Виды шага резьбы у болтов: значение и классификация

О чем речь? Бывают разные виды шага резьбы у болтов – мелкий, нормальный, крупный. Под данным термином понимают расстояние между витками. Чем оно меньше, тем более прочным будет соединение, тем больше сил необходимо приложить для его раскручивания.

На что обратить внимание? Шаг резьбы – не произвольное значение, его величина стандартизирована, равно как и сфера применения деталей с таким же параметром. Не лишним будет научиться самостоятельно определять значение.

Шаг и другие параметры метрической резьбы

Метрическая резьба представляет собой чередующиеся выступы и углубления, имеющие определенную винтовую направленность и расположенные на внешней поверхности или во внутренней части деталей конической или цилиндрической формы.

Ниже представлены основные характеристики метрической резьбы:

• Размеры: средний, внешний и внутренний диаметр, а также шаг (нормальный, мелкий или крупный).
• Конфигурация: зависит от формы и угла профиля, числа витков и направленности их подъема (правая или левая).
• Местонахождение на изделии: наружная (расположена на внешней части, к примеру, на шпильках или болтах) и внутренняя (находится на внутренних элементах деталей, к примеру, гаек).

К основным геометрическим характеристикам метрической резьбы относят:

• Профиль: проходящий параллельно оси изделия контур витков. В метрических резьбах его формируют равносторонние треугольники.
• Угол профиля: образуется двумя боковыми сторонами равностороннего треугольника, который определяет форму резьбы.

• Высота профиля: удаленность вершины треугольника, формирующего профиль резьбы, от его основания. Обозначается символом «H».
• Шаг: расстояние между вершинами или впадинами соседних витков. Его измеряют параллельно оси стержня (основания) изделия. В зависимости от величины этого отрезка различают следующие виды шага резьбы у болтов – основной или мелкий (для уменьшенных геометрических параметров). Для обозначения используется символ «Р».
• Наружный диаметр: в технических и чертежных документах чертежах маркируется символом «D» или «d». Этот параметр демонстрирует размер диаметра цилиндра, который проходит по наиболее высоким точкам внешней резьбы (или по самым нижним – для внутренней резьбы). Соответственно, заглавная буква указывается для наружной резьбы, а для внутренней – «d».
• Номинальный диаметр: равен наружному и используется для указания размера изделий, имеющих резьбовую нарезку.
• Внутренний диаметр: демонстрирует размер цилиндра, поверхность которого проходит по впадинам (низшим точкам профиля) наружной резьбы или вершинам внутренней. Для обозначения внутреннего диаметра в первом случае используется символ «D1», а во втором «d1».

• Средний диаметр: соответствует цилиндру, соосному с резьбой, который образуется прямой, идущей от точки окружности основания вверх перпендикулярно плоскости основания и проходящей через профиль таким образом, что в точке пересечения с канавкой образуются отрезки равные половине шага резьбы. Для обозначения этого параметра применяют символы «D2» или «d2».
• Ход: размер относительно осевого смещения винта за полный оборот резьбы (360 °). Обозначается символом «t». Он равен расстоянию между углублениями или выступами соседних витков на единой винтовой поверхности. Существуют резьбы с одним заходом (однозаходные), у которых ход равен шагу. Соответственно, для многозаходных для расчета величины хода следует умножить показатель шага на число заходов.

Нормативные акты, определяющий шаг резьбы у болтов и другого крепежа

Параметры метрических резьб регламентируются ГОСТ 8724-2002 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги».

Требованиями указанного стандарта допускается, что на поверхностях с сечением 1–68 мм могут иметь место два вида шага резьбы у болтов: крупный либо мелкий. Основное отличие ГОСТ 8724-2002 и ISO 261-98 состоит в том, что в последнем документе допускались показатели диаметра от 1 до 300 мм. В дальнейшем этот разброс был расширен и составил 0,25–600 мм.

Актуальная версия ГОСТа была утверждена в 2004 г. В этой редакции нормативные параметры шагов метрической резьбы находятся в пределах 0,075–8 мм.

При выборе крепежных элементов в первую очередь следует учитывать тип резьбы. На отечественном рынке применяется крепеж с крупным шагом. 

В свою очередь, крепежные элементы с мелкой шаговой резьбой могут применяться в механизмах, которые не подвержены воздействию вибраций и переменных динамических нагрузок и не относятся к экспериментальным. Их применяют в автомобилестроительной промышленности, при производстве бытовых приборов, судов, станков и т. д.

Крепеж, имеющий резьбу с крупным шагом, пользуется спросом в строительстве. Для уточнения вида болтов, которые могут применяться в каждом конкретном случае, следует использовать соответствующие формулы или ПО.

Виды шага резьбы у болтов

Требованиями стандартов с учетом геометрических характеристик крепежных изделий предусматривается 3 вида шага резьбы у болтов:

• мелкий;
• нормальный;
• крупный.

Они отличаются расстоянием между расположенными рядом венцами. С уменьшением шага возрастает площадь контакта крепежных элементов, что делает стыковку более прочной.

Принудительно разделить такое соединение методом разрыва можно, лишь приложив очень большое усилие.  

Мелкий

Болты с мелким шагом резьбы активно используются в сфере машиностроения в агрегатах и узлах, испытывающих повышенные вибрации и нагрузки на разрыв.

При меньшем расстоянии между соседними венцами обеспечивается более высокая точность сопряжения, что позволяет исключить расшатывание и биение соединений.

Накатку резьбы с мелким шагом осуществляют на шпильках головок блоков цилиндров, болтах КПП и шпилек, используемых в редукторах и других узлах, где существует риск раскручивания в результате вибраций.

Расчет шага производится как отношение наружного диаметра резьбы к 0,8 (постоянная величина, полученная в ходе вычислений). Для болта с D=10 мм шаг будет составлять 12,5 витков в 10 мм.

Нормальный

Большинство элементов крепежа для кровельных работ, изготовления лестниц и т. д., представленных в строительных маркетах, имеют резьбу с нормальным шагом. У таких изделий соотношение диаметра по наружной части венца к количеству венцов в 1см равняется 1. Для примера, определим шаг болта М10. Для этого следует 10 мм разделить на 1. Таким образом, у болта М10 на один см приходится 10 венцов.

Крупный

Изделия с резьбой, имеющей крупный шаг, используют в конструкциях, где предусматривается дополнительное стопорение с применением различных контрящих деталей (шплинт, скобы, шайбы с загнутыми усиками и др.).

Кроме того, такой вид резьб можно встретить в соединениях, где отсутствуют высокие требования по вибростойкости и есть необходимость частой разборки. Число венцов на 1см в данном случае рассчитывают как отношение диаметра к 1,25. Таким образом, болт с диаметром 10 см на 1 см длины будет иметь 8 венцов.

Маркировка шага резьбы

Нормы ГОСТ 8724-2002 допускают отсутствие в маркировке обозначений крупного шага резьбы. Отметим, что размер мелкого должен указываться.

Примеры маркировки:

• М16 – М: резьба метрическая резьба, 16: номинальный диаметр в мм, шаг крупный (крупный шаг резьбы гайки, шпильки, болта, винта 2,0 мм).
• М16 х 1 – М: резьба метрическая резьба, 16: номинальный диаметр в мм, шаг мелкий: 1,0 мм.

Приведенные примеры маркировки будут аналогичными как для наружной, так и для внутренней резьбы.

В полном варианте обозначение резьб содержит следующие параметры:

• М – метрическая;
• номинальный диаметр;
• размер шага в мм (для крупной резьбы не указывается);
• направление: для правой резьбы RH;
• специальная маркировка для многозаходной резьбы – Ph с указанием хода.

Определение шага резьбы у болтов и гаек

Рассмотрим нестандартную ситуацию, когда нужно уточнить размер резьбы при помощи линейки. Допустим, что других измерительных инструментов под рукой нет. Отметим, что с помощью линейки можно получить достаточно существенную погрешность. Если постоянно возникает необходимость в замере резьб, следует приобрести штангенциркуль или резьбомер.

Как определить шаг резьбы болта с помощью линейки

Линейку с делениями в мм следует установить параллельно стержню болта в районе резьбовой части и проверить совместимость.

При подсчете не нужно учитывать первый виток. Это нулевая нить. Отсчет проводим от нее. Затем длину отрезка в мм нужно разделить на полученное количество витков. В результате получится показатель шага Р. Формула для расчета: P = L/ (N — 1) = 20 мм/ (17 — 1) виток = 1.25 мм.

Как измерить шаг резьбы гайки

Оптимальный способ определения данного параметра для внутренней резьбы предполагает подборку ответного болта. Он должен легко ввинчиваться в резьбовое отверстие. Затем выполняются расчеты по представленной выше методике для болта.

Если не получается подобрать подходящий ответный винт, можно использовать еще один несложный способ. Для этого внутрь резьбового отверстия гайки нужно поместить лист бумаги и плотно прижать его к виткам. В результате на бумаге отпечатается рельеф резьбы.

Улучшить качество полученного оттиска можно, если использовать маркерный карандаш или нанести на вершины витков небольшое количество смазки. Затем нужно приложить линейку к отпечатку, чтобы измерить расстояние между крайними витками. Далее следует подсчитать количество витков, не учитывая первый (нулевой).

Для расчета шага используем формулу Р = L/ (N — 1). К примеру, на оттиске размером 10 мм присутствует 5 отметок: Р = L/ (N — 1) = 10 мм/ (5 — 1) виток = 2.5 мм.

Для оттиска вместо листа бумаги можно воспользоваться карандашом или спичками. Гайку классифицируют по внутреннему диаметру. Допустим, он составляет 10 мм с расчетным шагом. Полученный результат сопоставляется с табличными данными. Находим в ряду резьб М10 требуемый шаг 2.5 мм (является основным). В результате получаем маркировку гайки: М10х2.5.

Часто задаваемые вопросы о шаге резьбы у болтов

Для какой резьбы ход совпадает с шагом?

Шаг равен ходу для однозаходной резьбы. В ее маркировки такие характеристики указываются, как одна. Чтобы вычислить ход многозаходной резьбы, нужно умножить шаг на количество заходов.

Какой основной шаг резьбы?

Основным шагом считается регламентированное расстояние между витками резьбы (измерять следует вдоль оси нарезки).

Каким будет шаг резьбы у болта М6?

Для болта М6 стандартным шагом резьбы является 1 мм.

В заключение нашего материала отметим важность рассмотренного параметра. Тем не менее при выборе крепежных элементов, помимо шага резьбы, следует учитывать и комплекс других критериев, включая функцию соединения и особенности эксплуатации.