Дюймовая резьба. Эта крепежная резьба имеет тре­угольный профиль с углом = 55°, номинальный диаметр ее задается в дюймах (1" = 25,4 мм), а шаг — числом витков, приходящихся на один дюйм длины резьбы. Дюймовая резьба подобна применяемой в Англии, США и некоторых других странах резьбе Витворта; она используется у нас лишь при ремонте импортных машин. Применение дюймовой кре­пежной резьбы в новых конструкциях запрещено, а стандарт на нее лик­видирован без замены.

Из дюймовых резьб в нашей стране стандартизованы и нахо­дят применение: трубная цилиндрическая, трубная коническая (обе с углом профиля 55°) и коническая дюймовая с углом профи­ля 60°. Эти резьбы применяют в трубопроводах, они являются крепежно-уплотнительными.

Трансцеидальная резьба. Профиль этой резьбы представляет собой равнобокую трапецию с углом между боковыми сторонами = 30°. Профили, основные размеры и допуски трапецеи­дальных резьб стандартизованы, причем предусмотрены резьбы с мел­ким, средним и крупным шагами.

Упорная резьба. Профиль этой резьбы представля­ет собой неравнобокую трапецию с углами наклона боковых сторон к прямой, перпендикулярной оси резьбы, равными 3 и 30°. Основные размеры и допуски упорной резьбы для диаметров от 10 до 600 мм рег­ламентированы ГОСТом. Стандартизована также резьба упорная уси­ленная для диаметров от 80 до 2000 мм, у которой одна сторона профи­ля наклонена под углом 45°.

Трапецеидальная и упорная резьбы являются ходовыми и применя­ются в передачах винт—гайка. Так, например, трапецеидальная резьба применяется для ходовых винтов токарно-винторезных станков, где возникают реверсивные нагрузки; упорная резьба применяется при односторонних нагрузках, например для грузовых винтов домкратов и прессов, причем усилие воспринимается стороной, имеющей угол на­клона 3°.

Трапецеидальную и упорную резьбы можно нарезать на резьбофре-зерных, токарно-винторезных станках (последний способ значительно менее производителен), а окончательную обработку производить на рсзьбошлифовальных станках.

Прямоугольная резьба. Эта резьба не стандарти­зована и имеет ограниченное применение в неответственных передачах винт — гайка. В дальнейшем будет показано, что эта резьба из всех име­ет наибольший КПД, но ее нельзя фрезеро­вать и шлифовать, так как угол профиля = 0; прочность прямоугольной резьбы ниже, чем у других резьб.

Расчет крепежных резьбовых соединении

Основным критерием работоспособности крепежных резьбовых со­единений является прочность. Стандартные крепежные детали сконст­руированы равнопрочными по следующим параметрам: по напряжениям среза и смятия в резьбе, напряжениям растяжения в нарезанной ча­сти стержня и месте перехода стержня в головку. Поэтому для стан­дартных крепежных деталей в качестве главного критерия работоспо­собности принята прочность стержня на растяжение, и по ней ведут расчет болтов, винтов и шпилек. Расчет резьбы на прочность выполня­ют в качестве проверочного лишь для нестандартных деталей.

Расчет резьбы. Как показали исследования, проведенные Н.Е.Жуковским, силы взаимодействия между витками винта и гайки распре­делены в значительной степени неравномерно, однако действительный характер распределения нагрузки по виткам зависит от многих факто­ров, трудно поддающихся учету (неточности изготовления, степени износа резьбы, материала и конструкции гайки и болта и т.д.). Поэтому при расчете резьбы условно считают, что все витки нагружены одина­ково, а неточность в расчете компенсируют значением допускаемого напряжения.

Условие прочности резьбы на срез имеет вид

где Q — осевая сила; Аср — площадь среза витков нарезки; для винта ,для гайки . Здесь — высота гай­ки; — коэффициент, учитывающий ширину основания витков резьбы: для метрической резьбы для винта , для гайки ; для тра­пецеидальной и упорной резьб ; для прямоу­гольной резьбы k = 0,5. Если винт и гайка из одного мате­риала, то на срез проверяют только винт, так как .

Условие прочности резьбы на смятие имеет вид

где Асм — условная площадь смятия (проекция площади контакта резь­бы винта и гайки на плоскость, перпендикулярную оси): , где — длина од­ного витка по среднему диаметру; h — рабочая вы­сота профиля резьбы; — число витков резь­бы в гайке высотой ; р — шаг резьбы (по стан­дарту рабочая высота профиля резьбы обозна­чена ).

Расчет незатянутых болтов. Характерный при­мер незатянутого резьбового соединения — креп­ление крюка грузоподъемного механизма.

Под действием силы тяжести груза Q стержень крюка работает на растяжение, а опасным будет сечение, ослабленное нарезкой. Статическая проч­ность стержня с резьбой (которая испытывает объемное напряженное состояние) приблизитель­но на 10 % выше, чем гладкого стержня без резьбы.

Поэтому расчет стержня с резьбой условно ведут по расчетному диаметру , где р — шаг резьбы с номинальным диаметром d (приближенно можно считать ). Условие прочности нарезанной ча­сти стержня на растяжение имеет вид

,

где расчетная площадь . Расчет­ный диаметр резьбы .

По найденному значению расчетного диаметра подбирается стандар­тная крепежная резьба.

Расчет затянутых болтов. Пример затянутого болтового соедине­ния — крепление крышки люка с прокладкой, где для обеспечения гер­метичности необходимо создать силу затяжки Q. При этом стержень болта растягивается силой Q и скручивается моментом Мр в резьбе.

Напряжение растяжения , максимальное напряжение кручения , где — момент сопротивления кручению сечения болта; . Подставив в эти формулы сред­ние значения угла подъема резьбы, приведенного угла трения ' для метрической крепежной резьбы и применяя энергетическую теорию прочности, получим