трубної різьби зберігається дюймове вимірювання ( мм). Позначення трубної різьби в технічній документації таке: Трубн. 2. кл.2 – трубна різьба із номінальним діаметром 2 дюйми за другим класом точності. Нині замість трубних різьб часто застосовують метричні різьби з малим кроком витків.

Кругла різьба зручна для виготовлення накатуванням або витисканням на тонкостінних металевих та пластмасових деталях, а також відливанням на чавунних, скляних, пластмасових та інших виробах. Профіль витків круглої різьби утворюється спряженими дугами кіл, а кут профілю .

Круглі різьби мають обмежене застосування, і в основному вони використовуються для деталей, що часто загвинчуються та відгвинчуються в умовах забруднення (пожежна арматура, вагонні стяжки, цоколі електроламп та ін.). Параметри круглої різьби регламентовані ГОСТ 6042-83.