Какво всеки инженер трябва да знае за дизайна на резбите на машинните винтове

Винтовите резби са основни инженерни принципи, използвани за сигурно свързване в някои ситуации. Те се използват във всяка област, която можете да си представите, включително площно пространство, и автомобилната индустрия за целите на присъединяването. Познаване на винтовите резби, използваните материали и процесите на производство са много важни за инженера, за да получи максимално желаните резултати. Това е ръководство за проектиране на резби с обяснение на всеки детайл от видовете резби до материала, който ще се използва, което дава на читателя добро разбиране на дизайна на резбата на винта.

Какво е машинна винтова резба?

Машинна винтова резба е външна или вътрешна кухина или ръб със спираловидна форма, заобикаляща обиколката на цилиндричен вал, който е предназначен за завинтване в отвор с резба или гайка. И двете нишки позволяват на потребителя да предава механични сили през тях и също така осигуряват сигурното и многократно захващане на цялостните крепежни елементи между различните елементи на системата.

Стандартизиране на винтови резби, както и всички механични елементи, е важно да се организират сложните процедури на механично проектиране и производство, машинните винтови резби също са канонични за процеса.

Различни типове резби за машинни винтове

Тези видове могат да включват:

1. Унифициран стандарт за нишки (UTS)

Една от най-използваните нишки в Съединените щати и Канада, включва резби с голяма и малка стъпка. Системата се определя количествено чрез нишките на инч (TPI) и обикновено се използва в индустрията и домашна среда.

2. Метрична резба (ISO)

Взаимозаменяем глобално със стандартния и често прилаган модел, той описва диаметъра и стъпката в милиметри. Международната организация за стандартизация е извършила стандартизация на ISO метрична резба, която се използва в Европа и повечето други страни по света.

3. Нишка Acme

Най-често се използва за приложения за предаване на енергия, най-често е установено, че имат трапецовидна форма на напречно сечение, което осигурява повече здравина. Счита се, че нишките Acme издържат на високи аксиални натоварвания, той показва плавно движение и може да се използва в механични крикове и водещи винтове.

4. Подпорна резба

Той е специално предназначен за обстоятелства, при които приложение има значителна сила само в една посока и се използва най-вече в големи машини. Формата на напречното сечение на опорната нишка е такава, че от една страна образува стръмен ъгъл спрямо пръта, за да издържи един вид натоварване.

5. Квадратна нишка

Използва се по-специално там, където е желана висока ефективност при предаване на мощността, което е често срещано при крикове и преси. Най-простите квадратни резби имат профили на резбите с квадратна форма и имат най-малко триене и износване в сравнение с други профили на резби, те са най-подходящи за приложения с аксиално натоварване.

Как се произвежда резбата на машинните винтове?

Най-често срещаните методи за направа на машинни винтови резби включват:

1. Нарязване на резба

Това е старомодна техника, при която режещ инструмент нарязва нишки върху детайла, за да създаде нишките. Оформя нишки бавно и стабилно до необходимите размери. Предимството на този процес е, че е ефективен за създаването на нишки в ограничено или индивидуално производство на нишки, но ако някой иска да произвежда нишки в големи количества, това може да не е толкова ефективно или дори икономично.

2. Навиване на резба

Валцоването на резба е процес на студено формоване, при който различни видове матрици се въртят и компресират детайла, за да наложат форма на резба върху повърхността му, без да го нарязват. Този метод създава по-здрави нишки и най-често се използва за масово производство, тъй като поддържа структурата на зърната на материала. въпреки това, навиването на нишка е по-ефективно и икономично за производството на някои нишки, особено чрез масово производство.

3. Шлифоване на резба

Прецизни конци, особено при тънки или много точни нишки, са необходими, Нишките на Fuller се произвеждат чрез шлайфане на нишки. В този процес, използва се шлифовъчно колело за резба с голяма точност, така че да може да пасне на друга част. Това често се прилага за изработване на прецизни резби като тези, необходими в инструментите, машини, и инструменти.

5. Формиране на резба

Това е друг процес на студено формоване, при който материалът се преоформя във форма на резба чрез използване на специално оформени матрици. Формоването на резба се прилага за материали, които са сравнително меки, позволявайки свободно протичане на оформени нишки и еднакво правилна геометрична форма.

6. Леене или формоване на резба

Все още, за по-големи и по-сложни приложения, някои машинни винтови резби се правят чрез директно леене или формоване. Тази техника е процес на леене на разтопен материал в матрица, съдържаща предварително определен профил на резбата. Докато те не се използват в прецизни винтове, този метод се оказва полезен за части с много резби, използвани в евтини продукти.

Пълно ръководство за проектиране на машинни винтови резби

Ключовите аспекти на проектирането на машинни винтови резби са както следва:

1. Избор на размер на резбата

Първият параметър за проектиране на машинна винтова резба е с подходящ размер, това е диаметър (главни и второстепенни), стъпка (пространство между гребена на конеца), и дължина на конеца.

Използваните стандартни размери на резбата са метрични въз основа на (ISO) стандартен или унифициран стандарт за нишки (UTS) и правилният размер за използване зависи от приложението, необходимата якост, и съвместимост с други части.

2. Клас нишка

Клас на резбата означава хлабината или прилягането между винта и гайката. Това е важно, за да се гарантира, че нишките ще се захванат правилно една с друга при натоварване.

• Клас 1:Свободна кройка, използва се за бързо закрепване на строителни блокове.
• Клас 2: Подходящ за общо предназначение, това е най-широко използваното прилягане.
• Клас 3:Характеристика на високото ниво на точност на прилягане за специализирани приложения.

3. Стъпка на резбата

Стъпката е разстоянието между едната нишка и другата; той определя плътността и следователно здравината на съединението, освен лесния монтаж.

• Груби нишки: Имат по-голяма стъпка и са полезни на места, където се изисква бърз и лесен монтаж или демонтаж на кабелите.
• Фини нишки: Предлагат се в сравнително малък размер, което дава по-голяма здравина и защита от вибрации, но те може да се окажат по-трудни за коригиране.

4. Толерантност към резба

Допустимото отклонение може да се опише и като диапазонът, в който могат да се регулират размерите на резбите. Дизайнът на части с висока точност изисква по-близки допуски, така че отворите да не позволяват излишно разхлабване или възникване на съответната граница на смущения.

5. Избор на материал

Материалът на винта до голяма степен определя дизайна на резбата. Тя трябва да осигури необходимата здравина, и издръжливост и устойчивост на износване и корозия, необходими за прилагането на материала. Като пример, Неръждаема стомана често се използва за подобряване на корозионните качества, докато, от друга страна, легираните стомани могат да се използват за повишаване на якостта.

6. Форма и геометрия на резбата

Всяка от нишките има свой специфичен профил, който може да се избира, включително триъгълни, квадрат, и подпорни такива. Геометрията на резбата трябва да отговаря на предвидената функция:

• Триъгълните резби се използват най-често в машинните винтове и болтове и винтове, болтове и машинни винтове.
• Квадратните резби се прилагат там, където е необходима по-голяма ефективност за предаване на мощността.
• Подпорната резба е най-подходяща, когато имате еднопосочна сила, приложена към компонента.

7. Смазване на резбата

Намаляването на триенето в зоните с резба ще подобри лекотата на сглобяване на повече крепежни елементи и тяхната издръжливост. Предотвратяването на задръстване на механични резби включва грес или масло, използвани за намаляване на стърчането и износването на резбата.

Така, Следващото е обобщение на съображенията за проектиране на машинните винтови резби:

Аспект	Описание
Размер на резбата	Диаметър, стъпка, и дължина. Общи размери: М, UNC, UNF.
Клас нишка	Толерантност: Клас 1 (разхлабен), Клас 2 (общ), Клас 3 (прецизен).
Стъпка на резбата	Груби (лесно сглобяване), добре (по-силен, прецизен).
Толерантност към резба	Вариации: 6H/6G за прецизност, по-широк за обща употреба.
Избор на материал	Стомана (въглерод, неръждаема), алуминий, и месинг въз основа на нуждите от сила.
Форма за тема	Форми: Триъгълна (общ), квадрат (ефикасен), трапецовидна (Акме).
Сила	По-големи нишки = по-здрави, но рискува събличане.
Смазване	Грес/масло намалява триенето и износването.
Производствен процес	Нарязване, валцуване (по-бързо, по-силен), или смилане.
Fit	Съпоставете нишките с приложението: добре за здравина, груби за обща употреба.

Какво е значението на M2.5, М3, M3.5M4, M5?

Тези обозначения означават метрични размери на резбата, където „M“ означава „метричен“, а числото, което следва, се отнася до номиналния диаметър на винта в милиметри. например:

• 5: Винт с диаметър от 2.5 милиметри.
• М3: Винт с a 3 mm диаметър.
• 5: 7.35мм; Винтът има резби като работна част и техните типични размери на диаметъра са 3.5 мм.
• M4: Винт с a 4 mm диаметър.
• M5: Винт с a 5 mm диаметър.

Числото се отнася за външния диаметър на винт или болт докато терена, или разстоянието между нишките обикновено се дава независимо. Тези размери се използват широко в приложения, особено когато е желана стандартизация с друго оборудване.

Плюсове на машинната винтова резба

Неговите плюсове са дадени по следния начин:

1. Уверете се, че интерфейсът има безопасна връзка с тези части.
2. Те трябва да са донякъде удобни за сглобяване и разглобяване за кратък период от време.
3. Той е идеален за осигуряване на гъвкавост при регулиране на напрежението и налягането.
4. Обикновено се приема, при което се насърчава съвместимостта.
5. Аксиално и радиално натоварени условия могат да бъдат адресирани в зависимост от дизайна.

Ограничения на машинната винтова резба

1. Това означава, че при последователна употреба резбите на този конкретен компонент се износват.
2. Податлив на стрипер при висок въртящ момент.
3. Напасване – изисквайте много точно производство, за да постигнете правилното напасване.
4. Не е много подходящ за високоскоростни приложения.
5. Може да бъде предразположен към износване и вероятно се влияе от фактори на околната среда като корозия.

Приложение на машинна винтова резба

• Сглобяване на автомобилни двигатели.
• Поддържащи апарати и механизация.
• Преносими уреди и машини и други електрически и електронни устройства.
• Допълнителни употреби като тяло (строителство).
• Битови предмети, които включват; мебели, хладилници, телевизори, и т.н.

Заключение

Машинните винтови резби са основни елементи в техниката, осигуряващи надеждно закрепване, корекция, и взаимозаменяемост, използвани в различни отрасли на индустрията. Познаване на различни видове машинни винтови резби, и предимствата или недостатъците на всеки тип подобряват шансовете за избор на правилните машинни винтови резби за работата, като по този начин повишават нейната ефективност, издръжливост, и надеждност.

Често задавани въпроси

Какво означава, когато казваме груби нишки или фини нишки?

Винтовете и болтовете с груба резба са по-лесни за монтиране и са по-здрави, докато елементите с фина резба осигуряват по-добра точност и здравина.

Какво се използва за формиране на резби на машинни винтове?

Стандартните типове включват неръждаеми типове и въглеродни типове, алуминий, и месинг.

Носете тази таблица с размери на конци като почетен знак, как да изчисля правилния?

Размерът на резбата може да бъде измерен с помощта на калкулатор на резба или като се сравни със стандартна диаграма, където може да се определи правилният размер в зависимост от действителната употреба на тръбата.

Какво мога да направя, за да избегна залепване на резби на машинни винтове?

Прегледайте отново и приложете правилния въртящ момент и смазочни материали и; изберете точния тип комбинации от материали и нишки.