Британский стандарт Уитворта

Британский стандарт Уитворта (англ. British Standard Whitworth, BSW) — стандарт резьбы в имперских единицах измерения, разработанный и утверждённый Джозефом Уитвортом в 1841 году, а затем принятый в качестве британского стандарта. Фактически первый в мире национальный стандарт резьбы, лежит в основе многих других стандартов резьбы.

Оригинальная резьба Уитворта (BSW) имела крупный шаг, потому что пределы прочности стали на растяжение в то время были низкими, и резьбы с мелким шагом при затягивании срывались. Около 50 лет она господствовала в британской промышленности, но по мере развития автомобилестроения потребовались резьбы с меньшим шагом, поэтому была разработана мелкая резьба British Standard Fine (BSF), представленная Британской ассоциацией инженерных стандартов в 1908 г. Внедрение стало возможным благодаря тому, что прочность стали к тому времени уже значительно увеличилась.

Описание

Форма профиля резьбы Уитворта

Количество витков на дюйм в резьбе Уитворта определяется диаметром болта либо винта.

В основе формы профиля лежит равнобедренный треугольник с углом 55° при вершине для всех выступов и впадин. Стороны исходного треугольника расположены под углом ${\displaystyle \Theta =27.5^{\circ }}$ к перпендикуляру оси. Таким образом, если шаг резьбы равен ${\displaystyle p}$, высота исходного треугольника равна

${\displaystyle H={\frac {p}{2\tan \Theta }}=0,96049106p}$.

Вершины треугольного профиля и основания впадин должны закругляются на 1/6 высоты. Следовательно, рабочая высота профиля резьбы (наибольшая высота соприкосновения сторон профиля резьбовой пары) ${\displaystyle h}$ равняется 2⁄3 от высоты исходного профиля резьбы (высоты исходного треугольника) ${\displaystyle H}$

${\displaystyle h={\frac {p}{3\tan \Theta }}=0,64032738p}$.

Вершины скругляются дугой с углом ${\displaystyle 2\times (90^{\circ }-\Theta )=180^{\circ }-55^{\circ }=125^{\circ }}$. Высота дуги скругления ${\displaystyle e=H\sin \Theta /6=0,073917569p}$, высота прямых участков ${\displaystyle h-2e=0,49249224p}$, радиус скругления

${\displaystyle r={\frac {e}{1-\sin \Theta }}=0,13732908p}$.

Обозначение и размеры

Для обозначения резьб Уитворта с крупным шагом используются символы B.S.W., и символы B.S.F. для резьб с мелким шагом. В обозначении должны присутствовать номинальный диаметр резьбы и количество витков на дюйм. Если резьба левая, за обозначением должны следовать символы «LH».

Например:

1/4in. — 20 B.S.W.

1/2in. — 16 B.S.F., LH

Исторические размеры резьбы Уитворта приведены в таблице ниже. Не следует путать с трубной резьбой G, которая используется в качестве British Standard Pipe . Например, G½ (полдюйма) имеет диаметр 20,955 мм.[1]

Размеры резьбы Уитворта[2][3][4]

Наружный диаметр		Плотность резьбы	Шаг резьбы	Внутренний диаметр		Размер сверла метчика
(дюймы)	(мм)	(дюймы^−1)	(мм)	(дюймы)	(мм)	(дюймы)	(мм)
^1⁄16	1,588	60	0,423	0,0412	1,046	#56	1,2
^3⁄32	2,381	48	0,529	0,0671	1,704	#49	1,9
^1⁄8	3,175	40	0,635	0,0930	2,362	#39	2,6
^5⁄32	3,969	32	0,794	0,1162	2,951	#30	3,2
^3⁄16	4,763	24	1,058	0,1341	3,406	#26	3,7
^7⁄32	5,556	24	1,058	0,1654	4,201	#16	4,5
^1⁄4	6,350	20	1,270	0,1860	4,724	#9	5,1
^5⁄16	7,938	18	1,411	0,2414	6,132	F	6,6
^3⁄8	9,525	16	1,588	0,2950	7,493	^5⁄16	8,0
^7⁄16	11,113	14	1,814	0,3460	8,788	U	9,4
^1⁄2	12,700	12	2,117	0,3933	9,990	^27⁄64	10,7
^9⁄16	14,288	12	2,117	0,4558	11,577	^31⁄64	12,3
^5⁄8	15,875	11	2,309	0,5086	12,918	^17⁄32	13,7
^11⁄16	17,463	11	2,309	0,5711	14,506	^19⁄32	15,2
^3⁄4	19,050	10	2,540	0,6219	15,796	^21⁄32	16,6
^13⁄16	20,638	10	2,540	0,6844	17,384	^23⁄32	18,2
^7⁄8	22,225	9	2,822	0,7327	18,611	^49⁄64	19,5
^15⁄16	23,813	9	2,822	0,7952	20,198	^53⁄64	21,1
1	25,400	8	3,175	0,8399	21,333	^7⁄8	22,3
1 ^1⁄8	28,575	7	3,629	0,9420	23,927	^63⁄64	25,1
1 ^1⁄4	31,750	7	3,629	1,0670	27,102	1 ^7⁄64	28,3
1 ^3⁄8	34,925	6	4,233	1,1616	29,505	1 ^7⁄32	30,9
1 ^1⁄2	38,100	6	4,233	1,2866	32,680	1 ^5⁄16	34,0
1 ^5⁄8	41,275	5	5,080	1,3689	34,770	1 ^7⁄16	36,4
1 ^3⁄4	44,450	5	5,080	1,4939	37,945	1 ^9⁄16	39,6
1 ^7⁄8	47,625	4+1⁄2	5,644	1,5904	40,396	1 ^5⁄8	42,2
2	50,800	4+1⁄2	5,644	1,7154	43,571	1 ^3⁄4	45,4
2 ^1⁄8	53,975	4+1⁄2	5,644	1,8404	46,746	1 ^7⁄8	48,6
2 ^1⁄4	57,150	4	6,350	1,9298	49,017	2	51,1
2 ^3⁄8	60,325	4	6,350	2,0548	52,192	2 ^1⁄8	54,2
2 ^1⁄2	63,500	4	6,350	2,1798	55,367	2 ^1⁄4	57,4
2 ^5⁄8	66,675	4	6,350	2,3048	58,542	2 ^3⁄8	60,6
2 ^3⁄4	69,850	3+1⁄2	7,257	2,3841	60,556	2 ^1⁄2	62,9
2 ^7⁄8	73,025	3+1⁄2	7,257	2,5091	63,731	2 ^5⁄8	66,1
3	76,200	3+1⁄2	7,257	2,6341	66,906	2 ^3⁄4	69,2
3 ^1⁄4	82,550	3+1⁄4	7,815	2,8560	72,542	3	75,0
3 ^1⁄2	88,900	3+1⁄4	7,815	3,1060	78,892	3 ^1⁄4	81,4
3 ^3⁄4	95,250	3	8,467	3,3231	84,407	3 ^3⁄8	87,1
4	101,600	3	8,467	3,5731	90,757	3 ^5⁄8	93,5
4 ^1⁄4	107,950	2+7⁄8	8,835	3,8046	96,637	3 ^7⁄8	99,5
4 ^1⁄2	114,300	2+7⁄8	8,835	4,0546	102,987	4 ^1⁄8	105,8
4 ^3⁄4	120,650	2+3⁄4	9,236	4,2843	108,821	4 ^3⁄8	111,8
5	127,000	2+3⁄4	9,236	4,5343	115,171	4 ^5⁄8	118,1
5 ^1⁄4	133,350	2+5⁄8	9,676	4,7621	120,957	4 ^7⁄8	124,1
5 ^1⁄2	139,700	2+5⁄8	9,676	5,0121	127,307	5 ^1⁄8	130,4
5 ^3⁄4	146,050	2+1⁄2	10,160	5,2377	133,038	5 ^3⁄8	136,3
6	152,400	2+1⁄2	10,160	5,4877	139,388	5 ^5⁄8	142,6

Стандарты

BS 84:2006 Parallel screw threads of Whitworth form. Requirements

См. также

Другие стандарты резьбы:

• British Association screw threads (BA)
• British standard brass thread
• British Standard Cycle
• British standard fine thread (BSF)
• British Standard Pipe (BSP)
• Метрическая резьба ISO
• Унифицированный стандарт резьбы (UTS, включает резьбы UNC, UNF, UNS и UNEF)

Ссылки

1. Pipe Thread size Chart[1] Архивная копия от 31 марта 2022 на Wayback Machine
2. Joseph Whitworth, 1841, A Paper on an Uniform System of Screw Threads Архивная копия от 23 декабря 2021 на Wayback Machine
3. Joseph Whitworth, 1857, A Paper on Standard Decimal Measures of Length Архивная копия от 23 декабря 2021 на Wayback Machine
4. British Standards Institution. Parallel screw threads of Whitworth form – Requirements. — ISBN BS 84:2007.

Литература

• Oberg, E., Jones, F.D., Hussain, M., McCauley, C.J., Ryffel, H.H. and Heald, R.M. (2008) Machinery’s handbook : a reference book for the mechanical engineer, designer, manufacturing engineer, draftsman, toolmaker, and machinist, 28th Ed., New York : Industrial Press, ISBN 978-0-8311-2800-5, p. 1858—1860