Трапецеидальные винты: ходовые и другие винты с трапецеидальный резьбой и гайкой. гост, применение

Способы крепления

Изготовление самодельного станка предполагает крепление специальными держателями двух типов, с разницей в том, как они крепятся непосредственно к раме. Если у двигателя шаговый тип, применяют безлюфтовые гайки и гибкие муфты, но народные умельцы придумывают и свои собственные приспособления из подручных материалов. Люфт гайки может устраняться специальными болтиками или соединителями. Необходимость разного рода креплений определяется и диаметром вала.

Свинцовый винт с гайкой

Резьба трапецеидальная однозаходная. Профиль по ГОСТ 24737 (СТ СЭВ 146)

d — наружный диаметр наружной резьбы (винта); d2 — средний диаметр наружной резьбы; D2 — средний диаметр внутренней резьбы; Р — шаг резьбы; h3 — высота профиля наружной резьбы; H4 — высота профиля внутренней резьбы; d3 — внутренний диаметр наружной резьбы; D4 — наружный диаметр внутренней резьбы; R1 — радиус скругления по вершине наружной резьбы; R2 — радиус скругления по впадине наружной и внутренней резьбы; ac — зазор по вершине резьбы.

В табл. 1 приведены размеры профиля резьбы.

Примечания:

Вместо скругления по вершине наружной резьбы допускается выполнять фаски размером не более 0,5·ac
При накатывании резьбы профиль впадины резьбы выполнять закругленным. В этом случае внутренний диаметр наружной резьбы уменьшить на 0,15Р.
Значения диаметров вычисляются по формулам:

D1=d-2H1=d-P

D4=d+2ac

d3=D2=d-H1=d-0,5P

d3=d-2h3

Недостатки соединений

Отрицательных сторон у данного вида соединений не так уж и много. Одна из них – это возникновение большого напряжения во впадинах. Кроме того, их нельзя применять в устройствах и механизмах, которые обладают высокой вибрацией, так как винты могут самостоятельно выкручиваться, что не является хорошим знаком.

Поэтому необходимо следить за этим, и в случае возникновения такой ситуации — исправить положение винтов.

Такое качество, как стоимость, можно отнести как к положительным, так и к отрицательным сторонам.

Одноходовые резьбы стоят значительно ниже, чем многоходовые. Здесь каждый выбирает в соответствии с личными предпочтениями. Многие конструкторские организации используют именно многоходовые резьбы, так как они отличаются надежностью и прочностью.

Итак, мы выяснили, что собой представляет такой вид соединения, как трапецеидальная резьба, размеры ее, преимущества и недостатки.

Трапецеидальная резьба – свойства и способы нарезания

Наиболее широкое применение нашли трапецеидальная резьба и прямоугольная резьба, они применяются при изготовлении разнообразных винтов, например ходовых винтов металлорежущих станков, винтов прессов и различных подъемных устройств, а также червячных передачах.

Если прямоугольная резьба имеет профиль в виде прямоугольника, то трапецеидальная резьба имеет вид равнобокой трапеции. Данная резьба может иметь угол профиля, который равен 15,24,30 и 40 градусам. Во время работы винта возникают естественные силы трения, которые вызваны наличием смазки, шероховатостью поверхности, материалов, из которых изготовлены детали, а также величины угла профиля. Если у прямоугольной резьбы, у которой угол профиля равен нулю, будет меньший коэффициент трения, то трапецеидальная резьба выигрывает в том, что у нее радиальные зазоры могут определяться посадкой по среднему диаметру, в то время как у прямоугольной они определяются по наружному или внутреннему диаметру.

Если проводить сравнение указанных резьб с точки зрения сложности выполнения, то трапециевидная резьба проще в изготовлении, поэтому и применяется намного чаще. Наиболее часто она изготавливается с углом профиля в 30 °.

Трапецеидальная резьба имеет технологический процесс нарезания практически сходный с изготовлением прямоугольной. Возникают некоторые особенности нарезания, которые зависят от размера чистоты поверхности и ее точности.

Существует несколько методов нарезания указанного вида резьбы.

Нарезание резьбы одним резцом:

проводится замер заготовки и проточка канавки для выхода резца;
в соответствии с существующим шаблоном, проводится заточка чистового резца;
проводится точная установка резца и его закрепление, при этом он должен находиться на линии центров и быть параллельным оси нарезаемой резьбы;
наладка станка и подача резца для нарезания профиля резьбы;
проводится проверка полученного профиля с помощью шаблона, а также среднего диаметра резьбы.

Нарезание резьбы тремя резцами:

проводится подготовка заготовки;
затачиваются три резца – прорезной прямой, прорезной узкий и профильный;
проводится установка прорезных резцов и надежное их закрепление. В зависимости от угла подъема, они располагаются либо перпендикулярно к сторонам винтовой канавки, либо параллельно оси резьбы и должны находиться на высоте линии центров.

На некоторых производствах получил распространение следующий способ, при помощи которого изготавливаются винты с трапецеидальной резьбой:

производится наладка оборудования для выполнения данной операции;
проводится прорезка канавки до половины необходимой глубины при помощи прорезного резца;
применяя узкий прорезной резец, проводится дальнейшее прорезание канавки до размера внутреннего диаметра;
используя профильный резец, проводится окончательное нарезание трапецеидальной резьбы;
выполняется проверка выполненной работы, для чего применяют резьбовой калибр и шаблон.

Таким образом, мы рассмотрели основные способы выполнения данного вида резьбы. Теперь рассмотрим подробно, как практически выполняются работы по нарезанию трапецеидальной резьбы:

Необходимо подготовить заготовку для проведения указанного вида работ.
Следуя схеме обработки, необходимо провести заточку профильного чернового, канавочного и чистового резцов.
Провести все необходимые наладки оборудования для выполнения данного вида работ.
При помощи первого профильного резца на 85% глубины нарезать трапецеидальную канавку.
Провести обработку дна канавки канавочным резцом.
Провести окончательное нарезание и зачистку боковых сторон полученного профиля.
Проверить при помощи шаблона и калибра качество выполненной работы.

Как видите, все достаточно понятно и легко реализуемо.

Материал для заготовки ходового винта

В качестве заготовки для производства винта используют обычный пруток, который отрезается от сортового металла

Однако здесь важно отметить, что к материалу, служащему заготовкой, предъявляются некоторые требования. Металл должен обладать хорошей стойкость к износу, хорошей обрабатываемостью, а также обладать состоянием стабильного равновесия в условиях внутреннего напряжения, которое возникает после обработки

Это очень важно, так как данное свойство поможет избежать деформации ходового винта при его дальнейшем использовании.

Для производства этой детали со средним классом точности (2-й или 3-й), к которой не будут предъявляться требования повышенной устойчивости к температуре, используют сталь А40Г, являющуюся среднеуглеродистой, с добавками серы и стали 45 с дополнением свинца. Такой сплав улучшает возможность обработки винта, а также уменьшает шероховатость поверхности материала.

Для чего нужен

Ходовой винт применяется в станках для резания металла, прессах и других агрегатах различного назначения: прецизионных и высокоточных (с 0 до 2 класса), стандартной точности (фрезерных и токарных) (3 класс винта) производства установочных перемещений (4 класс).

Ходовой винт используется в станках различного назначения

Ходовые винты для станков содержат разные поверхности (шейки, опорные и посадочные буртики, резьбовую поверхность), но основное требование – наличие ходовой резьбы на поверхности. К ней существует ряд технических стандартов, предъявляемых для выбора станка и совершаемых работ. Наличие определенной поверхности означает возможность производить определенные процессы:

шейки и буртики нужны для установки в отверстия или в подшипник;
резьбовая поверхность соединяет с гайкой и преобразует движение;
посадочная шейка нужна для установки шкива или зубчатого колеса (они передают вращающий момент с помощью шлиц, пазов и отверстий).

Основные разновидности винтов

Винты делятся на две большие группы: крепежные и установочные. Но на практике обычно используют классификацию по другим признакам. Первый из них – материал скрепляемых изделий. Для древесины нужен крепеж с широким шагом резьбы, плоской шляпкой и острым кончиком, который будет раздвигать древесные волокна. Чтобы смонтировать стену из гипсокартона, лучше взять винты небольшой длины с редкой резьбой, если каркас деревянный и с частой – если он выполнен из металла. Скрепить металлические элементы помогут винты с мелкой резьбой, имеющие защиту от коррозии.

Основанием для классификации может быть форма шляпки, которая бывает:

плоской (с крестовым или прямым шлицем);
с внутренним либо внешним шестигранником;
цилиндрической.

Некоторые виды винтов имеют экзотическую форму оголовка. Например, винты, оканчивающиеся петлей, подходят для фиксации канатов, тросов или проводов. Если головка заканчивается крюком, ее удобно использовать для подвесных конструкций разного типа. А барашек широко используется для разборных мангалов, столов, каркасов беседок. Его главное преимущество – возможность сборки-разборки без инструментов. Винты разных видов предлагаются на сайте 12x18n10t.com.ua.

Характеристика

Традиционно трапецеидальный винт используется не сам по себе, а в паре со специально предназначенной гайкой. Данные элементы представляют собой ходовую передачу, которая обеспечивает осуществление резьбы. Пара винта и гайки обладает силой трения-скольжения. Если говорить о ходовой передаче с производственной точки зрения, то следует отметить тот факт, что ее прямое предназначение – это превращение вращательного движения в поступательное.

Винты являются очень требовательными по отношению к уходовым мероприятиям – они должны быть постоянно чистыми. Данный факт делает обслуживание механизмов, частью которых являются трапецеидальные винты, довольно затратным и трудоемким. Однако трапецеидальная резьба способна служить довольно длительное время, а работает она очень тихо, не доставляя каких-либо неудобств. А также такие винты характеризуются повышенной грузоподъемностью.

Производство трапецеидальных винтов представляет собой длительный и сложный процесс. При этом в обязательном порядке применяется технология накатки резьбы. Благодаря этой технологии резьба становится максимально гладкой. К отличительным характеристикам винтов данного типа можно отнести тот факт, что они обладают особенным и довольно специфическим свойством самоторможения.

Многозаходная резьба. Обозначение

В условное обозначение трапецеидальной многозаходной резьбы должны входить: буквы Tr, номинальный диаметр резьбы, числовое значение хода и в скобках буква P и числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы.

Пример условного обозначения трапецеидальной многозаходной резьбы номинальным диаметром d=20 мм, числовым значением хода Ph=8 мм и шагом P=4 мм:

Условное обозначение левой резьбы:

Поле допуска многозаходной трапецеидальной резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра, т.е. цифры, обозначающей степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение.

Поле допуска 4h диаметра d и поле допуска 4Н диаметра d1 в условном обозначении резьбы не указывают.

Длина свинчивания, если она отличается от длины резьбы, указывается в миллиметрах в конце обозначения резьбы, например:

Обозначение метрической многозаходной резьбы начинается с буквы М. Пример обозначения резьбы номинальным диаметром d=16 мм, ходом Ph=3 мм, и шагом 1,5 мм и полем допуска 6h:

Использование

Надо сказать о том, что трапецеидальные винты – это элементы, которые используются в самых разных сферах человеческой деятельности. Осуществление многих процессов без них невозможно. Например, трапецеидальные винты используются в таких механизмах и устройствах, как 3D-принтеры, фрезерные и токарные станки, в числовом программном управлении и многих других сферах. Кроме того, они являются неотъемлемыми элементами в таких аппаратах, работа которых непосредственно сопряжена с небольшими скоростями вращательного движения.

Если говорить более обобщенно, то трапецеидальные винты – это детали, без которых невозможно осуществление трапецеидальной резьбы. Данная технология активно применяется в процессе подачи движений на токарных станках, для перемещения подъемных устройств и изделий на сборочных контейнерах, а также для движения конструкций пресса в вертикальном направлении.

Если говорить о других сферах человеческой деятельности, которые просто не могут существовать и развиваться без трапецеидальной резьбы (соответственно, без трапецеидальных винтов), то к ним можно отнести автомобилестроение, паровозостроение и другие производственные области машиностроения.

Передача винт-гайка качения

На рис. 1, г показан полукруглый профиль резьбы, используемый в передачах винт-гайка качения (ВГК). По сравнению с обычными винтовыми парами трения скольжения передачи ВГК обладают значительно большим КПД, меньшим износом, большей долговечностью и повышенной жесткостью и точностью. Их применяют в приводах современных шлифовальных, фрезерных, токарных и других станков, в том числе с программным управлением.

В передачах ВГК между рабочими винтовыми поверхностями винта 2 (рис. 3), гайки 4 и гайки 6 помещены стальные шарики 5. При вращении винта шарики перекатываются по винтовой поверхности винта и гайки и передают поступательное перемещение закрепленной в корпусе 1 гайке. При движении скорость перемещения шариков отличается от скорости ведущего и ведомого звеньев, поэтому необходимо обеспечить постоянную циркуляцию шариков. Для этого концы рабочей части резьбы гайки соединены возвратным каналом, помещенным во вкладыше 3. При движении шарики перекатываются через выступ резьбы винта и снова входят в рабочую зону, циркулируя в пределах соединенных витков гайки. Эти гайки создают натяг, обеспечивающий большую осевую жесткость.

Рис. 3. Передача винт-гайка качения

Для профилактики гайку следует разобрать, промыть, заменить дефектные шарики, устранить забоины во вкладышах, заменить смазку и вновь собрать.

Выборку зазора в передаче осуществляют поворотом гайки 6 относительно гайки 4.