Unified Thread Standard

редактировать

Unified Thread Standard (UTS ) определяет стандартную форму и серию резьбы - вместе с допусками, допусками и обозначениями - для винтовой резьбы, обычно используемой в США и Канаде. Он является основным стандартом для болтов, гаек и большого количества других резьбовых крепежных изделий, используемых в этих странах. Он имеет тот же профиль 60 °, что и метрическая резьба ISO, но характерные размеры каждой резьбы UTS (внешний диаметр и шаг) были выбраны как доля дюймов, а не миллиметр значение. В настоящее время UTS контролируется ASME / ANSI в США.

Содержание

  • 1 Происхождение
  • 2 Базовый профиль
  • 3 Обозначение
  • 4 Калибровка
  • 5 Классы допуска
  • 6 Соответствующие стандарты
  • 7 См. Также
  • 8 Примечания
    • 8.1 Библиография
  • 9 Внешние ссылки

Истоки

См. Раздел «История стандартизации» статьи с резьбой.

Базовый профиль

Базовый профиль всех резьб UTS одинаков. как и все метрические винтовые резьбы ISO. Только обычно используемые значения для D maj и P различаются между двумя стандартами.

Каждая резьба в серии характеризуется своим большим диаметром D maj и шагом P. Нитки UTS состоят из симметричной V-образной резьбы. В плоскости оси резьбы боковые стороны V имеют угол , равный 60 ° друг к другу. Наибольшее ⁄ 8 и самое внутреннее ⁄ 4 высоты H V-образной формы отрезаны от профиля.

Шаг P - это расстояние между вершинами резьбы. Для резьбы UTS, которая является однозаходной резьбой, она равна шагу шага, осевому расстоянию, на которое винт продвигается во время вращения на 360 °. Потоки UTS обычно не используют параметр pitch; вместо этого используется параметр, известный как резьбы на дюйм (TPI), который является обратной величиной шага.

Связь между высотой H и шагом P определяется с помощью следующего уравнения, где θ {\ displaystyle \ theta}\ theta - половина включенного угла резьбы в данном случай 30 градусов:

H = 1 2 загар ⁡ θ ⋅ P = 3 2 ⋅ P ≈ 0,866 ⋅ P {\ displaystyle H = {\ frac {1} {2 \ tan \ theta}} \ cdot P = {\ гидроразрыва {\ sqrt {3}} {2}} \ cdot P \ приблизительно 0,866 \ cdot P}{\ displaystyle H = {\ frac {1} {2 \ tan \ theta}} \ cdot P = {\ frac {\ sqrt {3}} {2}} \ cdot P \ приблизительно 0,866 \ cdot P}

или

P = 2 tan ⁡ θ ⋅ H = 2 3 ⋅ H ≈ 1,155 ⋅ H {\ displaystyle P = 2 \ tan \ theta \ cdot H = {\ frac {2} {\ sqrt {3}}} \ cdot H \ приблизительно 1,155 \ cdot H}{\ displaystyle P = 2 \ загар \ тета \ cdot H = {\ гидроразрыва {2} {\ sqrt {3}}} \ cdot H \ приблизительно 1,155 \ cdot H}

На внешней (наружной) резьбе (например, на болте), большой диаметр D maj и вспомогательный диаметр D min определяют максимальные размеры резьбы. Это означает, что внешняя резьба должна заканчиваться плоско на D maj, но может быть закруглена ниже вспомогательного диаметра D min. И наоборот, для внутренней (внутренней) резьбы (например, в гайке) наибольший и малый диаметры являются минимальными размерами, поэтому профиль резьбы должен заканчиваться плоско на D min, но может быть закруглен за пределами D maj.

Малый диаметр D min и эффективный делительный диаметр D p выводятся из большого диаметра и шага как

D min = D maj - 2 ⋅ 5 8 ⋅ H = D maj - 5 3 8 ⋅ P ≈ D maj - 1.082532 ⋅ PD p = D maj - 2 ⋅ 3 8 ⋅ H = D maj - 3 3 8 ⋅ P ≈ D maj - 0,649519 ⋅ P {\ displaystyle { \ begin {align} D _ {\ text {min}} = D _ {\ text {maj}} - 2 \ cdot {\ frac {5} {8}} \ cdot H = D _ {\ text {maj}} - {\ frac {5 {\ sqrt {3}}} {8}} \ cdot P \ приблизительно D _ {\ text {maj}} - 1.082532 \ cdot P \\ D _ {\ text {p}} = D _ {\ текст {maj}} - 2 \ cdot {\ frac {3} {8}} \ cdot H = D _ {\ text {maj}} - {\ frac {3 {\ sqrt {3}}} {8}} \ cdot P \ приблизительно D _ {\ text {maj}} - 0,649519 \ cdot P \ end {align}}}{\ displaystyle {\ begin {align} D _ {\ text {min}} = D _ {\ text {maj}} - 2 \ cdot {\ frac {5} {8}} \ cdot H = D _ {\ text {maj}} - {\ frac {5 {\ sqrt {3}}} {8}} \ cdot P \ приблизительно D _ {\ text {maj}} - 1.082532 \ cdot P \\ D _ {\ текст {p}} = D _ {\ text {maj}} - 2 \ cdot {\ frac {3} {8}} \ cdot H = D _ {\ text {maj}} - {\ frac {3 {\ sqrt {3}}} {8}} \ cdot P \ приблизительно D _ {\ text {maj}} - 0,649519 \ cdot P \ end {align}}}

Обозначение

Стандартное обозначение резьбы UTS - это число, обозначающее номинальную (большую) диаметр резьбы, за которым следует шаг, измеренный в резьбы с на дюйм. Для диаметров менее ⁄ 4 дюйма диаметр указывается целым числом, определенным в стандарте; для всех остальных диаметров даны значения в дюймах.

За этой цифровой парой необязательно следуют буквы UNC, UNF или UNEF (унифицированный), если комбинация диаметра и шага относится к крупной, мелкой или сверхмелкой серии, а также может сопровождаться классом допуска..

Пример: # 6-32 UNC 2B (большой диаметр: 0,1380 дюйма, шаг: 32 tpi)

Упрощенная формула для определения большого диаметра: # винта 6 x 0,013 +0,060 = 0,138
Унифицированная резьба винтов - UNC, UNF и UNEF
Основной диаметр. (дюйм / мм)Плотность резьбы (d, резьбы на дюйм ) и резьба шаг (p)Предпочтительный режущий размер сверла для метчика
Крупное (UNC)Мелкое (UNF)Очень мелкое ( UNEF)
d (TPI )p (дюйм / мм)d (TPI)p (дюйм / мм)d (TPI)p (дюйм / мм)КрупноеВысокоеОчень мелкое
#00,0600 / 1,5240Нет800,012500 / 0,3175Нет​⁄64в (0,047)
#10,0730 / 1,8542640,015625 / 0,3969720,013888 / 0,3528Нет# 53 (.060)# 53 (.060)
#20,0860 / 2,1844560,017857 / 0,4536640,015625 / 0,3969Нет# 50 (.070)# 50 (.070)
#30,0990 / 2,5146480,020833 / 0,5292560,017857 / 0,4536Нет# 47(.079)# 45 (.082)
#40,1120 / 2,8448400,025000 / 0,6350480,020833 / 0,5292Нет# 43 (.089)# 42 (.094)
#50,1250 / 3,1750400,025000 / 0,6350440,022727 / 0,5773Нет# 38 (. 102)# 37 (.104)
#60,1380 / 3,5052320,031250 / 0,7938400,025000 / 0,6350Нет# 36 (.107)# 33 (.113)
#80,1640 / 4,1656320,031250 / 0,7938360,027778 / 0,7056Нет# 29 (.136)# 29 (.136)
# 100,1900 / 4,8260240,041667 / 1,0583320,031250 / 0,7938Нет# 25 (.150)# 21 (.159)
# 120,2160 / 5,4864240,041667 / 1,0583280,035714 / 0,9071320,031250 / 0,7938# 16 (.177)# 14 (.182)​⁄16дюйм (.188)
​⁄4″0,2500 / 6,3500200,050000 / 1,2700280,035714 / 0,9071320,031250 / 0,7938# 7 (.201)# 3 (.213)​⁄32дюйм (.219)
​⁄16″0,3125 / 7,9375180,055556 / 1,4111240,041667 / 1,0583320,031250 / 0,7938F (0,257)I (0,272)​⁄32в (0,281)
​⁄8″0,3750 / 9,5250160,062500 / 1,5875240,041667 / 1,0583320,031250 / 0,7938​⁄16в (0,313)Q (0,332)​⁄32дюйм (.344)
​⁄16″0,4375 / 11,1125140,071428 / 1,8143200,050000 / 1,2700280,035714 / 0,9071U (0,368)​⁄64дюйм (0,391)Y (.404)
​⁄2″0,5000 / 12,7000130,076923 / 1,9538200,050000 / 1,2700280,035714 / 0,9071​⁄64дюйма (.422)​⁄64дюйма (.453)​⁄32дюйма (0,469)
​⁄16″0,5625 / 14,2875120,083333 / 2,1167180,055556 / 1,4111240,041667 / 1,0583​⁄64дюйма (0,484)​⁄2дюйма (0,5)​⁄64дюйм (.516)
​⁄8″0,6250 / 15,8750110,090909 / 2,3091180,055556 / 1,4111240,041667 / 1,0583​⁄32дюйм (.531)​⁄16дюйм (.563)​⁄64дюйм (.578)
​⁄4″0,7500 / 19,0500100,100000 / 2,5400160,062500 / 1,5875200,050000 / 1,2700​⁄32дюйм (.656)​⁄16дюйм (.688)​⁄64дюйм (.703)
​⁄8″0,8750 / 22,225090,111111 / 2,8222140,071428 / 1,8143200,050000 / 1,2700​⁄64дюйма (0,766)​⁄64дюйма (0,797)​⁄64дюйма (0,828)
1″1,0000 / 25,400080,125000 / 3,175012 (*)0,083333 / 2.1167200,050000 / 1,2700​⁄8дюйм (.875)​⁄64дюйм (.922)​⁄64дюйм (.953)
(*) В течение многих лет нестандартный 1-дюймовый 14-дюйм. гайки и болты широко используются вместо креплений стандартного размера 1 дюйм 12 дюймов на дюйм; следовательно, застежки 1 ″ -14 легче найти и они дешевле, чем застежки 1 ″ -12. Спустя несколько десятилетий крепежные детали размером 1 ″ -14 теперь стали называть «стандартной мелкой резьбой» или «UNF». Хотя это технически некорректно (стандарт UNF определяет 1 ″ -12), размер 1 ″ -14 повсеместно принят в качестве стандарта для 1-дюймовых крепежных деталей с мелкой резьбой, а «1-дюймовый 14-дюймовая NF» стал общепринятым используйте «термин» или «обобщенное фирменное наименование / стандарт». Другими словами, стандарту 1 ″ -12 не хватало эффективного применения в течение достаточно долгого времени (многие десятилетия), чтобы придать универсальный товарный знак -подобный статус 1-дюймовым крепежным элементам с разрешением 14 точек на дюйм.

Формула используется для вычисления большого диаметра пронумерованного винта, большего или равного 0: Большой диаметр = № винта × 0,013 дюйма + 0,060 дюйма. Например, число 10 рассчитывается как: # 10 × 0,013 дюйма + 0,060 дюйма = 0,190 в большом диаметре. Чтобы рассчитать наибольший диаметр винта "чистого" размера, посчитайте количество дополнительных нулей и умножьте это число на 0,013 дюйма и вычтите из 0,060 дюйма. Например, наибольший диаметр винта с резьбой 0000 составляет 0,060 дюйма - (3 × 0,013 дюйма) = 0,060 дюйма - 0,039 дюйма = 0,021 дюйма.

Номерной ряд крепежных винтов был расширен вниз и теперь включает # 00-90 (0,047 дюйма = 0,060 дюйма - 0,013 дюйма) и # 000-120 (0,034 дюйма). дюйм = 0,060 дюйма - 2 × 0,013 дюйма) винты; однако основным стандартом для винтов меньше # 0 является стандарт ANSI / ASME B1.10 Unified Miniature Screw Threads. Это определяет серию метрических винтов, названных по их основным диаметрам в миллиметрах, от 0,30 UNM до 1,40 UNM. Предпочтительные размеры составляют 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8, 1,0 и 1,2 мм, с дополнительными определенными размерами на полпути между ними. Стандартный шаг резьбы составляет примерно 1/4 основного диаметра. Форма резьбы немного изменена для увеличения малого диаметра и, следовательно, прочности винтов и метчиков. Наибольший диаметр все еще находится в пределах 1 / 8H от теоретической острой буквы V, но общая глубина резьбы уменьшается на 4% с 5 / 8H = 5/8 cos (30 °) P ≈ 0,541P до 0,52P. Это увеличивает количество теоретической резкости V, которая срезается на малом диаметре, на 10% с 0,25H до 7/8 - 0,52 / cos 30 ° ≈ 0,27456H.

Номерная серия крепежных винтов когда-то включала более нечетных чисел и увеличивалась до №16 или более. Усилия по стандартизации в конце 19-го и начале 20-го века значительно сократили диапазон размеров. Теперь реже можно увидеть крепежные винты больше, чем №14, или нечетные числа размеров, отличные от №1, №3 и №5. Несмотря на то, что винты №14 и №16 все еще доступны, они не так распространены, как размеры от №0 до №12.

Иногда используются «особые» комбинации диаметра и шага (UNS), например, 0,619 дюйма (15,7 мм) с большим диаметром 20 ниток на дюйм. Резьба UNS редко используется для болтов, а скорее для гаек, резьбовых отверстий и наружных диаметров с резьбой. Благодаря этому краны UNS легко доступны. Большинство резьб UNS имеют больше резьбы на дюйм, чем соответствующие стандарты UNF или UNEF; поэтому они часто являются самой прочной доступной нитью. Из-за этого они часто используются в приложениях, где встречаются высокие напряжения, например, шпиндели станков или автомобильные шпиндели.

Калибровка

Винт Система измерения резьбы включает в себя список характеристик резьбы винта, которые должны быть проверены, чтобы установить размерную приемлемость резьбы винта на резьбовом изделии, и калибр (-ы), который должен использоваться при проверке этих характеристик.

В настоящее время этот калибр для UTS контролируется:

  • ASME / ANSI B1.2-1983 Калибры и калибры для унифицированной дюймовой резьбы

В этом стандарте представлены основные характеристики и размеры для манометров, используемых в унифицированных дюймовая резьба UN [унифицированная] и UNR [только внешняя резьба] имеют форму резьбы и охватывают спецификации и размеры для резьбовых калибров и измерительного оборудования, перечисленных в таблицах 1 и 2. Также описываются основные цели и использование каждого калибра.

  • ASME / ANSI B1.3-2007 Системы измерения резьбы винтов для допустимости: дюймовая и метрическая резьба (UN, UNR, UNJ, M и MJ)

(a) В этом стандарте представлены системы измерения резьбы винтов, подходящие для определение допустимости винтовой резьбы Unified [UN], UNR [только внешняя резьба], UNJ [внутренняя и внешняя резьба], M и MJ на изделиях с внешней и внутренней резьбой. Он устанавливает критерии приемлемости резьбы винта при использовании измерительной системы. (b) Система измерения резьбы винта включает список характеристик резьбы винта, которые должны быть проверены, чтобы установить размерную приемлемость резьбы винта на резьбовом изделии, и калибр (-ы), который должен использоваться при проверке этих характеристик. (c) Использование федеральным правительством. Когда этот Стандарт одобрен Министерством обороны и федеральными агентствами и включен в Федеральный Стандарт-H28 / 20 [FED-STD-H28 / 20], Стандарты винтовой резьбы для Федеральных служб, Раздел 20, использование этого Стандарта федеральное правительство подчиняется всем требованиям и ограничениям Федерального стандарта-H28 / 20 [FED-STD-H28 / 20]. Эти стандарты предоставляют основные характеристики и размеры для калибров, используемых на унифицированной дюймовой резьбе (UN, UNR, UNJ) на изделиях с внешней и внутренней резьбой. Он также включает спецификации и размеры для резьбовых манометров и измерительного оборудования. Также описывается основное назначение и использование каждого датчика. Он также устанавливает критерии приемлемости резьбы винта при использовании измерительной системы.

Классы допуска

Существует система классификации для простоты изготовления и взаимозаменяемости изготовленных резьбовых элементов. Большинство (но, конечно, не все) резьбовых элементов изготавливаются в соответствии со стандартом классификации, называемым серией унифицированных стандартов винтовой резьбы. Эта система аналогична посадке, используемой с собранными деталями.

  • Резьба класса 1 имеет свободную посадку, предназначена для простоты сборки или использования в грязной среде.
  • Резьба класса 2 является самой распространенной и свободной посадкой. Они предназначены для увеличения прочности с учетом типичных возможностей механического цеха и машинной практики.
  • Резьба класса 3 средней посадки, до сих пор довольно распространена и используется для более жестких допусков при высококачественной работе.
  • Резьба класса 4 ранее обозначалось как плотная посадка для еще более жестких допусков, но теперь эта классификация устарела.
  • Посадка класса 5 - это резьба с натягом, требующая использования гаечного ключа для точения. Их можно увидеть в таких приложениях, как пружинные скобы на автомобиле.

Буквенный суффикс «A» или «B» обозначает, является ли резьба внешней или внутренней, соответственно. Классы 1A, 2A, 3A применяются к наружной резьбе; Классы 1B, 2B, 3B применяются к внутренней резьбе.

Класс резьбы относится к допустимому диапазону делительного диаметра для любой данной резьбы. Делительный диаметр обозначен как Dp на рисунке, показанном выше. Есть несколько методов, которые используются для измерения среднего диаметра. Наиболее распространенный метод, используемый в производстве - это калибр «годен / не годен».

Соответствующие стандарты

  • ASME / ANSI B1.1 - Унифицированная дюймовая резьба 2019, форма резьбы UN, UNR и UNJ
  • ASME / ANSI B1.10M - 2004 Унифицированная миниатюрная резьба для винтов

См. Также

Примечания

Библиография

  • Ryffel, Henry H.; и др., ред. (1988), Machinery's Handbook (23-е изд.), Нью-Йорк: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-1200-4.
  • Шваллер, Энтони Э. (2004), Total Automotive Technology (4-е изд.), Cengage Learning, ISBN 978-1-4018-2476-1.

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-20 11:03:47
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте