Трапецеидальная резьба

 

!

О П И С А Н И-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

C;Ion Советских

Са((налнстнческих

Рос()тблнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от аьт. свидетельства . (),Ч, Кл. F 16b 33/02

Заявлено 08.1Ъ,1969 ()(в 1819802)25-27) с Г(1)lici)cди((с((и(3! зат(В(;II Ло

Приоритет

Комитет по делает изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 02.11.1972. Б(оллстсиь X 6

Дата опубликоваllиH опис 1IIия 22.111.1972

УД1(621.882.5(088.8) Автор изобр стеши

Л. Б. Быховский

Заявитель

Пермский политехнический институт

ТРАПЕЦЕИДАЛЬНАЯ РЕЗЬБА

Изобретение относится к is!ail! I!I!ocTp00!III!n и может быть использог,аио в грузовых рсзьбовых соединениях.

Известны трапсцеидальиые рсзьоы, преимущественно многозаходные, угол подъема винтовой линии по цилиндру среднего диаметра которой лежит в пределах 4 — 45 . Боковые поверхности в!ITKQB резьбы винта и гайки обра"-оваиы номинально одноименными винтовыми поверхностями, ном(шальио сопряженными поверхностным контактом. Однако В реальных

) с(!ОВ(!)(х В связи с исизое)иной, да)! с ре! .(аменти()ОВВ!(!!Ои Схи и (сских! (! т )сбо(3а!! !!я! ((, нето шостыо изготовлен)и витки резьбы Вшпcl и гайки сопрягаются ие по вит((ово3! непрерывной поверхности, а по винтовой линии неопределенного диаметра с возможными разрывами, обеспечивая точечно-линейчатый контакт в интервале наружного и внутреннего диаметров резьбы. В связи с этим извсстныс резьбы характеризуются пониженными значениями кинематичсской точности, к.п.д. и прочности, высокими местными контактными напряжениями и увеличенным износом. 1(роме того, использование архимедовых B!IHTQBI поверхностей при углах подъема винтовой линии по цилиндру среднего диаметра более 10 приводит к нетехиологичностп и сравнительно высокой стоимости изготовления этих рсзьб.

Целью изобретения является повышение :..II.Д... l i!!IC IQTII !CСКой TO IIIO(TII, IIPO !IIO Tll Il

ТСХ!!010ГII !!!OÑÒ!! ИЗГОТОВЛСНИ)!.

Это достигается тем, что боковыс поверхности витков резьбы винта и гайки образованы разноименными винтовыми поверхностями, следы которых в осевом сечении винтовой пары номинально касаются один другого и исходного проф((ля В точках, расположенных на ц((линдрс среднего диаметра рсзьбы, и монотонно расходят(я ь напра(!лени(! к ц((лш(драм наружногÎ и (3иу Г!)Снн(. ГO I!(Hмстров, обеспсч! (3(()! сpc, ((! Ви ы и ко(! Г(! к (! 000(\ь(сс зазоpbl

М(.ЖДN C0! l j))IÆC!!!11>I .(I 11 0() l(01)I)i)1! I I!OBCРХИОСТЯм(! витков Вие среднего диаметра резьбы. разно(Г3(еин((с Вшповыс поьсрхиости Витков

В(шта;! гайки могут быть выполнены различно и В различных сочетаниях, например конBoлютиой и пелинейчатой, обеих конволютIiû;, иелинейчатой и эвольвснтной и т. д.

На фпГ. 1 и 2 — красВОЙ контакт боковых

cT0p0!I и!)Офилсй II3!)cстиь!х т ) (()сцс)(д((лы!В(х миогозаходиых рсзьб, образованных архив(сдовыми В|штовыми поверхностями, Варианты; иа фиг. 3 — исходный и поминальный профи,III предлагаемой трапецеидальной резьбы со срединным контактом, где: d — наружный диаметр резьбы вшпа, d — наружныи диаметр резьбы гайки, d> >— средний диаметр резьбы, ((! — внутренний диаметр !)iзьбы Винта, d !—

30 внутрсш(ий диаметр резьбы гайки, Н вЂ” высо328275 та исходного профиля, h! — высота профиля, h — рабочая высота профиля, сс — угол профиля, S — шаг резьбы, t — ход резьбы, равный произведению шага резьбы на число заходов, Z — гарантированный зазор по наружнохсу и внутреннему диаметрам резьбы; на фиг. 4— варианты К2-Н и К2-Э срединного контакта рабочих боковых сторон профилей предлагаемой трапецепдальной многозаходпой ре;!.бс;!, где; К2 — след кспволютной второго !и!да винтовой поверхности в осевом сечении резьбы, Н вЂ” след нелинейчатой винтовой поверхности в осевом сечении резьбы, Э вЂ” след эвольвентной винтовой поверхности в осевом сечении резьбы, r — радиус перехода от боковой стороны профиля к дну впадины резьбы; на фиг. 5 — вариант К2-К1 срединного контакта рабочих боковых сторон профилей, где К1— след конволютной первого вида винтовой поверхности в осевом сечении резьбы; на фиг.б— вариант Н-Э срединного контакта рабочих боковых сторон профилей.

В качестве исходного треугольного и номинального профилей предлагаемой резьбы использован осевой профиль, но с некоторыми коррективами и добавлениями (см. фиг. 3).

Установлено, во-первых, несколько различных значений углов сс профиля в осевом сечен!и резьбы для разлп шых интервалов углов подьема винтовой линии по среднему диаметру Р>.

Например, а,=30 для P2 (10, сх = 33 для

Р2 свыше 10 до 20, а=Зб для р2 свыше 20 до 30 и а=4б для Р свыше 30 до 45 . Установлено, во-вторы.;, несколько различных отношений рабочей высоты h профиля к шагу S резьбы для тех же интервалов углов подъема винтовой лшнш. Например, h!S = 0,5 для

P., (10, h/S=0,45 для р, свыше 10 . zî 20, h/S =0,4 для Р свыше 20 до 30 и h/Ь ==- 0,3 для р2 свыше 30 до 45 . Такая градация углов а профиля (возрастающий ряд) и отношений h/S (убывающий ряд) по интервалам углов подъема винтовой линии (возрастающий ряд) обеспечивает получение в нормальном сечении резьбы углов профиля, близких к 30, и отношений рабочей высоты профиля к нормальному шагу, близких к 0,5, во всем диапазоне углов подъема. Это важно для сохранения благоприятных и стабильных условий нарезания резьбы, т. е. для обеспечения технологичности многозаходной трапецоидальной резьбы. Такая градация не увеличивает номенклатуру резьб. Соотношения элементов профиля h! — — h + Z, d 2 — d — h, d! = d — 2/сс, Ю = d+ 2Z, d — d — 2h и величины Z zz взяты по ГОСТ 9484 — 60. Однако в отличие от известных резьб рабочие боковые поверхности витков предлагаемой резьбы образованы не архимедовыми, а более техпологичнымп при больших углах подъема винтовой линии конволютными, нелинейчатыми или эвольвентными винтовыми поверхностями. При этом параметры режущего инструмента и его установки в процессе нарезания резьбы до.;с>кц!.! выбираться так, чтобы рабочий крпволпней5

65 ный профиль боковых сторон в осевом сечении витка резьбы касался прямолинейных боковых сторон номинального и исходного профилей B точке, расположенной на цилиндре среднего диаметра.

Для получения срединного контакта рабочих боковых поверхностей и рабочих кривол!шейных профилей резьбы гайки и винта в впптовссх парах разработаны варианты К2-Н и К2-Э (см. с1>пг. 4), К2-К1 (см. фпг. 5) и

II-Э (л. фпг. 6) с общим пом!гиальным профилем (см. фпг. 3). Рабочпс боковые стороны витков резьбы гайкп и ып!та в этих вариантах являются следами соответствующих винтовых поверхностей в осевом сечении, номинально касаются одна другой и боковой стороны исходного и номинального профилей в точке, расположенной на цилиндре среднего диаметра и монотонно расходятся к точкам, расположенным на цилиндрах наружного и внутреннего диаметров резьбы.

Регламентация нескольких обеспечивающих срединный контакт вариантов сочетаний винтовых поверхностей при наличии одного общего номинального профиля позволяет в конкретной производственной обстановке выбрать наиболее технологичный вариант трапецоидальной многозаходной резьбы.

Срединный контакт и градация интервалов параметров в предлагаемой резьбе, образованной высокотехнологичными неархимедовымп винтовыми повсрхностямп, обеспечивают ряд следук)щпх преимуществ по сравнению с краевым контактом в известных рсзьбах:

1) высокую технологичность и экономичность резьбы; 2) увеличение прочности отдельных витков резьбы и резьбового соединения в целом за счет уменьшения изгибающего момента относительно основания витков; 3) увеличение кипематпческой точности винтовых пар за счет устранения неблагоприятного краевого контакта между витками резьбы гайки и винта. При этом исключается влияние на кинематическую точность погрешностей угла профиля и грубо обработанных переходных участков профиля (фаски, сколы, заусенцы на пересечении винтовых и цилиндрических поверхностей резьбы); 4) увеличение точности резьбы по среднему диаметру за счет уменьшения суммарного допуска среднего диаметра резьбы на величину диаметральной KOMпенсации погрешности половины угла профиля. Такое уменьшение допуска среднего диаметра возможно потому, что компенсация погрешности угла профиля осуществляется при срединном контакте не изменением среднего диаметра резьбы, а оссвымп зазорами по наружному и внутреннему диаметрам; 5) повышение пзносостойкости резьбы аа счет регламентации илп увеличения допуска на износ по среднему диаметру резьбы на величину диаметральной компенсации погрешности половины угла профиля, изъятой из суммарного допуска на изготовление; 6) улучшение центрирования сопрягасмых деталей и повышение

328275 стабильности посадок за счет увеличения точности резьбы по среднему диаметру; 7) благоприятные условия для размещения гальванических покрытий и смазки в осевых зазорах.

Предмет изобретения

Траисцсидальиая резьба, прсимугцсгтиси.го многозаходная, угол подъема вииговой линии по цилиндру среднего диаметра «оторой лежит в пределах 4 — 45, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее к.п.д., кинематической то ности, прочности и технологичности изготовлен ия, боковые поверхности витков резьбы винта и гайки образованы разноименными винтовыми поверхностями, следы которых в осевом сечении винтовои пары номинально касаются один другого и исходного профиля в то ках, расположенных на цилиндре среднего диаметра резьбы, и монотонно расходятся в папраглении к цизиидрам наружного и внутреннего диаметров, обеспечивая срединный контакт и осевые зазоры между сопряженными боковыми поверхностями витков вне среднего диаметра резьбы.

328275 1зиг F

Составитель А. Шаповаленко

Редактор 3. Овчаренко Тсхред Е. Борисова Корректор И. Шматова

Заказ 708/13 Изд. 1Ч в 187 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при овете Министров СССР

Москва, Ж-З5, Рву искал иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2