Резьба

Винтовая резьба, используемая для преобразования крутящего момента в линейную силу в затворе . Оператор вращает две вертикальные конические шестерни с резьбовыми отверстиями, тем самым поднимая или опуская два длинных вертикальных вала с резьбой, которые не могут вращаться (через коническую шестерню ).

Винтовая резьба , часто сокращается до резьбы , представляет собой спиральная структуру , используемая для преобразования между вращательными и линейными перемещениями или силой. Винтовая резьба - это гребень, обернутый вокруг цилиндра или конуса в форме спирали, причем первая называется прямой резьбой, а вторая - конической резьбой. Резьба является неотъемлемой частью винта как простого механизма, так и резьбового крепежа .

Механическое преимущество винтовой резьбы зависит от его свинца , который является линейным расстоянием винта перемещается за один оборот. ^[1] В большинстве случаев шаг резьбы винта выбирается таким образом, чтобы трение было достаточным для предотвращения преобразования линейного движения во вращательное, то есть винт не проскальзывал даже при приложении линейной силы, пока не было внешнего вращения. сила присутствует. Эта характеристика важна для подавляющего большинства его применений. Затягивание винтовой резьбы крепежа сравнимо с вбиванием клина в зазор до тех пор, пока он не застрянет из-за трения и небольшой упругой деформации .

Приложения [ править ]

Винтовая резьба имеет несколько применений:

• Крепление:
  • Крепежные детали, такие как шурупы для дерева, шурупы для пластика, крепежные винты, гайки и болты .
  • Соединение резьбовых труб и шлангов между собой, а также с заглушками и приспособлениями.
• Редуктор через червячные передачи
• Перемещение объектов линейно путем преобразования вращательного движения в поступательное движение, как и в ШВП о наличии домкрата .
• Измерение путем соотнесения линейного движения с вращательным (и одновременного его усиления), как в микрометре .
• Оба движущихся объекта линейно и одновременно измеряют движение, сочетая две вышеупомянутые функции, как в ходовом винте токарного станка .

Во всех этих случаях резьба выполняет две основные функции:

• Он преобразует вращательное движение в поступательное.
• Он предотвращает линейное движение без соответствующего вращения.

Дизайн [ править ]

Пол [ править ]

Каждую подобранную пару нитей, внешнюю и внутреннюю , можно описать как мужскую и женскую . Например, винт имеет наружную резьбу, а соответствующее отверстие (в гайке или подложке) имеет внутреннюю резьбу. Это свойство называется гендером .

Ручность [ править ]

Спираль нити может закручиваться в двух возможных направлениях, что называется вращением . Большинство ниток ориентированы так, что резьбовой элемент, если смотреть с точки зрения на оси, проходящей через центр спирали, удаляется от наблюдателя, когда его поворачивают по часовой стрелке , и движется к наблюдателю, когда он поворачивается. против часовой стрелки. Это известно как правосторонняя резьба ( RH ), потому что она соответствует правилу захвата правой рукой . Нити, ориентированные в противоположном направлении, известны как левосторонние ( LH ).

По общепринятому мнению, для винтовой резьбы по умолчанию используется праворукость. Поэтому большинство резьбовых деталей и крепежа имеют правую резьбу. Применения с левосторонней резьбой включают:

• Если вращение вала приведет к ослаблению обычной правой гайки, а не к затяжке из-за приложенного крутящего момента или прецессии, вызванной трением . Примеры включают:
  • Левая педаль руки на велосипеде . ^[2]
  • Левый шлифовальный круг на настольной болгарке .
  • Гайки оси или, реже, гайки крепления на левой стороне некоторых автомобилей.
  • Фиксирующая гайка на некоторых дисках для циркулярных пил - большой крутящий момент при запуске должен привести к затяжке гайки.
  • Шпиндель на головках кустореза и триммера , так что крутящий момент имеет тенденцию затягивать, а не ослаблять соединение
• В сочетании с правой резьбой в талрепах и зажимных шпильках. ^[3]
• В некоторых соединениях подачи газа для предотвращения опасных неправильных подключений, например:
  • При газовой сварке для подачи горючего газа используется левая резьба, а для подачи кислорода, если она есть, - обычная резьба.
  • ПОЛ клапан для баллонов LPG
• В ситуации, когда ни один конец трубы с резьбой не может быть повернут для затягивания или ослабления соединения (например, в традиционных трубах отопления, проходящих через несколько комнат в здании). В таком случае муфта будет иметь одну правую и одну левую резьбу.
• В некоторых случаях, например, в первых шариковых ручках , для обеспечения «секретного» метода разборки.
• В артиллерийских снарядах все, что ввинчивается в снаряд, должно быть учтено в отношении того, что произойдет при выстреле снаряда, например, все, что ввинчивается в основание снизу снаряда, должно иметь левую резьбу.
• В механизмах, обеспечивающих более интуитивное действие, например:
  • Ходовой винт поперечного суппорта токарного станка заставляет поперечный суппорт отойти от оператора при повороте ходового винта по часовой стрелке.
  • Глубина нарезания винта металлического рубанка (инструмента) типа «Бейли» (или «Стэнли-Бейли») для перемещения лезвия в направлении регулирующего пальца правой руки.
• Некоторые базовые лампы и светильники Edison (например, те, которые ранее использовались в метро Нью-Йорка или в подвижном составе парижского метро до Первой мировой войны Sprague-Thomson ) имеют левую резьбу для предотвращения кражи, поскольку их нельзя использовать в других светильниках.

Форма [ править ]

Форму поперечного сечения резьбы часто называют ее формой или формой резьбы (также пишется форма резьбы ). Она может быть квадратной , треугольной , трапециевидной или другой формы. Термины форма и форма резьбы иногда относятся ко всем аспектам конструкции вместе (форма поперечного сечения, шаг и диаметры), но обычно относятся к стандартизированной геометрии, используемой винтом. Основные категории нитей включают машинные нити, материальные нити и силовые нити.

Большинство треугольных форм резьбы основаны на равнобедренном треугольнике . Они, как правило , называют V-нитью или Клиновыми нитями из - за форму буквы V . Для V-образной резьбы 60 ° равнобедренный треугольник, в частности, равносторонний . У контрфорсов треугольник разносторонний .

Теоретический треугольник обычно усекается в разной степени (то есть кончик треугольника обрезается). V-образная резьба, в которой нет усечения (или незначительное количество считается незначительным), называется острой V-образной резьбой . Усечение происходит (и кодифицировано в стандартах) по практическим причинам - нарезной или резьбонарезной инструмент практически не может иметь идеально острый конец, и усечение желательно в любом случае, потому что в противном случае:

• Лезвие режущего или формовочного инструмента слишком легко сломается;
• Вершины резьбы детали или крепежа будут иметь заусенцы при обрезании и будут слишком восприимчивы к дополнительным заусенцам в будущем из-за вмятин (зазубрин);
• У впадин и гребней сопрягаемой наружной и внутренней резьбы необходим зазор, чтобы обеспечить правильное совпадение наклонных сторон V, несмотря на погрешность в диаметре шага, грязь и заусенцы, вызванные зазубринами.
• Острие формы резьбы не добавляет прочности резьбе.

В шарико -винтовых парах пары «папа-папа» имеют между собой шарики подшипника. Роликовые винты используют обычные формы резьбы и резьбовые ролики вместо шариков.

Угол [ править ]

Приведенный угол, характерный для формы поперечного сечения, часто называют углом резьбы . Для большинства V-образных резьб это стандартное значение 60 градусов , но можно использовать любой угол. Поперечное сечение для измерения этого угла лежит в плоскости, которая включает ось цилиндра или конуса, на котором производится резьба.

Руководство, шаг и начало [ править ]

Ведущий / л я д / и основного тона тесно связаны между собой понятия. Их можно перепутать, потому что они одинаковы для большинства винтов. Шаг - это расстояние вдоль оси винта, которое проходит за один полный оборот винта (360 °). Шаг - это расстояние от вершины одной нити до следующей. Поскольку подавляющее большинство винтовых резьбы , является одним началомформы резьбы, их шаг и шаг одинаковые. Одностартный означает, что вокруг цилиндра корпуса шнека намотан только один «гребень». Каждый раз, когда корпус винта поворачивается на один оборот (360 °), он продвигается в осевом направлении на ширину одного гребня. «Двойной старт» означает, что вокруг цилиндра корпуса шнека намотаны два «гребня». ^[4] Каждый раз, когда корпус винта поворачивается на один оборот (360 °), он продвигается в осевом направлении на ширину двух гребней. Другой способ выразить это - опережение и шаг параметрически связаны, и параметр, который их связывает, количество запусков, очень часто имеет значение 1, и в этом случае их отношение становится равенством. Как правило, опережение равняется подаче, умноженной на количество пусков.

В то время как метрическая резьба обычно определяется их шагом, то есть расстоянием на резьбу, в дюймовых стандартах обычно используется обратная логика, то есть количество резьбы на заданном расстоянии. Таким образом, дюймовая резьба определяется в единицах резьбы на дюйм (TPI). Pitch и TPI описывают одно и то же основное физическое свойство - только в разных терминах. Когда дюйм используется в качестве единицы измерения шага, TPI является величиной, обратной величине шага, и наоборот. Например, ¹ / ₄ -20 нить имеет 20 TPI, что означает , что ее шаг составляет ¹ / ₂₀ дюйма (0,050 или 1,27 мм).

По мере удаления от гребня одного потока к следующему, поле может быть по сравнению с длиной волны от более волны . Другая аналогия с волной заключается в том, что высота тона и TPI инвертируются друг с другом точно так же, как период и частота инвертируются друг с другом.

Грубое или мелкое [ править ]

Грубая резьба - это резьба с большим шагом (меньше резьбы на осевое расстояние), а мелкая резьба - это резьба с меньшим шагом (больше резьбы на осевое расстояние). Грубая резьба имеет большую форму резьбы относительно диаметра винта, тогда как мелкая резьба имеет меньшую форму резьбы относительно диаметра винта. Это различие аналогично различию между крупными и мелкими зубьями на пиле или напильнике или между крупными и мелкими зубьями на наждачной бумаге .

Общие стандарты V-образной резьбы ( ISO 261 и унифицированный стандарт резьбы ) включают крупный и мелкий шаг для каждого большого диаметра. Например, ¹ / ₂ -13 относится к серии UNC (Unified National Coarse) и ¹ / ₂ -20 относится к серии UNF (Unified National Fine). Аналогичным образом, M10 (номинальный внешний диаметр 10 мм) согласно ISO 261 имеет версию с крупной резьбой с шагом 1,5 мм и версию с мелкой резьбой с шагом 1,25 мм.

Термин « грубый» здесь не означает более низкое качество, а термин « тонкий» не означает более высокое качество. Термины, используемые в отношении шага резьбы винта, не имеют ничего общего с используемыми допусками (степенью точности) или количеством мастерства, качества или стоимости. Они просто относятся к размеру резьбы относительно диаметра винта.

Грубая резьба более устойчива к зачистке и нарезанию поперечной резьбы, потому что она имеет большее зацепление с боков. Грубая резьба устанавливается намного быстрее, так как для нее требуется меньше витков на единицу длины. Более тонкие резьбы более прочны, поскольку они имеют большую площадь напряжения для резьбы того же диаметра. Тонкая резьба с меньшей вероятностью расшатывается, поскольку она имеет меньший угол наклона спирали и позволяет более тонкую регулировку. Более мелкая резьба обеспечивает больший предварительный натяг при меньшем моменте затяжки. ^[5]

Диаметр [ править ]

Существует три характерных диаметра ( ⌀ ) резьбы: основной диаметр , вспомогательный диаметр и делительный диаметр : отраслевые стандарты определяют минимальные (мин.) И максимальные (макс.) Пределы для каждого из них для всех признанных размеров резьбы. Минимальные пределы для внешней (или болтовой , в терминологии ISO) и максимальные пределы для внутренней ( гайка ) размеров резьбы существуют, чтобы гарантировать, что резьба не разорвется на пределе прочности на разрыв для основного материала. Минимальные пределы для внутренней и максимальные пределы для внешней резьбы существуют, чтобы гарантировать совместимость резьбы.

Большой диаметр [ править ]

Наибольший диаметр резьбы является большим из двух крайних диаметров, ограничивающих высоту профиля резьбы, поскольку вид поперечного сечения сделан в плоскости, содержащей ось резьбы. Для винта это его внешний диаметр (OD). Наибольший диаметр гайки нельзя измерить напрямую, но его можно проверить с помощью манометров.

Наибольший диаметр внешней резьбы обычно меньше, чем наибольший диаметр внутренней резьбы, если резьба предназначена для совместной работы. Но само по себе это требование не гарантирует, что болт и гайка с одинаковым шагом будут подходить друг к другу: такое же требование должно быть выполнено отдельно для малого и делительного диаметров резьбы. Кроме того , обеспечение зазора между гребнем из резьбы болтов и корень из ореховых нитей, необходимо также обеспечить, чтобы зазоры не настолько чрезмерными, чтобы вызвать крепежи на провал.

Малый диаметр [ править ]

Меньший диаметр - это крайний нижний диаметр резьбы. Большой диаметр минус малый диаметр, разделенный на два, равняется высоте резьбы. Меньший диаметр гайки - это ее внутренний диаметр. Меньший диаметр болта можно измерить с помощью манометров, работающих / непроходимых, или напрямую с помощью оптического компаратора .

Как показано на рисунке справа, резьба с одинаковым шагом и углом, имеющая совпадающие второстепенные диаметры, с разными большими и делительными диаметрами, может казаться плотно прилегающей, но только радиально; резьбы, у которых совпадают только основные диаметры (не показаны), также могут быть визуализированы как не допускающие радиального перемещения. Ухудшенное состояние материала из-за неиспользуемых промежутков между резьбами должно быть минимизировано, чтобы не ослабить крепежные детали.

Диаметр шага [ править ]

Делительный диаметр (PD или D ₂ ) конкретной резьбы, внутренней или внешней, представляет собой диаметр цилиндрической поверхности, концентричной в осевом направлении резьбе, которая пересекает боковые поверхности резьбы в равноудаленных точках, если смотреть в плоскости поперечного сечения. содержащая ось резьбы, причем расстояние между этими точками составляет ровно половину шагового расстояния. Эквивалентно, линия, идущая параллельно оси и на расстоянии D ₂ от нее, «линия PD», разрезает острую V-образную форму резьбы, имеющую боковые стороны, совпадающие с боковыми сторонами испытуемой резьбы, точно на 50%. его высоты. Мы предположили, что боковые поверхности имеют правильную форму, угол и шаг для указанного стандарта резьбы. Это вообще не имеет отношения к основным (D ) и второстепенный ( D ₁ ) диаметры, особенно если усечение вершины и корня острой V-образной формы на этих диаметрах неизвестно. Если все остальное идеально, то D ₂ , D и D ₁ вместе полностью описывают форму резьбы. Знание PD определяет положение резьбы с острым V-образным вырезом, стороны которой совпадают с прямыми сторонами боковых сторон резьбы: например, гребень наружной резьбы срезал бы эти стороны радиальным смещением D  -  D ₂ от кромки. положение линии PD.

При условии, что есть умеренные неотрицательные зазоры между впадиной и вершиной противоположной резьбы, а все остальное идеально, если диаметры шага винта и гайки точно совпадают, между ними не должно быть никакого люфта в собранном виде. , даже при наличии положительного зазора между корневыми гребнями. Это тот случай, когда боковые стороны нитей входят в тесный контакт друг с другом раньше, чем корни и гребни, если это вообще происходит.

Однако на практике это идеальное состояние может быть только приблизительным и обычно требует сборки с помощью гаечного ключа, что может вызвать истирание резьбы. По этой причине, как правило, должен быть предусмотрен некоторый допуск или минимальная разница между PD внутренней и внешней резьбы, чтобы исключить возможность отклонений от идеальной формы резьбы, вызывающих натяг, и ускорить ручную сборку до длины помолвка. Такие допуски или фундаментальные отклонения , как их называют стандарты ISO, предусмотрены в различной степени в соответствующих классах.подходит для диапазонов размеров резьбы. С одной стороны, классом не предусмотрен допуск, но максимальное PD внешней резьбы определено как такое же, как минимальное PD внутренней резьбы, в пределах указанных допусков, что гарантирует возможность сборки этих двух частей с некоторым ослаблением. посадки все еще возможна из-за запаса допуска. Класс, называемый посадкой с натягом, может даже предусматривать отрицательные допуски, когда частичное напряжение винта больше, чем частичное напряжение гайки, по крайней мере, на величину припуска.

Делительный диаметр наружной резьбы измеряется различными методами:

• Микрометр специального типа , называемый микрометром с резьбой или питч-микрофоном, который имеет V-образную пятку и конический наконечник шпинделя, контактирует с боковыми поверхностями резьбы для прямого считывания.
• Микрометр общего назначения (плоская опора и шпиндель) используется над набором из трех проволок, которые опираются на боковые стороны резьбы, и известная константа вычитается из показания. (Провода представляют собой настоящие измерительные штыри, заземленные до определенного размера, хотя их общее название - «провода».) Этот метод называется трехпроводным. Иногда смазка используется для удержания проводов на месте, помогая пользователю подстроить деталь, микрофон и провода на место.
• Оптический компаратор также может быть использован для определения PD графический.

Классы фитнеса [ править ]

Способ совмещения охватываемой и охватывающей части, включая люфт и трение, классифицируется (классифицируется) в стандартах резьбы. Достижение определенного класса посадки требует способности работать в пределах допусков по размеру (размеру) и чистоте поверхности . Определение и достижение классов соответствия важны для взаимозаменяемости . Классы включают 1, 2, 3 (от слабого до плотного); А (внешний) и В (внутренний); и различные системы, такие как пределы H и D.

Классы допуска [ править ]

Ограничение потока [ править ]

Предел резьбы или предел диаметра деления резьбы - это стандарт, используемый для классификации допуска диаметра шага резьбы для метчиков . Для британских мер используются пределы H или L, которые обозначают, на сколько единиц на 0,0005 дюйма больше или меньше диаметр деления относительно его базового значения, соответственно. Таким образом, метчик, обозначенный пределом H, равным 3, обозначенный H3 , будет иметь средний диаметр на 0,0005 × 3 = 0,0015 дюйма больше, чем базовый средний диаметр, и, таким образом, приведет к нарезанию внутренней резьбы с более свободной посадкой, чем, скажем, метчик H2. В метрических единицах используются пределы D или DU, которые являются той же системой, что и британские, но используются обозначения D или DU для обозначения превышения и уменьшения, соответственно, и используются единицы измерения 0,013 мм (0,51 мил). ^[6]Обычно метчики бывают в диапазоне от H1 до H5 и редко L1.

Делительный диаметр резьбы измеряется где радиальное поперечное сечение одной нити равен половине шага, например: 16 шага резьба = ¹ / ₁₆  в = 0,0625  в основном тоне фактического диаметре шага резьбы измеряются в радиальном поперечные меры раздела 0,03125  в.

Взаимозаменяемость [ править ]

Для достижения предсказуемо успешного спаривания мужской и внутренней резьбы и гарантированной взаимозаменяемости между самцами и самками должны существовать и соблюдаться стандарты формы, размера и отделки. Стандартизация потоков обсуждается ниже.

Глубина резьбы [ править ]

Винтовая резьба почти никогда не бывает идеально острой (без усечения на гребне или корне), а вместо этого усекается, давая окончательную глубину резьбы, которую можно выразить как часть значения шага. Стандарты UTS и ISO кодифицируют степень усечения, включая диапазоны допусков.

Совершенно острая V-образная резьба 60 ° будет иметь глубину резьбы («высоту» от основания до гребня), равную 0,866 шага. Этот факт характерен для геометрии равностороннего треугольника - прямого следствия основных тригонометрических функций . Он не зависит от единиц измерения (дюйм против мм). Однако резьба UTS и ISO не является острой резьбой. Большой и малый диаметры ограничивают усечения по обе стороны от острой буквы V.

Номинальный диаметр метрического (например , M8) и Unified (например , ⁵ / ₁₆  в) резьба представляет собой теоретический большой диаметр наружной резьбы, который усечен (диаметрально) от ^0,866 / ₄ поля от размерности над кончиками «основных» (остроугольных) треугольников. Полученные квартиры на гребнях наружной резьбы теоретически одной восьмые шаг широкого (выраженный с обозначениями ¹ / ₈ р или 0,125 р ), хотя определение фактической геометрии имеет больше переменных , чем это. Полная (100%) резьба UTS или ISO имеет высоту около 0,65 p .

Резьбы могут быть (и часто) немного усечены, что дает глубину резьбы от 60% до 75% от значения 0,65 p . Например, 75% резьбы приносят в жертву лишь небольшое количество прочности в обмен на значительное уменьшение силы, необходимой для обрезки резьбы. В результате уменьшается износ метчика и матрицы, снижается вероятность поломки и часто можно использовать более высокие скорости резания.

Это дополнительное усечение достигается за счет использования метчика немного большего размера в случае внутренней резьбы или за счет небольшого уменьшения диаметра резьбовой части заготовки в случае наружной резьбы, причем последнее эффективно уменьшает основной диаметр резьбы . В случае внутренней резьбы в таблицах метчиков обычно указываются размеры, обеспечивающие примерно 75% резьбы. Резьба 60% может быть подходящей в случаях, когда не ожидается высокой растягивающей нагрузки. В обоих случаях делительный диаметр не изменяется. Уравновешивание усечения и прочности резьбы аналогично многим инженерным решениям, связанным с прочностью, весом и стоимостью материала, а также стоимостью его обработки.

Конус [ править ]

Коническая резьба используется на крепежных изделиях и трубах. Типичный пример крепежной детали с конической резьбой является шурупом .

В резьбовых трубах , используемые в некоторых сантехнических установках для доставки жидкости под давлением , имеют резьбовой участок , который слегка конический . Примерами являются серии NPT и BSP . Уплотнение, обеспечиваемое резьбовым соединением труб, создается, когда конический конец с внешней резьбой затягивается в конец с внутренней резьбой. Для большинства стыков труб хорошее уплотнение требует нанесения на стык отдельного герметика, такого как лента для уплотнения резьбы , или жидкого или пастообразного герметика для труб, такого как смазка для труб .

История [ править ]

Идея винтовой резьбы, кажется, впервые пришла в голову Архимеду , который вкратце написал о спиралях, а также разработал несколько простых устройств, использующих принцип винта. Леонардо да Винчи понимал принцип винта и оставил рисунки, показывающие, как резьба может нарезаться машиной. В 1500-х годах в немецких часах появились винты, которые использовались для крепления доспехов. В 1569 году Бессон изобрел токарно-винторезный станок , но этот метод не получил широкого распространения, и винты продолжали изготавливаться в основном вручную в течение следующих 150 лет. В 1800-х годах производство винтов началось в Англии во время промышленной революции.. В то время стандартизации не существовало. Болты, изготовленные одним производителем, не подходят к гайкам другого. ^[7]

Стандартизация [ править ]

Стандартизация винтовой резьбы развивалась с начала девятнадцатого века, чтобы облегчить совместимость между различными производителями и пользователями. Процесс стандартизации все еще продолжается; в частности, все еще широко используются (в остальном идентичные) конкурирующие стандарты метрической и дюймовой резьбы. ^[8] Стандартные резьбы обычно обозначаются короткими буквенными кодами (M, UNC и т. Д.), Которые также образуют префикс стандартизированных обозначений отдельных резьб.

Дополнительные стандарты продукта определяют предпочтительные размеры резьбы для винтов и гаек, а также соответствующие размеры головок болтов и гаек, чтобы облегчить совместимость гаечных ключей (гаечных ключей) и других инструментов.

Стандартные резьбы ISO [ править ]

Чаще всего используются метрическая резьба ISO (M) для большинства целей и резьба BSP (R, G) для труб.

Они были стандартизированы Международной организацией по стандартизации (ISO) в 1947 году. Хотя метрическая резьба была в основном унифицирована в 1898 году Международным конгрессом для стандартизации винтовой резьбы, отдельные стандарты метрической резьбы использовались во Франции, Германии и Японии, а У швейцарца был набор ниток для часов.

Другие действующие стандарты [ править ]

В определенных приложениях и определенных регионах по-прежнему широко используются резьбы, отличные от метрических резьб ISO, иногда из-за особых требований к применению, но в основном по причинам обратной совместимости :

• Унифицированный стандарт резьбы (UTS) - это доминирующий стандарт резьбы, используемый в США и Канаде. Он определен в стандарте ANSI / ASME B1.1 Unified Inch Screws Threads (Форма резьбы UN и UNR) . В некоторых случаях продукты по-прежнему производятся в соответствии со старой серией американских национальных стандартов , которая имеет несколько другие спецификации и технически устарела с 1949 года. Старый национальный стандарт совместим с новым унифицированным стандартом, но уже давно устарел. ^[9] Этот единый стандарт включает:
  • Unified Coarse (UNC), преемник устаревшей резьбы National Coarse (NC).
  • Unified Fine (UNF), преемник устаревшей резьбы National Fine (NF).
  • Единый сверхштатный (UNEF)
  • Единый специальный (UNS)
• Национальная трубная резьба (NPT), используемая (в США) для прокладки водопроводных и газовых труб, а также кабелепроводов с резьбой.
  • NPTF (топливо для национальной трубной резьбы)
• British Standard Whitworth (BSW) и для других ниток Whitworth, включая:
  • Британский стандартный штраф (BSF)
  • Институт инженеров цикла (CEI) или британский стандартный цикл (BSC)
• Британская стандартная трубная резьба (BSP), которая существует в коническом и неконусном вариантах; используется и для других целей
  • Британский стандарт трубного конуса (BSPT)
• Резьбовые соединения Британской ассоциации , в основном электронные / электрические, измерители с подвижной катушкой и для крепления оптических линз
• Контрольная резьба Британского стандарта (BS 1657: 1950)
• Британский стандарт свечей зажигания BS 45: 1972
• Британский стандарт латунь с фиксированным шагом резьба 26 TPI
• Резьба Института упаковки из стекла (GPI), в первую очередь для стеклянных бутылок и флаконов.
• Снабжать силовым двигателем винтового нити
  • Форма резьбы Acme
  • Форма квадратной резьбы
  • Контрольная резьба
• Резьба Королевского микроскопического общества (RMS), также известная как общественная резьба , представляет собой специальную резьбу Витворта диаметром 0,8 дюйма x 36 ниток на дюйм (tpi), используемую для линз объективов микроскопов .
• Стойки для микрофонов :
  • ⁵ / ₈ - дюймовые 27 нитей на дюйм (TPI) Единые Специальный резьбы (UNS, США и остальной мир)
  • ⁺¹ / ₊₄ дюймовый BSW (не распространены в США, но используется в остальной части мира)
  • ³ / ₊₈ дюймовый BSW (не распространены в США, но используется в остальной части мира)
• Болты подвески сценического освещения (только в некоторых странах; некоторые стали полностью метрическими, другие, например, Австралия , вернулись к резьбе BSW или никогда полностью не переделывались):
  • ³ / ₈ - дюймовый BSW для более легких светильников
  • ¹ / ₂ - дюймовый BSW для более тяжелых светильников
• Резьба самонарезающих винтов (ST) - ISO 1478
• Дюймовая резьба для аэрокосмической промышленности (UNJ) - ISO 3161
• Метрическая резьба для авиакосмической промышленности (MJ) - ISO 5855
• Резьба клапана шины (V) - ISO 4570
• Винты для кости по металлу (HA, HB) - ISO 5835
• Panzergewinde (Pg) (нем.) - это старая немецкая резьба 80 ° (DIN 40430), которая использовалась до 2000 года в некоторых электромонтажных изделиях в Германии.
• Fahrradgewinde (Fg) (английский: велосипедная резьба) - это немецкий стандарт велосипедной резьбы (согласно DIN 79012 и DIN 13.1), который включает в себя множество резьб CEI и BSC, используемых на велосипедах и мопедах повсюду ( http: //www.fahrradmonteur. de / fahrradgewinde.php )
• Цоколь Эдисона Резьба патрона лампы накаливания
• Соединение пожарного рукава ( стандарт NFPA 194)
• Резьба соединительной муфты (ANSI / ASME B1.20.7-1991 [R2003]) для садовых шлангов и принадлежностей
• Löwenherz нить , ^[10] немецкая метрическая резьба используется для измерительных приборов ^[11]
• Нить для швейной машины ^[12]

История стандартизации [ править ]

Первая исторически важная внутрифирменная стандартизация винтовой резьбы началась с Генри Модслея около 1800 года, когда современные токарно-винторезные станки сделали сменные винты с V-образной резьбой практичным товаром. ^[13] В течение следующих 40 лет стандартизация продолжала происходить на уровне внутри компании и внутри компании. ^[14] Несомненно, многие механики той эпохи участвовали в этом духе времени; Джозеф Клемент был одним из тех, кого знала история. В 1841 году Джозеф Уитворт создал проект, который, благодаря его принятию многими британскими железнодорожными компаниями, стал национальным стандартом Соединенного Королевства под названием British Standard Whitworth.. В период с 1840-х по 1860-е годы этот стандарт также часто использовался в США и Канаде в дополнение к бесчисленным внутрикорпоративным и внутрикорпоративным стандартам. В апреле 1864 года Уильям Селлерс представил в Институт Франклина в Филадельфии доклад , в котором предлагал новый стандарт, который заменит плохо стандартизованную практику резьбовых соединений в США. Продавцы упростили конструкцию Витворта, применив профиль резьбы 60 ° и плоский наконечник (в отличие от угла 55 ° и закругленного наконечника Витворта). ^{[15] [16]} Угол 60 ° уже широко использовался в Америке, ^[17] но система Селлерса обещала сделать его и все другие детали формы резьбы согласованными.

Резьба Продавца, которую проще производить обычным машинистам, стала важным стандартом в США в конце 1860-х - начале 1870-х годов, когда она была выбрана в качестве стандарта для работ, выполняемых по государственным контрактам США, а также была принята в качестве стандарта очень влиятельные корпорации железнодорожной отрасли, такие как Baldwin Locomotive Works и Pennsylvania Railroad . Другие фирмы приняли его, и вскоре он стал национальным стандартом для США ^[17], позже получивший широкую известность как стандартная нить США (USS thread). В течение следующих 30 лет стандарт был дополнительно определен и расширен и превратился в набор стандартов, включая National Coarse (NC), National Fine (NF) иНациональный трубный конус (NPT). Тем временем в Великобритании были разработаны и усовершенствованы винтовые резьбы Британской ассоциации .

В то время в континентальной Европе были хорошо известны британские и американские формы резьбы, но также развивались различные метрические стандарты резьбы, которые обычно использовали профиль 60 °. Некоторые из них превратились в национальные или квазинациональные стандарты. В основном они были объединены в 1898 году Международным конгрессом по стандартизации резьбовых соединений в Цюрихе , который определил новые международные стандарты метрической резьбы как имеющие тот же профиль, что и резьба Продавца, но с метрическими размерами. В начале 20 века были предприняты попытки убедить правительства США, Великобритании и Канады принять эти международные стандарты резьбы и метрическую систему в целом, но они потерпели поражение из-за аргументов, что капитальные затратыНеобходимое техническое переоснащение привело бы некоторые фирмы к убыткам и нанесло бы ущерб экономике. (Смешанное использование дуэльных дюймовых и метрических стандартов с тех пор стоило намного, намного дороже, но эти затраты больше распределялись между национальной и глобальной экономикой, а не ложились на плечи отдельных правительств или корпораций, что помогает объяснить лоббирование усилия.) ^{[ необходимая цитата ]}

Где-то между 1912 и 1916 годами Общество автомобильных инженеров (SAE) создало «серию SAE» с размерами резьбы винта, которые отражают происхождение от более ранних стандартов USS и ASME.

В конце 19-го и начале 20-го веков инженеры обнаружили, что обеспечение надежной взаимозаменяемости резьбовых соединений является многогранной и сложной задачей, которая не была такой простой, как простая стандартизация основного диаметра и шага для определенной резьбы. Именно в эту эпоху более сложный анализ показал важность таких переменных, как делительный диаметр и качество поверхности.

На протяжении Первой мировой войны и в последующий межвоенный период был проделан огромный объем инженерных работ в поисках надежной взаимозаменяемости. Были стандартизированы классы посадки, и были разработаны новые способы создания и проверки резьбовых соединений (например, производственные резьбошлифовальные станки и оптические компараторы).). Поэтому теоретически можно было ожидать, что к началу Великой Отечественной войны проблема взаимозаменяемости винтовой резьбы была бы уже полностью решена. К сожалению, это оказалось ложью. Внутринациональная взаимозаменяемость была широко распространена, но международная взаимозаменяемость была менее распространена. Проблемы с отсутствием взаимозаменяемости между американскими, канадскими и британскими деталями во время Второй мировой войны привели к усилиям по унификации дюймовых стандартов среди этих тесно связанных стран, и Комитет по стандартизации винтовой резьбы Канады принял унифицированный стандарт резьбы. Соединенное Королевство и Соединенные Штаты 18 ноября 1949 г. в Вашингтоне, округ Колумбия.в надежде, что они будут приняты повсеместно. (Исходный стандарт UTS можно найти в публикации ASA (теперь ANSI), том 1, 1949 г.) UTS состоит из унифицированного грубого (UNC), унифицированного (UNF), унифицированного сверхтонкого (UNEF) и унифицированного специального (UNS) . Стандарт получил широкое распространение в Великобритании, хотя небольшое количество компаний продолжали использовать собственные британские стандарты Великобритании для микровинтов Whitworth (BSW), British Standard Fine (BSF) и Британской ассоциации (BA).

Однако на международном уровне метрическая система затмевала единицы измерения, основанные на дюймах . В 1947 году была основана ISO; а в 1960 году - основанная на метрической системе Международная система единиц (сокращенно SI от французского Système International) был создан. Когда континентальная Европа и большая часть остального мира перешли на метрическую резьбу SI и ISO, Великобритания постепенно склонялась в том же направлении. Метрическая винтовая резьба ISO теперь является стандартом, принятым во всем мире, и постепенно вытесняет все прежние стандарты, включая UTS. В США, где UTS все еще преобладает, более 40% продукции содержат по крайней мере некоторые метрические резьбовые соединения ISO. Великобритания полностью отказалась от своих обязательств в отношении UTS в пользу метрической резьбы ISO, а Канада находится между ними. Глобализация отраслей оказывает давление на рынок в пользу отказа от стандартов меньшинств. Хороший пример - автомобильная промышленность.; Американские заводы по производству автозапчастей давно разработали способность соответствовать стандартам ISO, и сегодня очень немногие детали для новых автомобилей сохраняют размеры в дюймах, независимо от того, производятся ли они в США.

Даже сегодня, спустя более полувека с тех пор, как UTS заменил серии USS и SAE, компании по-прежнему продают оборудование с такими обозначениями, как «USS» и «SAE», чтобы показать, что оно имеет дюймовые размеры, а не метрические. Большая часть этого оборудования фактически сделана для UTS, но терминология маркировки и каталогизации не всегда точна.

Инженерный чертеж [ править ]

В американских инженерных чертежах ANSI Y14.6 определяет стандарты для обозначения резьбовых деталей. Детали обозначаются их номинальным диаметром (номинальным большим диаметром резьбы винта), шагом (числом резьбы на дюйм) и классом посадки резьбы. Например, «.750-10UNC-2A» - это наружная резьба (A) с номинальным большим диаметром 0,750 дюйма, 10 витками резьбы на дюйм и посадкой класса 2; «.500-20UNF-1B» будет внутренней (B) с номинальным большим диаметром 0,500 дюйма, 20 резьбой на дюйм и посадкой класса 1. Стрелка указывает от этого обозначения на рассматриваемую поверхность. ^[18]

Поколение [ править ]

Существует множество способов создания винтовой резьбы, включая традиционные субтрактивные типы (например, различные виды нарезания [однонаправленная, метчики и штампы, штампы, фрезерование]; литье; литье [литье под давлением, литье в песчаные формы]; формование. прокатка, шлифовка и иногда притирка для выполнения других процессов); новые аддитивные методы ; и их комбинации.

Осмотр [ править ]

Другой распространенный пункт проверки - прямолинейность болта или винта. Эта тема часто возникает, когда возникают проблемы со сборкой с предварительно просверленными отверстиями, поскольку первая точка устранения неполадок - определить, неисправен ли крепеж или отверстие. Для решения этой проблемы был разработан ASME B18.2.9 «Датчик прямолинейности для болтов и винтов». В соответствии с областью применения стандарта он описывает калибр и процедуру проверки прямолинейности болта и винта при максимальных условиях материала (MMC) и предоставляет пределы по умолчанию, если они не указаны в применимом стандарте на продукцию.

См. Также [ править ]

Примечания [ править ]

Ссылки [ править ]

• Бхандари, В. Б. (2007), Дизайн элементов машин , Тата МакГроу-Хилл, ISBN 978-0-07-061141-2.
• Дегармо, Э. Пол; Black, J T .; Козер, Рональд А. (2003), Материалы и процессы в производстве (9-е изд.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
• Оберг, Эрик; Джонс, Франклин Д .; Horton, Holbrook L .; Райффель, Генри Х. (1996), Грин, Роберт Э .; Макколи, Кристофер Дж. (Ред.), Справочник по машинному оборудованию (25-е изд.), Нью-Йорк: Industrial Press , ISBN 978-0-8311-2575-2, OCLC  473691581 .
• Роу, Джозеф Уикхэм (1916), английские и американские производители инструментов , Нью-Хейвен, Коннектикут: Yale University Press, LCCN  16011753. Перепечатано McGraw-Hill, Нью-Йорк и Лондон, 1926 ( LCCN  27-24075 ); и Lindsay Publications, Inc., Брэдли, Иллинойс, ( ISBN 978-0-917914-73-7 ). 
• Ryffel, Генри H .; и другие. (1988), Справочник машин (23-е изд.), Нью-Йорк: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-1200-4.
• Уилсон, Брюс А. (2004), Определение размеров и допусков при проектировании (4-е изд.), Goodheart-Wilcox, ISBN 1-59070-328-6.

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме винтовые резьбы .

• Международные стандарты резьбы
• ModelFixings - Данные потока
• Руководство по проектированию крепежа NASA RP-1228