Резьба

Металлическое резьбовое соединение. На болте — наружная резьба, внутренняя — в гайке.

Резьба в технике — чередующиеся выступы и впадины на поверхности тел вращения, расположенные по винтовой линии. Является основным элементом резьбового соединения, винтовой передачи, а также червячного зацепления зубчато-винтовой передачи.

Классификация и основные признаки резьб

• Единица измерения диаметра:

• Метрическая резьба — с шагом и основными параметрами резьбы в миллиметрах.
• Дюймовая резьба — все параметры резьбы выражены в дюймах (″), шаг резьбы в долях дюйма. Для трубной дюймовой резьбы размер в дюймах характеризует условно просвет в трубе, а наружный диаметр на самом деле существенно больше. Метрическая и дюймовая резьба применяется в резьбовых соединениях и винтовых передачах.
• Модульная резьба — шаг резьбы измеряется модулем ($m$). Чтобы получить размер в миллиметрах, достаточно модуль умножить на число пи ($\pi$).
• Питчевая резьба^{[неизвестный термин]} — шаг резьбы измеряется в питчах^{[неизвестный термин]} ($p$). Для получения числового значения (в дюймах) достаточно число пи ($\pi$) разделить на питч. Модульная и питчевая резьба применяется при нарезании червяка червячной передачи. Профиль витка модульного червяка может иметь вид архимедовой спирали, эвольвенты окружности, удлинённой или укороченной эвольвенты и трапеции.

• Расположение на поверхности:

• Наружная резьба — образованная на наружной прямой круговой цилиндрической или прямой круговой конической поверхности.
• Внутренняя резьба — образованная на внутренней прямой круговой цилиндрической или прямой круговой конической поверхности.

• Направление движения винтовой поверхности:

• Правая резьба — у которой выступ, вращаясь по часовой стрелке, удаляется вдоль оси от наблюдателя.
• Левая резьба — у которой выступ, вращаясь против часовой стрелки, удаляется вдоль оси от наблюдателя. Обозначается LH.

• Число заходов:

• Однозаходная резьба — образованная одним выступом резьбы.
• Многозаходная резьба — образованная двумя или более выступами с равномерно расположенными заходами. Hапример, двузаходная, трёхзаходная и т. д.

• Профиль (треугольный, трапецеидальный, прямоугольный, круглый и др.)
• Образующая поверхность, на которой расположена резьба:

• Цилиндрическая резьба — образованная на боковой поверхности прямого кругового цилиндра.
• Коническая резьба — образованная на боковой поверхности прямого кругового конуса.

• Назначение (крепёжная, крепёжно-уплотнительная, ходовая и др.)

Основные параметры резьбы

Схема конической резьбы.

• Ось резьбы — ось, относительно которой образована винтовая поверхность резьбы.
• Радиус впадины резьбы — радиус впадины резьбы в плоскости осевого сечения.
• Профиль резьбы — профиль выступа и канавки резьбы в плоскости осевого сечения резьбы.
• Угол профиля резьбы — угол между смежными боковыми сторонами резьбы в плоскости осевого сечения.
• Наружный диаметр ($D$, $d$) — диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной $d$ или впадин внутренней резьбы $D$. Равен диаметру заготовки болта перед нарезкой резьбы.
• Внутренний диаметр ($D_{1}$, $d_{1}$) — диаметр цилиндра, вписанного во впадины наружной $d_{1}$ или вершины внутренней резьбы $D_{1}$. Равен диаметру отверстия заготовки гайки перед нарезкой резьбы.
• Средний диаметр ($D_{2}$, $d_{2}$) — диаметр цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы таким образом, что её отрезки, образованные при пересечении с канавкой, равны половине номинального шага резьбы.
• Номинальный диаметр — диаметр, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении.
• Шаг ($P$) — расстояние по линии, параллельной оси резьбы между средними точками ближайших одноименных боковых сторон профиля резьбы, лежащими в одной осевой плоскости по одну сторону от оси резьбы. В дюймовой резьбе, вместо шага может использоваться параметр $z$ именуемый TPI (threads per inch — число витков на дюйм). $z$ выражается натуральным числом (например: 28, 19, 14, 11) и связан с шагом $P$ соотношением:

$z=25{,}4/P$.

Схема цилиндрической резьбы.

• Ход ($P_{h}$) — расстояние по линии, параллельной оси резьбы, между любой исходной средней точкой на боковой стороне резьбы и средней точкой, полученной при перемещении исходной средней точки по винтовой линии на угол 360°, или — значение относительно осевого перемещения детали с резьбой за один оборот. В однозаходной резьбе ход равен шагу, в многозаходной — произведению шага $P$ на число заходов $n$:

$P_{h}=P\times n\,\!$.

• Угол подъёма резьбы ($\psi$) — угол, образованный касательной к винтовой линии, описываемой средней точкой боковой стороны резьбы, и плоскостью, перпендикулярной к оси резьбы:

$\mathop {\mathrm {tg} } \,\psi ={\frac {P_{h}}{\left(\pi \times d_{2}\right)}}\,\!$.

• Исходный треугольник резьбы — треугольник, вершины которого образуются точками пересечения продолженных боковых сторон основного профиля резьбы
• Высота исходного треугольника резьбы ($H$) — расстояние между вершиной и основанием исходного треугольника резьбы в направлении, перпендикулярном к оси резьбы.
• Срез резьбы ($c$) — расстояние по перпендикуляру к оси резьбы от воображаемой точки пересечения двух смежных боковых сторон профиля резьбы до ближайшей точки его вершины или впадины.
• Длина резьбы — длина участка детали, на котором образована резьба, включая сбег резьбы и фаску.

Дополнительные параметры конической резьбы

• Основная плоскость конической резьбы — Плоскость, перпендикулярная к оси резьбы, в которой задаются номинальные размеры наружного, среднего и внутреннего диаметров конической резьбы
• Базовая плоскость конической резьбы — Плоскость, перпендикулярная к оси резьбы и служащая для определения осевого положения основной плоскости конической резьбы или взаимного осевого положения сопрягаемых деталей, имеющих коническую резьбу
• Наружный диаметр конической резьбы — Диаметр воображаемого прямого кругового конуса в основной плоскости или в заданном сечении, описанного вокруг вершин наружной или впадин внутренней конической резьбы
• Внутренний диаметр конической резьбы — Диаметр воображаемого прямого кругового конуса в основной плоскости или в заданном сечении, вписанного во впадины наружной или в вершины внутренней конической резьбы
• Средний диаметр конической резьбы — Диаметр в основной плоскости или в заданном сечении воображаемого прямого кругового конуса, соосного с конической резьбой, каждая образующая которого пересекает профиль резьбы таким образом, что проекции на ось резьбы отрезков, образованных при пересечении с канавкой, равны половине номинального шага резьбы
• Номинальный профиль конической резьбы — Профиль наружной или внутренней конической резьбы, который определен номинальными размерами его линейных и угловых элементов и к которому в установленной основной плоскости относятся номинальные размеры наружного, среднего и внутреннего диаметров резьбы
• Угол конуса конической резьбы ($\phi$).

Типы резьбы

Метрическая (M)

Метрическая резьба

Основная статья: Метрическая резьба ISO

Имеет широкое применение с номинальным диаметром от 1 до 600 мм и шагом от 0,25 до 6 мм. Профиль — равносторонний треугольник (угол при вершине 60°) с теоретической высотой профиля Н = 0,866025404Р. Все параметры профиля измеряются в мм.

Условные обозначения в маркировках резьбы: буква M (metric), числовое значение номинального диаметра резьбы (d, D на схеме, оно же внешний диаметр резьбы на болте) в мм, числовое значение шага (для резьбы с мелким шагом) (P на схеме) и буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 16 мм с крупным шагом обозначается как M16; резьба с номинальным диаметром 36 с мелким шагом 1,5 мм — М36×1,5; такая же по диаметру и шагу, но левая резьба М36×1,5LH. Эти параметры могут быть нанесены на инструмент в разных местах и не иметь обозначения М, таким образом, числа 36 и 1,5, нанесенные в разных местах, обозначают М36×1,5. Также на советском и российском инструменте часто встречается сокращенная маркировка мелкого шага, например, 2М16 или 1М16, что означает «М16, мелкая, вторая» или «М16, мелкая, первая», соответственно. В этом случае 1М означает первый шаг от основного, 2М — второй. Для указанного примера 1М16 означает М16×1,75, а 2М16 означает М16×1,5, поскольку основной шаг М16 — 2 мм.

Набор щупов для измерения шага резьбы: метрическая резьба — расстояние между нитками в мм, резьба Уитворта — число ниток на дюйм. Сделано в США, поставлено по ленд-лизу.

Основные шаги метрических резьб

M0,25	0,075	M1,1	0,25	M5	0,8	M17	2
M0,3	0,08	M1,2	0,25	M5,5	0,8	M18	2,5
M0,35	0,09	M1,4	0,3	M6	1	M20	2,5
M0,4	0,1	M1,6	0,35	M7	1	M22	2,5
M0,45	0,1	M1,8	0,35	M8	1,25	M24	3
M0,5	0,125	M2	0,4	M9	1,25	M25	3
M0,55	0,125	M2,2	0,45	M10	1,5	M26	3
M0,6	0,15	M2.5	0,45	M11	1,5	M27	3
M0,7	0,175	M3	0,5	M12	1,75	M28	3
M0,8	0,2	M3,5	0,6	M14	2	M30	3,5
M0,9	0,225	M4	0,7	M15	2	M32	3,5
M1	0,25	M4,5	0,75	M16	2

Метрическая коническая (MK)

Конусность — 1:16 (угол конуса — φ = 3°34′48″). Предназначена для обеспечения герметичности и стопорения резьбы без применения дополнительных средств. Существует два варианта резьбового конического соединения: коническая наружная резьба с конической внутренней резьбой и коническая наружная резьба с цилиндрической внутренней резьбой.

Стандарт: ГОСТ 25229-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая коническая».

Условное обозначение: буквы MK, числовое значение номинального диаметра резьбы в мм, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 24 мм с шагом 1,5 мм обозначается как MK 24×1,5.

Цилиндрическая (MJ)

Цилиндрическая резьба основана на метрической резьбе (М) с номинальным диаметром от 1,6 до 200 мм и углом профиля при вершине 60°, предназначена для аэрокосмической техники и других применений, требующих высокую усталостную прочность и жаропрочность. Для обеспечения этих свойств впадина резьбы на наружной резьбе имеет увеличенный радиус от 0,15011P до 0,180424P. Внутренняя резьба MJ совместима с внешней резьбой M при совпадении номинального диаметра и шага.

Стандарты:

• ГОСТ 30892-2002 (ИСО 5855-1-99, ИСО 5855-2-99, ИСО 5855-3-99) «Резьба метрическая с профилем MJ. Профиль, диаметры и шаги, допуски»;
• ISO 5855-1:1999 «Aerospace — MJ threads — Part 1: General requirements»;
• ISO 5855-2:1999 «Aerospace — MJ threads — Part 2: Limit dimensions for bolts and nuts»;
• ISO 5855-3:1999 «Aerospace — MJ threads — Part 3: Limit dimensions for fittings for fluid systems»;
• ANSI/ASME B1.21M-1997 (R2003) «Metric Screw Threads — MJ Profile».

Условное обозначение: буквы MJ, числовое значение номинального диаметра резьбы в мм, числовое значение шага, поле допуска среднего диаметра и поле допуска диаметра выступов. Например, наружная резьба с номинальным диаметром 6 мм, шагом 1 мм, полем допуска среднего диаметра 4h и полем допуска диаметра выступов 6h обозначается как MJ6×1—4h6h на поверхности вала.

Трубная цилиндрическая (G / BSPP)

Основная статья: Трубная резьба § Резьба трубная цилиндрическая G / BSPP

Дюймовая резьба основана на резьбе BSW (British Standard Whitworth) и соответствует резьбе BSPP (British standard pipe parallel), имеет четыре значения шагов — 28, 19, 14 и 11 ниток на дюйм. Угол профиля при вершине — 55°, теоретическая высота профиля — Н = 0,960491Р.

Стандарты:

• ГОСТ 6357-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная цилиндрическая»;
• ISO R228;
• EN 10226;
• DIN 259;
• BS 2779;
• JIS B 0202.

Условное обозначение: буква G, числовое значение условного прохода трубы в дюймах, класс точности среднего диаметра (А, В), и буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 1 1/8″ класса точности А обозначается как G1 1/8-A. На многих плашках и клуппах буква G опускается, соответственно, любое дробное обозначение читается именно как резьба G. Номинальный размер резьбы соответствует просвету трубы в дюймах; наружный диаметр трубы находится в некоторой пропорции с этим размером.

Трубная коническая (R / BSPT)

Основная статья: Трубная резьба § Резьба трубная коническая R / BSPT

Соединение конической резьбы BSPT

Дюймовая резьба с конусностью 1:16 (угол конуса — φ = 3°34′48″) также основана на резьбе BSW (British Standard Whitworth) и соответствует резьбе BSPT (British standard pipe taper). Угол профиля при вершине — 55°, теоретическая высота профиля — Н = 0,960491Р. Важной особенностью конической трубной резьбы является местное её смятие при затяжке, что обеспечивает отсутствие протечек без применения уплотнительных материалов.

Стандарты:

• ГОСТ 6211-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная коническая»;
• ISO R7;
• DIN 2999;
• BS 21;
• JIS B 0203.

Условное обозначение: буква R для наружной резьбы и Rc для внутренней, числовое значение номинального диаметра резьбы в дюймах, буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 1 1/4″ обозначается как R1 1/4″.

Круглая для санитарно-технической арматуры (Кр)

Профиль круглой резьбы Кр

Профиль круглой резьбы образован окружностями на вершинах и впадинах, соединёнными прямыми с углом профиля при вершине 30°. Резьба применяется для шпинделей, вентилей, смесителей, туалетных и водопроводных кранов.

Стандарт: ГОСТ 13536-68 «Резьба круглая для санитарно-технической арматуры. Профиль, основные размеры, допуски».

Условное обозначение круглой резьбы: буквы Кр, номинальный диаметр резьбы, шаг и обозначение стандарта.

Трапецеидальная (Tr)

Предназначена для передачи движения (ходовые винты, винты суппортов, штурвальные винты, грузовые винты и др.) и находит своё применение в разных механических устройствах — токарных станках, автоподъёмниках и пр.

Метрическая резьба с углом профиля при вершине 30°, теоретическая высота профиля — Н = 1,866Р.

Стандарты:

• ГОСТ 9484-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная. Профили»;
• ГОСТ 24737-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная однозаходная. Основные размеры»;
• ГОСТ 24738-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная однозаходная. Диаметры и шаги»;
• ГОСТ 24739-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная многозаходная».

Условное обозначение однозаходной резьбы: буква Tr (trapezoidal), числовое значение номинального диаметра резьбы в мм, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска. Например, однозаходная наружная резьба с номинальным диаметром 50 мм с шагом 8 мм обозначается как Tr50х8-7е; такая же по диаметру и шагу, но левая резьба — Tr50×8LH-7е.

Упорная (S)

Упорная, или пилообразная резьба является резьбой грузовой. Эта резьба находит применение в механизмах с большим односторонним давлением, как, например, в гидравлических прессах, винтовых прессах, в нажимных винтах прокатных станов, в резьбе крюков, артсистемах и т. д. Это метрическая резьба с углом наклона боковых сторон профиля 30° и 3°.

Стандарт: ГОСТ 10177-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба упорная. Профиль и основные размеры».

Условное обозначение резьбы: буква S, числовое значение номинального диаметра резьбы в мм, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска. Условное обозначение многозаходной резьбы: буква S, числовое значение номинального диаметра резьбы в мм, числовое значение хода, в скобках Р с числовым значением шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение поля допуска.

Упорная усиленная (S45°)

Резьба с углом наклона боковых сторон профиля 45° и 3°, с номинальным диаметром от 80 до 2000 мм.

Стандарт: ГОСТ 13535-87 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба упорная усиленная 45 градусов».

Условное обозначение резьбы: буква S, значение угла 45°, числовое значение номинального диаметра резьбы в мм, числовое значение шага, буквы LH для левой резьбы и обозначение Тт.

Эдисона круглая (E)

Применяется для электротехнических изделий, например, цоколь ламп накаливания (цоколь Эдисона).

Стандарт: ГОСТ 6042-83 «Резьба Эдисона круглая. Профили, размеры и предельные размеры».

Условное обозначение резьбы: буква E, номер резьбы, если резьба для неметаллических элементов, буква N через наклонную черту (/) и номер ГОСТ, например, E27 ГОСТ 6042-83 или E27/N ГОСТ 6042-83.

Метрическая (EG-M)

Метрическая резьба ISO для резьбовых втулок и проволочных резьбовых вставок. Применяется в качестве усиления несущей способности резьбы или для ремонта повреждённой резьбы в теле детали.

Дюймовая цилиндрическая (UTS: UNC, UNF, UNEF, 8UN, UNS)

Основная статья: Унифицированный стандарт резьбы

Unified Thread Standard (UTS) — дюймовая цилиндрическая резьба, широко распространена в США и Канаде. Угол при вершине — 60°, теоретическая высота профиля — H = 0,866025P. В зависимости от шага подразделяется на UNC (Unified Coarse), UNF (Unified Fine), UNEF (Unified Extra Fine), 8UN и UNS (Unified Special).

Крайне широко распространена UNC 1/4 (1/4″×1,27 мм), присутствующая в креплении практически всех цифровых и пленочных фото- и видеокамер, а также штативов малого формата. Её параметры: D = 6,35 мм, D₁ = 4,975 мм, шаг — 20 ниток на дюйм (1,27 мм). До неё для крепления фототехники такой же популярностью пользовалась резьба 3/8″ с шагом 16 ниток на дюйм (1,5875 мм), D = 9,525 мм и D₁ = 7,806 мм.

Стандарт: ГОСТ 3362-75 «Фото- и киноаппараты. Штативное соединение. Присоединительные размеры».

Дюймовая коническая (NPT)

Основная статья: Трубная резьба § Резьба NPT

National pipe thread (NPT) — стандарт ANSI/ASME дюймовой трубной присоединительной резьбы конусной (NPT) с конусностью 1:16 (угол конуса — φ = 3°34′48″) или цилиндрической (NPS). Угол профиля при вершине — 60°, теоретическая высота профиля — Н = 0,866025Р.

Стандарт предусматривает размеры резьбы от 1/16″ до 24″ для труб.

Стандарты:

• ГОСТ 6111-52 «Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60 градусов»;
• ANSI/ASME B36.10M;
• BS 1600;
• BS EN 10255;
• ISO 65.

Пример условного обозначения конической резьбы 3/4″: К 3/4″ ГОСТ 6111-52.

Резьбы нефтяного сортамента

Резьбы нефтяного сортамента предназначены для соединения труб в нефтяных скважинах. Являются коническими для обеспечения высокой герметичности. По форме профиля бывают: треугольные с углом профиля 60° и трапецеидальные неравнобочные с углами от 5° до 60° (т. н. резьба Батресс) Резьбы нефтяного сортамента в основном выполняются в соответствии со стандартами Американского института нефти (API).

Стандарты:

• ГОСТ Р 53366-2009 «Трубы стальные, применяемые в качестве обсадных или насосно-компрессорных труб для скважин в нефтяной и газовой промышленности. Общие технические условия»;
• ГОСТ 631-65 «Трубы бурильные с высаженными концами и муфты к ним»;
• ГОСТ 632-80 «Трубы обсадные и муфты к ним»;
• ГОСТ 633-80 «Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним».

Самонарезающая (ST)

Предназначена для крепежных изделий.

Стандарты:

• Терминология установлена приложением ГОСТ 27017-86 «Изделия крепежные. Термины и определения», (термин 1.3).
• ГОСТ Р ИСО 1478-93 «Резьба самонарезающих винтов».

Шурупная

Предназначена для крепежных изделий.

Стандарты:

• Терминология установлена приложением ГОСТ 27017-86 «Изделия крепежные. Термины и определения», (термин 1.4).
• ГОСТ 1144-80, ГОСТ 1145-80 (Табл.1 содержит размеры резьбы шурупной для дерева).

Резьба для кортикальных шурупов, мелкая (НА)

Предназначена для металлических костных шурупов, применяемых в хирургии. Имеет семь типоразмеров с номинальным диаметром от 1 до 5 мм и шагом от 0,5 до 1,75 мм.

Стандарты:

• ГОСТ Р 50582-93 «Металлические костные шурупы со специальной резьбой, сферической головкой и внутренним шестигранником под ключ. Размеры».

Резьба для спонгиозных шурупов и шурупов для губчатых тканей, глубокая (НВ)

Предназначена для металлических костных шурупов, применяемых в хирургии. Имеет два типоразмера с номинальным диаметром 4 и 6,5 мм и, соответственно, с шагом 1,75 и 2,75 мм.

Стандарты:

• ГОСТ Р 50582-93 «Металлические костные шурупы со специальной резьбой, сферической головкой и внутренним шестигранником под ключ. Размеры».

Способы изготовления

Применяются следующие способы получения резьб:

• лезвийная обработка резанием;
• абразивная обработка;
• накатывание;
• выдавливание прессованием;
• литьё;
• электрофизическая и электрохимическая обработка.

Наиболее распространённым и универсальным способом получения резьб является лезвийная обработка резанием. К ней относятся:

• нарезание наружных резьб плашками;
• нарезание внутренних резьб метчиками;
• точение наружных и внутренних резьб резьбовыми резцами и гребёнками;
• резьбофрезерование наружных и внутренних резьб дисковыми и червячными фрезами;
• нарезание наружных и внутренних резьб резьбонарезными головками;
• восстановление повреждённых наружных и внутренних резьб обычным либо специализированным напильником;
• вихревая обработка наружных и внутренних резьб.

Накатывание является наиболее высокопроизводительным способом обработки резьб, обеспечивающим высокое качество получаемой резьбы. К накатыванию резьб относятся:

• накатывание наружных резьб двумя или тремя роликами с радиальной, осевой или тангенциальной подачей;
• накатывание наружных и внутренних резьб резьбонакатными головками;
• накатывание наружных резьб плоскими плашками;
• накатывание наружных резьб инструментом ролик-сегмент;
• накатывание (выдавливание) внутренних резьб бесстружечными метчиками.

К абразивной обработке резьб относится шлифование однониточными и многониточными кругами. Применяется для получения точных, в основном, ходовых резьб.

Выдавливание прессованием применяется для получения резьб из пластмасс и цветных сплавов. Не нашло широкого применения в промышленности.

Литьё (обычно под давлением) применяется для получения резьб невысокой точности из пластмасс и цветных сплавов.

Электрофизическая и электрохимическая обработка (например, электроэрозионная, электрогидравлическая) применяется для получения резьб на деталях из материалов с высокой твёрдостью и хрупких материалов, например, твёрдых сплавов, керамики и т. п.

История

Применение винтовых поверхностей в технике началось ещё в античные времена. Считается, что первым винт изобрел Архит Тарентский — философ, математик и механик, живший в IV—V веках до н. э. Широко известен изобретённый Архимедом винт, применявшийся для перемещения жидкостей и сыпучих тел. Первые крепёжные детали, имеющие резьбы, начали применяться в Древнем Риме в начале нашей эры. Однако из-за высокой стоимости они использовались только в ювелирных украшениях, медицинских инструментах и других дорогостоящих изделиях.

В 1984 году в ходе раскопок гробницы индейцев майя на севере Гватемалы был найден керамический горшок с завинчивающейся крышкой (предположительно, изготовленный между 450 и 500 годом) - это древнейший образец изделия с винтовой резьбой, обнаруженный в Америке.

Широкое применение ходовые и крепёжные резьбы нашли лишь в Средневековье. Изготовление наружной резьбы происходило следующим образом: на цилиндрическую заготовку наматывалась смазанная мелом или краской верёвка, затем по образовавшейся спиральной разметке нарезалась винтовая канавка. Вместо гаек со внутренней резьбой использовались втулки с двумя или тремя штифтами.

В XV—XVI веках началось изготовление трёх- и четырёхгранных метчиков для нарезания внутренней резьбы. Обе сопрягаемые детали с наружной и внутренней резьбой для свинчивания подгонялись друг под друга вручную. Какая-либо взаимозаменяемость деталей полностью отсутствовала.

Предпосылки к взаимозаменяемости и стандартизации резьбы были созданы Генри Модсли (Henry Maudslay) приблизительно в 1800 году, когда изобретённый им токарно-винторезный станок сделал возможным нарезание точной резьбы. Ходовой винт и гайку для своего первого станка он изготовил вручную. Затем он выточил на станке винт и гайку более высокой точности. Заменив первый винт и гайку новыми, более точными, он выточил ещё более точные детали. Так продолжалось до тех пор, пока точность резьбы не перестала увеличиваться.

В течение следующих 40 лет взаимозаменяемость и стандартизация резьб имели место лишь внутри отдельных компаний. В 1841 году Джозеф Уитворт разработал систему крепежных резьб, которая, благодаря принятию её многими английскими железнодорожными компаниями, стала национальным стандартом для Великобритании, названным британским стандартом Уитворта (BSW). Стандарт Уитворта послужил основой для создания различных национальных стандартов, например, стандарта Селлерса (Sellers) в США, резьбы Лёвенхерц (Löwenherz) в Германии и т. д. Количество национальных стандартов было очень велико. Так, в Германии в конце XIX века было 11 систем резьбы с 274 разновидностями.

В 1898 году Международный Конгресс по стандартизации резьбы в Цюрихе определил новые международные стандарты метрической резьбы на основе резьбы Селлерса, но с метрическими размерами.

В Российской империи стандартизация резьб на государственном уровне отсутствовала. Каждое предприятие, выпускавшее резьбовые детали, использовало собственные стандарты, основанные на зарубежных аналогах.

Первые мероприятия по стандартизации резьб были предприняты в 1921 году Наркоматом путей сообщения РСФСР. Им на основе немецких стандартов метрической резьбы были выпущены таблицы норм НКПС-1 для резьб, использовавшихся на железнодорожном транспорте. Таблицы включали в себя метрические резьбы диаметром от 6 до 68 мм.

В 1927 году на основе данных таблиц комитетом по стандартизации при Совете труда и обороны был разработан один из первых государственных стандартов СССР — ОСТ 32. В этом же году для резьб по стандарту Витворта был разработан ОСТ 33А. К началу 1932 года были разработаны ОСТ для трапецеидальных резьб на основе модернизированных американских стандартов Acme.

В 1947 году была основана Международная организация по стандартизации (ISO). Стандарты резьбы ISO в настоящее время являются общепринятыми во всем мире, в том числе и в России.

Природные аналогии

Схема «резьбового» сустава у жука тригоноптеруса

В 2011 году группа учёных из Технологического института Карлсруэ опубликовала в журнале Science статью о строении суставов у жуков-долгоносиков вида Trigonopterus oblongus, обитающих на Новой Гвинее. Оказалось, что лапы этих жуков соединены с телом с помощью вертлуга, который ввинчивается в коксу (тазик) — аналог тазобедренного сустава у насекомых. На поверхности вертлуга расположены выступы, напоминающие конический винт. В свою очередь, поверхность коксы также снабжена резьбовой выемкой. Такое соединение обеспечивает более надежное крепление конечностей, чем шарнирное, и гарантирует ведущему древесный образ жизни насекомому большую устойчивость.

См. также

• Трубная резьба
• Червячная передача

Литература

• Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин. — М.: Академия, 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5.
• Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя : в 3 т. / под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп. — М. : Машиностроение, 2001. — Т. 2. — 912 с. — ББК 34.42я2. — УДК 621.001.66 (035). — ISBN 5-217-02964-1.
• Ред. Ишлинский А. Ю. Новый политехнический словарь. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. — С. 671. — ISBN 5-7107-7316-6.
• Якухин В. Г., Ставров В. А. Изготовление резьб. Справочник. — М.: Машиностроение, 1989. — С. 192.

Ссылки

• Программа по представлению резьб
• Расчет резьбового соединения с оформлением расчета