Gewindetypen und geometrische Parameter für zuverlässige Verbindungen verstehen

Die Wahl des richtigen Gewindetyps macht Verbindungen einfach und zuverlässig. Daher ist es wichtig, die verschiedenen für Installationsverbindungen verwendeten Gewinde zu verstehen.

Es gibt zwei Haupttypen von Gewinden: Parallelgewinde und Kegelgewinde. Parallelgewinde haben parallele Profile und behalten den gleichen Durchmesser über das gesamte Teil bei. Kegelgewinde verjüngen sich mit dem Gewindeprofil und nehmen im Durchmesser ab, je weiter man zum Ende hin kommt.

Zu den Parallelgewinden gehören BSPP, UN und Metrisch-Parallel. BSPT, NPT, NPTF und Metrisch-Kegel sind Typen von Kegelgewinden.

Was ist ein Schraubengewinde?

Gewinde sind Rillen, die sich um Zylinder und Kegel winden. Ihre Funktion besteht darin, zwischen Drehbewegung und Linearbewegung zu konvertieren. Die helixförmige Struktur ist für den Konvertierungsprozess essenziell. Sie sind ein Merkmal in Schraubenmaschinen und Gewindeverbindungselementen. Der mechanische Vorteil eines Gewindes hängt von der Steigung ab. Aufgrund der ähnlichen Profile bleibt der Außendurchmesser beim Geradgewinde gleich. Beim Kegelgewinde wird der Durchmesser aufgrund des Gewindeprofils kleiner.

Geometrische Parameter des Gewindes

Am Beispiel des Außengewindes eines zylindrischen Regelgewindes werden die wichtigsten geometrischen Parameter erläutert:

1. Außendurchmesser d

Der größte Durchmesser des Gewindes, also der Durchmesser der gedachten Zylinderoberfläche, die mit dem Gewindescheitel zusammenfällt, und der im Standard als Nenndurchmesser bezeichnet wird.

2. Kerndurchmesser d1

Der kleinste Durchmesser des Gewindes, also der Durchmesser des gedachten Zylinders, der mit dem Gewindegrund zusammenfallen soll, der oft als Berechnungsdurchmesser des gefährlichen Querschnitts der Schraube in der Festigkeitsberechnung verwendet wird.

3. Flankendurchmesser d2

Der Durchmesser der gedachten Zylinderoberfläche, an der die Nuten und Vorsprünge auf dem Innenzahnprofil des Gewindes gleich breit sind, was dem mittleren Gewindedurchmesser ähnelt: d2 ≈ (d + d1) / 2. Der Flankendurchmesser ist der Durchmesser, der die geometrischen Parameter des Gewindes und die Paß Eigenschaften bestimmt.

4. Gangzahl n

Die Anzahl der Helixgänge des Gewindes. Ein Gewinde, das entlang einer Helix gebildet wird, heißt Einkerbgewinde; ein Gewinde, das entlang von zwei oder mehr gleichabständigen Helixen gebildet wird, heißt Mehrkerbgewinde. Übliche Verbindungsgewinde erfordern Selbstsicherung, daher werden meist Einkerbgewinde verwendet; Triebgewinde erfordern hohe Übertragungseffizienz, daher werden meist Zweikerb- oder Einkerbgewinde verwendet. Zur Erleichterung der Fertigung wird allgemein n ≤ 4 verwendet.

5. Steigung P

Der Abstand zwischen entsprechenden Punkten an zwei benachbarten Zahnformen des Gewindes.

6. Führung S

Die Strecke, um die sich ein beliebiger Punkt auf dem Gewinde entlang derselben Helix bei einer Umdrehung in axialer Richtung bewegt. Einkerbgewinde: S = P; Mehrkerbgewinde: S = n·P.

7. Gewindesteigungswinkel φ

Der Winkel zwischen der Tangente der Helix und der zur Gewindeachse senkrechten Ebene. An verschiedenen Durchmessern des Gewindes ist der Steigungswinkel unterschiedlich; seine abgewickelte Form ist in der Abbildung dargestellt. Üblicherweise wird er am Flankendurchmesser d2 berechnet.

8. Profilwinkel α

Der Winkel zwischen den beiden Flanken des Gewindeprofils im Querschnitt der Gewindespindel. Der Winkel zwischen der Flanke des Gewindeprofils und der zur Gewindeachse senkrechten Ebene heißt Flankenwinkel; bei symmetrischem Profil beträgt der Flankenwinkel β = α/2.

9. Eingriffsflankenhöhe h

Die radiale Höhe der Kontaktfläche nach dem Zusammenschrauben von Innen- und Außengewinde.

Im Produktdesign wird die Anwendung verschiedener Gewindetypen berücksichtigt. Die Verwendung unterschiedlicher Gewindetypen und Bearbeitungsverfahren für Produkte aus verschiedenen Materialien sowie professionelle Prüfungen zur Qualitätskontrolle liefern die 적절한 Festigkeit und gewährleisten bessere Leistung in verschiedenen Anwendungen.