Geometria gwintów

Gwint jest to rowek nacięty wzdłuż linii śrubowej na powierzchni walcowej lub stożkowej wałka (gwinty zewnętrzne) lub otworu (gwinty wewnętrzne). Powstałe występy oraz bruzdy, obserwowane w płaszczyźnie przechodzącej przez oś gwintu tworzą zarys gwintu. Zarys gwintu tworzy linia konturowa przekroju osiowego gwintu.

d - średnica gwintu (jest to średnica okręgu opisanego na zewnętrznych wierzchołkach gwintu w prostopadłym przekroju poprzecznym śruby. Średnica ta odpowiada średnicy wewnętrznej D nakrętki). P - skok gwintu (odległość pomiędzy wierzchołkami gwintu w przekroju wzdłużnym śruby lub nakrętki). R - zaokrąglenie szczytu i dna bruzdy gwintu (w gwintach trójkątnych unika się pozostawiania ostrych krawędzi szczytu gwintu jak i bruzdy gwintu, gdyż powoduje to spiętrzenie naprężeń w obszarze takiego karbu. Promień R typowo wynosi około jedną dziesiątą część skoku gwintu (R ok. 0.1 * P)

Parametry gwintów: d - średnica gwintu śruby D - średnica dna wrębów nakrętki d1 - średnica rdzenia śruby D1 - średnica otworu nakrętki d2 - średnica podziałowa śruby D2 - średnica podziałowa nakrętki (D2 =d2) P - podziałka (skok) gwintu Ph - podziałka (skok) gwintu w gwintach wielokrotnych (Ph=n*P, gdzie n - krotność gwintu) α - kąt zarysu γ- kąt pochylenia linii śrubowej na średnicy podziałowej

Klasyfikacja gwintów: Ze względu na przeznaczenie: gwint złączny gwint pociągowy Ze względu na kształt: gwint metryczny gwint trapezowy niesymetryczny gwint trapezowy symetryczny gwint prostokątny gwint okrągły gwint stożkowy gwint toczny gwint trójkątny gwint do drewna gwint walcowaty

Ze względu na umiejscowienie: gwint zewnętrzny gwint wewnętrzny Ze względu na krotność: gwint pojedynczy gwinty dwukrotne (wielokrotne) Ze względu na skok: gwint normalny gwint drobnozwojny gwint grubo-zwojowy Ze względu na sposób skręcania: gwint prawy gwint lewy

Do nacinania gwintów zewnętrznych używa się narzynek, głowic gwinciarskich lub specjalnych frezów.Gwinty zewnętrzne wykonuje się również metodą walcowania. Do wykonywania gwintów wewnętrznych służą gwintowniki. Gwinty można także wykonywać metodami obróbki plastycznej i odlewniczymi. Gwinty zarówno wewnętrzne jak i zewnętrzne o różnych średnicach nacina się również na tokarkach.

Gwint metryczny jest podstawowym znormalizowanym gwintem złącznym Gwint metryczny jest podstawowym znormalizowanym gwintem złącznym. Do jego zalet należy duża wytrzymałość ze względu na duży kąt gwintu. Natomiast wadami gwintu są niedokładne osiowanie oraz niska sprawność. Gwinty metryczne mogą być: - trapezowe - stożkowe - okrągłe - trójkątne

Gwint metryczny stosowany jest dla zakresu średnic 1  600 mm wg PN – 83/M – 02013, dla 0,25  0,9 mm PN – 74/M – 02012. Skok gwintu metrycznego może być zwykły lub drobny. Oznaczenia gwintów metrycznych: M20 – gwint metryczny zwykły M20 x 2 – gwint metryczny drobny (drobnozwojowy) M16 – gwint metryczny (prawy) LHM16 – gwint metryczny (lewy) Skok gwintu metrycznego drobnego wynosi: 2; 1,5; 1; 0,75; 0,5.

Gwint prostokątny - najstarszy rodzaj gwintu stosowany w połączeniach ruchomych. Cechuje się największą sprawnością, ale i najmniejszą wytrzymałoscią. Gwinty te nie zostały znormalizowane. Podziałkę P i średnicę nominalną d wyznacza się na podstawie normy gwintów trapezowych symetrycznych.

Gwint okrągły (gwint o zarysie kołowym) – posiada zaokrąglony zarys przez co charakteryzuje się dużą wytrzymałością zmęczeniową i statyczną. Jest stosowany w połączeniach spoczynkowych często rozłącznych oraz narażonych na zanieczyszczenia i korozję, m.in. w złączach wagonowych, hakach żurawi, przewodach pożarniczych, elektrotechnice. Gwinty o zarysie kołowym określa norma PN-84/M02035 (w zakresie średnic od 8 do 200mm).

Gwint stożkowy – powstaje podobnie jak gwint walcowy z tą różnicą, że jest nacinany na powierzchni stożka. Gwinty stożkowe są stosowane do łączenia przewodów rurowych wodnych, paliwowych, smarowych itd. Zapewniają one szczelność połączenia bez stosowania dodatkowych uszczelnień.

Gwint rurowy stożkowy – PN – 80/M – 02031 Gwint rurowy stożkowy (Briggsa) o kącie zarysu 60- PN – 54/M – 02032 Gwint stożkowy M6 x 1 – PN – 54/M – 02033

Gwint walcowy (oznaczenie: G) - rodzaj gwintu nacinany na rurach i elementach je łączących. Gwinty te opisano w normie PN-79/M-02030. Średnice podaje się w calach według powyższej normy. Gwint rurowy walcowy – jest gwintem trójkątnym. Stosowany głównie do łączenia przewodów rurowych. Jest to gwint calowy drobnozwojowy o kącie gwintu  = 55. Jako średnicę gwintu d podajemy średnicę otworu rury z gwintem zewnętrznym (w calach).

Gwint toczny - rodzaj gwintu, w którym między śrubą a nakrętką znajdują się kulki. Poruszają się one w obiegu zamkniętym. Obieg ten obejmuje 3, 2 lub 1 zwój. Skoki tych gwintów są znormalizowane. Gwinty toczne wykonane są z dużą dokładnością, co umożliwia bezluzową pracę i dużą sprawność.

Gwinty trójkątne zdecydowana większość gwintów, stosowana we wszystkich śrubach, nakrętkach i wkrętach w połączeniach gwintowych.

Wśród nich rozróżnia się gwinty: Gwint trapezowy niesymetryczny - gwint pociągowy o zarysie trapezowym. Gwint niesymetryczny charakteryzuje się dużą wytrzymałością i może być obciążony tylko w jednym kierunku. Gwint trapezowy metryczny, dawniejsza nazwa gwint trapezowy symetryczny – gwint o zarysie trapezowym, stosowany w mechanizmach przenoszących duże obciążenia w obu kierunkach oraz w urządzeniach o małych prędkościach obrotowych i rzadko pracujacych. Wśród nich rozróżnia się gwinty: - drobne - o wartości skoku dla danej średnicy zgodnej z Polską Normą - zwykłe - o wartości skoku dla danej średnicy mniejszej niż dla gwintu zwykłego - grube - o wartości skoku dla danej średnicy większej niż dla gwintu zwykłego

- trapezowy metryczny - trapezowy niesymetryczny

Zarysy gwintu: a) trójkątny, b) trapezowy symetryczny, Zarysy gwintu: a) trójkątny, b) trapezowy symetryczny, c) trapezowy niesymetryczny, d) prostokątny, e) okrągły

Gwint prawy Gwint lewy Gwint prawy to gwint śruby, którą wkręcamy kręcąc w prawo czyli zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Jest to podstawowy kierunek gwintu stosowany w większości zastosowań. Gwint lewy - gwint śruby, którą wkręca się kręcąc w lewo, czyli przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

Podział ze względu na rodzaj wymiaru: A. zewnętrzny B. wewnętrzny

Podział ze względu na kierunek obrotu: a) prawy b) lewy

Sprawność gwintu: gdzie: – sprawność n – praca uzyskana Lu – praca włożona Lw – siła osiowa Q – przesunięcie Ph – moment skręcający Ms – kąt wzniosu gwintu – pozorny kąt tarcia p' Przy zmianie ruchu obrotowego na postępowy: Przy zmianie ruchu postępowego na obrotowy:

Długość robocza gwintu: Minimalna długość gwintu przenosząca obciążenie siłą wynosi: gdzie: – długość robocza gwintu H – siła osiowa F – podziałka gwintu P – średnica śruby d – średnica otworu nakrętki D1 – naprężenie dopuszczalne na ściskanie kc

Średnica rdzenia śruby: Minimalna średnica rdzenia śruby przenosząca obciążenie wynosi: gdzie: – średnica rdzenia śruby d3 – siła osiowa F – naprężenie dopuszczalne na rozciąganie kr

Wybrane oznaczenia gwintów: ACME - gwint trapezowy symetryczny, BSF – gwint calowy Whitwortha, drobnozwojny, BSW – gwint calowy Whitwortha, zwykły, E – gwint Edisona, elektrotechniczny, G (lub BSPP) – gwint rurowy Whitwortha, walcowy, M – gwint metryczny zwykły i drobnozwojny, NC - gwint specjalny elektryczny NPT – gwint rurowy Briggsa, stożkowy Pg – gwint specjalny instalacyjny, pancerny, R (lub BSPT) – gwint rurowy Whitwortha, stożkowy, zewnętrzny, Rc – gwint rurowy Whitwortha, stożkowy, wewnętrzny, Rd – gwint okrągły, Rp – gwint rurowy Whitwortha, walcowy wewnętrzny, RW, FG – gwint rowerowy, S – gwint trapezowy niesymetryczny, Tr – gwint trapezowy symetryczny, UN – gwinty zunifikowane o skoku uprzywilejowanym, UNC – gwint calowy, zunifikowany, zwykły, UNEF – gwint calowy, zunifikowany, bardzo drobnozwojny, UNF – gwint calowy, zunifikowany, drobnozwojny, UNS – gwinty zunifikowane specjalne, Ven, Vg – gwint wentylowy, W – gwint stożkowy do zaworów gazowych.

Prezentacje wykonał: Mateusz Szatkowski 1h