Поле допуска метрической резьбы. Выбор норм точности деталей резьбового соединения. Нормирование точности метрической резьбы

Класс точности резьб

Согласно ГОСТу 9253-59 для всех метрических резьб установлены три класса точности, и как исключение 2а (только для резьбы с мелким шагом).

Наиболее точная резьба 1-го класса. В тракторах и автомобилях применяются резьбы 2 и 3-го классов. На чертежах класс резьбы проставляется после шага. Например: М10х1 – кл. 3; М18 – кл. 2, что означает: резьба метрическая 10, шаг 1, класс точности резьбы – 3; резьба метрическая 18 (крупная), класс точности резьбы – 2-й.

По отмеченным стандартам метрической резьбы для мелких резьб были установлены шесть степеней точности, которые обозначаются буквами:

с; d; e; f; h; k – для наружных резьб;

C;D; E; F; H; K – для внутренних резьб.

Степени точности с; d (C; D) примерно соответствуют 1 классу; e; f (E; F) – 2 классу; h; k (H; K) – 3 классу.

Для трубной цилиндрической резьбы установлены 2 класса точности 2 и 3-й. Отклонения размеров трубной цилиндрической резьбы даны в ГОСТе 6357 – 52.

Для дюймовой резьбы с углом профиля 55 также установлены два класса точности: 2 и 3-й (ОСТ/НКТП 1261 и 1262).

Измерение классов точности резьбы производится предельными резьбовыми калибрами, имеющими две стороны:

Проходную (обозначается «ПР»);

Непроходную (обозначается «НЕ»).

Проходная сторона для всех классов точности резьбы одинакова. Непроходная сторона соответствует определённому классу точности резьбы, о чём имеется соответствующее клеймо на торце калибра.

Степени точности диаметров резьб гост 16093-81

Длины свинчивания по ГОСТ 16093-81

Понятие о приведенном среднем диаметре резьбы

Приведенным средним диаметром резьбы называется средний диаметр воображаемой идеальной резьбы , которая имеет те же шаг и угол наклона боковых сторон, что и основной или номинальный профиль резьбы, и длину, равную заданной длине свинчивания, и которая плотно (без взаимного смещения или натяга) соприкасается с реальной резьбой по боковым сторонам резьбы.

Коротко говоря, приведенный средний диаметр резьбы - это средний диаметр идеального резьбового элемента, который соединяется с реальной резьбой. Когда говорят о приведенном среднем диаметре резьбы, не надо представлять себе его как расстояние между двумя точками. Это диаметр условной идеальной резьбы, которой нет в действительности как материального объекта и которая могла бы свернуться с реальным резьбовым элементом при всех погрешностях его параметров. Этот средний диаметр невозможно измерить непосредственно. Его можно проконтролировать, т.е. узнать, находится ли он в допускаемых пределах. А для того чтобы узнать числовое значение приведенного среднего диаметра, необходимо отдельно измерить значения параметров резьбы, препятствующие свинчиванию и рассчитать этот диаметр.

При изготовлении резьбы отклонения отдельных элементов резьбы зависят от погрешностей отдельных составляющих технологического Щроцесса. Так, погрешность шага резьбы, обработанной на резьбообра-батывающих станках, в основном, зависит от погрешности шага ходового винта станка, угол профиля - от неточности заправки угла инструмента и его установки относительно оси резьбы.

Необходимо помнить, что резьбовые поверхности болта и гайки никогда не соприкасаются по всей винтовой поверхности, а касаются только на отдельных участках. Основное требование, например, для крепежной резьбы заключается в том, чтобы было обеспечено свинчивание болта и гайки - в этом их основное служебное назначение. Поэтому и представляется возможным изменять средний диаметр у болта или гайки и добиваться свинчивания при ошибках шага и профиля, при этом контакт резьбы будет, но не по всей поверхности. По некоторым профилям (при ошибке шага) или на отдельных участках профиля (при ошибках профиля) в результате компенсации этих ошибок изменением среднего диаметра, будет зазор в нескольких местах сопряжения. Часто в контакте по резьбовым элементам находятся лишь 2 - 3 витка.

Компенсация ошибок шага 5Р. Погрешность шага у резьбы, обычно, «внутришаговой», и прогрессирующая погрешность, иногда называемая «растяжкой» шага. Компенсация погрешности осуществляется для прогрессирующей погрешности. Два осевых сечения болта и гайки наложены друг на друга. У этих резьбовых элементов на длине свинчивания не равны значения шагов, а следовательно, не может произойти свинчивание, хотя значение среднего диаметра у них одинаково. Для того чтобы обеспечить свинчивание, необходимо удалить часть материала (на рисунке заштрихованные участки), т.е. увеличить средний диаметр у гайки или уменьшить средний диаметр у болта. После этого свинчивание произойдет, хотя контакт будет происходить только на крайних профилях.

Таким образом, если имеется погрешность шага в 10 мкм, то для ее компенсации следует уменьшить средний диаметр у болта или увеличить средний диаметр у гайки на 17,32 мкм и тогда произойдет компенсация ошибок шага и будет обеспечено свинчивание резьбовых элементов деталей.

Компенсация погрешности угла профиля Sa/l. Погрешность угла профиля или угла наклона боковой стороны возникает, обычно, от погрешности профиля режущего инструмента или погрешности его установки на станке относительно оси заготовки. Компенсация погрешности профиля резьбы производится также изменением значения среднего диаметра, т.е. увеличением среднего диаметра у гайки или уменьшением среднего диаметра у болта. Если удалить часть материала, где профили перекрывают друг друга (увеличить средний диаметр гайки или уменьшить средний диаметр болта), то свинчивание произойдет, но контакт будет происходить на ограниченном участке боковой стороны профиля. Такого контакта достаточно для того, чтобы произошло свинчивание, т.е. скрепление двух деталей.Таким образом, требование к точности резьбы в отношении среднего диаметра нормируется суммарным допуском, который ограничивает как приведенный средний диаметр (диаметр идеальной резьбы, обеспечивающей свинчивание), так и средний диаметр резьбы (собственно средний диаметр). В стандарте только упоминается, что допуск на средний диаметр является суммарным, но нет расшифровки этого понятия. Для этого допуска можно дать следующие дополнительные толкования.

1. Для внутренней резьбы (гайки) приведенный средний диаметр не Должен быть меньше, чем размер, соответствующий пределу максимума материала (часто говорят - проходному пределу), а наибольший средний диаметр (собственно средний диаметр) не должен быть больше предела минимума материала (часто говорят - непроходной предел).Значение приведенного среднего диаметра для внутренней резьбы определяют по формуле.

2. Для наружной резьбы (болта) приведенный средний диаметр не должен быть больше предела максимума материала по среднему диаметру, а наименьший собственно средний диаметр в любом месте должен быть меньше, чем предел минимума материала.

Понятие идеальной резьбы, соприкасающейся с реальной, можно представить себе по аналогии с понятием о прилегающей поверхности и, в частности, прилегающего цилиндра, которые рассматривались при нормировании точности отклонений формы. Идеальную резьбу в исходном положении можно представить себе как резьбу соосную реальной резьбе, но для болта значительно больше по диаметру. Если теперь идеальная резьба будет постепенно сжиматься (уменьшаться средний диаметр) до плотного соприкосновения с реальной резьбой, тогда средний диаметр идеальной резьбы и будет приведенным средним диаметром реальной резьбы.

Допуски, которые даются в стандарте на средний диаметр болта (Tch) и гайки (TD2), фактически включают в себя допуски на собственно средний диаметр (Tch), (TD2) и значение возможной компенсации f P + fa, т.е. Td 2 (TD 2) = TdifJVi + f P + fa.

Надо отметить, что при нормировании этого параметра надо понимать, что допуск на средний диаметр должен также учитывать и допускаемые отклонения шага и угла профиля. Возможно, что в дальнейшем этот комплексный допуск получит другое обозначение, а может быть новое название, что позволит отличать этот допуск от допуска только на средний диаметр.

При изготовлении резьбы технологу можно распределить суммарный допуск между тремя параметрами резьбы - средним диаметром, шагом, углом профиля. Часто допуск делят на три равные части, но при наличии запаса по точности у станков можно задать меньшие допуски на шаг и большие на угол и средний диаметр и т.д.

Измерять непосредственно приведенный средний диаметр нельзя, поскольку, как диаметр, т.е. расстояние между двумя точками, он не существует, а представляет собой как бы условный, действующий диаметр сопряженных резьбовых поверхностей. Поэтому для определения 198 значения приведенного среднего диаметра резьбы необходимо измерять отдельно средний диаметр, измерять отдельно шаг и половину угла профиля, по погрешностям этих элементов рассчитать диаметральные компенсации и потом расчетом определить значение приведенного среднего диаметра резьбы. Значение этого среднего диаметра и должно находиться в пределах допуска, установленного в стандарте.

Система допусков и посадок метрических резьб с зазором.

Наиболее распространенной, получившей наиболее широкое применение, является метрическая резьба с зазором для диапазона диаметров от 1 до 600 мм, система допусков и посадок которой представлена в ГОСТ 16093-81.

Основы этой системы допусков и посадок, включающие степени точности, классы точности резьб нормирование длин свинчивания, методики расчета допусков отдельных параметров резьбы, обозначение точности и посадок метрических резьб на чертежах, контроль метрических резьб и другие вопросы системы являются общими для всех разновидностей метрических резьб, хотя каждая из них имеет и свои особенности, иногда существенные, которые получили отражение в соответствующих ГОСТах.

Степени точности и классы точности резьбы. Метрическая резьба определяется пятью параметрами: средним, наружным и внутренним диаметрами, шагом и углом профиля резьбы.

Допуски назначаются только для двух параметров наружной резьбы (болта); среднего и наружного диаметров и для двух параметров внутренней резьбы (гайки); среднего и внутреннего диаметров. Для этих параметров для метрической резьбы установлены степени точности 3... 10.

В соответствии со сложившейся практикой степени точности сгруппированы в 3 класса точности: точный, средний и грубый. Понятие класса точности условное. При отнесении степеней точности к классу точности учитывают длину свинчивания, так как при изготовлении трудность обеспечения заданной точности резьбы зависит от имеющейся у нее длины свинчивания. Установлены три группы длин свинчивания: S - короткие, N - нормальные и L - длинные.

При одном и том же классе точности допуск среднего диаметра при длине свинчивания L должен быть увеличен, а при длине свинчивания S - уменьшен на одну степень по сравнению с допуском, установленным для длины свинчивания N.

Приближенное соответствие классов точности и степеней точности следующее: - точный класс соответствует 3-5-й степеням точности; - средний класс соответствует 5-7-й степеням точности; - грубый класс соответствует 7-9-й степеням точности.

Исходной степенью точности для расчета числовых значений допусков диаметров наружной и внутренней резьбы была принята 6-я степень точности при нормальной длине свинчивания.

Наиболее широко в машиностроении применяются цилиндрические зубчатые передачи. Термины, определения и обозначения цилиндрических зубчатых колес и передач регламентирует ГОСТ 16531-83. Цилиндрические зубчатые передачи по форме и расположению зубьев зубчатых колес разделяются на следующие виды: реечные, прямозубые, косозубые, шевронные, эвольвентные, циклоидные и др. В промышленности все шире начинают применять передачи Новикова, обладающие высокой несущей способностью. Профиль зубьев колес этих передач очерчен дугами окружностей.

По эксплуатационному назначению можно выделить четыре основные группы цилиндрических зубчатых передач: отсчетные, скоростные, силовые и общего назначения.

К отсчетным относят зубчатые передачи измерительных приборов, делительных механизмов металлорежущих станков и делительных машин, следящих систем и т. п. В большинстве случаев колеса этих передач имеют малый модуль (до 1 мм), небольшую длину зуба и работают при малых нагрузках и скоростях. Основное эксплуатационное требование, предъявляемое к этим передачам - высокая точность и согласованность углов поворота ведомого и ведущего колес, т.е. высокая кинематическая точность. Для реверсивных отсчетных передач весьма существенное значение имеет боковой зазор в передаче и колебание этого зазора.

К скоростным относят зубчатые передачи турбинных редукторов, двигателей турбовинтовых самолетов, кинематических цепей различных коробок передач и др. Окружные скорости зубчатых колес таких передач достигают 90 м/с при сравнительно большой передаваемой мощности. В этих условиях главное требование к зубчатой передаче - плавность работы, т.е. бесшумность, отсутствие вибраций и циклических погрешностей, многократно повторяющихся за оборот колеса. С увеличением частоты вращения требования к плавности работы повышаются. Для тяжелонагру-женных скоростных передач имеет значение также полнота контакта зубьев. Колеса таких передач обычно имеют средние модули (от 1 до 10 мм).

К силовым относятся зубчатые передачи, передающие значительные крутящие моменты при малой частоте вращения. Это зубчатые передачи шестеренных клетей прокатных станов, механических вальцов, подъемно-транспортных механизмов, редукторы, коробки передач, задние мосты и т.д. Основное требование к ним - полнота контакта зубьев. Колеса для таких передач изготавливают с большим модулем (свыше 10 мм) и большой длиной зуба.

Отдельную группу образуют передачи общего назначения, к которым не предъявляют повышенные эксплуатационные требования по кинематической точности, плавности работы и контакту зубьев (например, буксировочные лебедки, неответственные колеса сельскохозяйственных машин и др.).

Погрешности, возникающие при нарезании зубчатых колес, можно свести к четырем видам: тангенциальные, радиальные, осевые погрешности обработки и погрешности производящей поверхности инструмента. Совместное проявление этих погрешностей при зубообработке вызывает неточности размеров, формы и расположения зубьев обрабатываемых зубчатых колес. При последующей работе зубчатого колеса в качестве элемента передачи эти неточности приводят к неравномерности его вращения, неполному прилеганию поверхностей зубьев, неравномерному распределению боковых зазоров, что вызывает дополнительные динамические нагрузки, нагрев, вибрации и шум в передаче.

Для обеспечения требуемого качества передачи необходимо ограничить, т.е. пронормировать погрешности изготовления и сборки зубчатых колес. С этой целью были созданы системы допусков, регламентирующие не только точность отдельного колеса, но и точность зубчатых передач исходя из их служебного назначения.

Системы допусков для различных видов зубчатых передач (цилиндрические, конические, червячные, реечные) имеют много общего, но есть и особенности, которые отражены в соответствующих стандартах. Наиболее распространенными являются цилиндрические зубчатые передачи, система допусков которых представлена в ГОСТ 1643-81.

ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ МЕТРИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ
(ГОСТ 9150-2002, ГОСТ 8724-2002, ГОСТ 24705-2004)

ГОСТ 8724-2002 представляет собой идентичный текст международного стандарта ИСО 261-98 «Резьбы ИСО общего назначения. Диаметры и шаги в диапазоне диаметров от 1 до 300 мм» и содержит дополнительные требования, отражающие потребности экономики страны (до 600 мм).

Настоящий стандарт распространяется на метрические резьбы общего назначения с профилем по ГОСТ 9150 и устанавливает их диаметры от 0,25 до 600 мм и шаги от 0,075 до 8 мм. Основные размеры метрической резьбы - по ГОСТ 24705. Допуски резьбы - по ГОСТ 9000 и ГОСТ 16093.

где,
d, D - наружные диаметры соответственно наружной резьбы (болта) и внутренней резьбы (гайки);
d 2 , D 2 - средние диаметры соответственно болта и гайки;
d 1 , D 1 - внутренние диаметры соответственно болта и гайки;
d 3 - внутренний диаметр болта по дну впадины (для расчета напряжений);
р - шаг резьбы;
Н - высота исходного треугольника.

Номинальные значения диаметров резьбы должны соответствовать указанным на чертеже и в таблице. Приведены основные резьбы диаметром от 2 до 300 мм 1-го и 2-го (в скобках) ряда.
Полная таблица приведена ниже.

размеры, мм

ПОЛНАЯ ТАБЛИЦА РЕЗЬБ МЕТРИЧЕСКИХ
по ГОСТ 24705-2004

Примеры обозначения резьбы:

с крупным шагом:
крупный шаг в обозначении резьбы может быть опущен

наружной резьбы: M12 х 1,75 - 6g или M12 - 6g;
внутренней резьбы: М12 - 6Н;

с мелким шагом:

наружной резьбы: M12 х 1 - 6g;
внутренней резьбы: М12 х 1 - 6Н;

левой резьбы:

наружной резьбы: M12 х 1 - LH - 6g;
внутренней резьбы: М12 х 1 - LH - 6H;

многозаходной резьбы:

наружной резьбы: M12 х Ph3,5P1,75 - 6g;
внутренней резьбы: M12 х Ph3,5P1,75 - 6H;

для большей ясности в скобках текстом может быть указано число заходов резьбы:

M12 х Ph3,5P1,75 - 6H (два захода);
M16 х Ph4,5P1,5 - 6H (три захода).

Длина свинчивания - длина участка взаимного перекрытия наружной и внутренней резьб в осевом направлении. Длины свинчивания подразделяются на три группы: короткие - S, нормальные - N и длинные - L.
Длина свинчивания N в условном обозначении резьбы не указывается. Длины свинчивания S и L допускается дополнять указанием длины свинчивания:

M12 - 6g - S ;
M12 - 6g - L ;
M12 - 6g - L - LH ;
M12 - 6g - L(30) .

Пример обозначения резьбы с длиной свинчивания, отличающейся от нормальной:

M12 - 7g6g - 30

Обозначение поля допуска резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра,помещаемого на первом месте, и обозначения поля допуска диаметра выступов. Если обозначение поля допуска диаметра выступов совпадает с обозначением поля допуска среднего диаметра, то оно в обозначении поля допуска резьбы не повторяется.

Посадка в резьбовом соединении обозначается дробью, в числителе которой указывают обозначение поля допуска внутренней резьбы, а в знаменателе - обозначение поля допуска наружной резьбы.

Например:

M12 - 6H/6g;
М12 х 1 - 6H/5g6g;
М12 х 1 - 6H/6g - LH.

Более подробно обозначение резьбы можно посмотреть в ГОСТ 9000-81 и ГОСТ 16093-2004 .

Ниже приведена таблица по замене поля допуска по ранее действовавшим стандартам.

ЗАМЕНА ДОПУСКОВ РЕЗЬБ

ПОЛЯ ДОПУСКОВ по ГОСТ 16093-2004

Поля допусков установлены в трех классах точности: точный, средний и грубый:

Точный: для прецизионных резьб, когда необходимо малое колебание характера посадки;
- средний: для общего применения;
- грубый: для случаев, когда могут возникнуть производственные трудности, например, при нарезании резьбы на горячекатаных стержнях или в длинных глухих отверстиях.

По степени предпочтительности выбора поля допусков в таблицах подраздепяются следующим образом:

Поля допусков, указанные в квадратных скобках, отобраны для коммерческих крепежных изделий;
- поля допусков, набранные жирным шрифтом, предназначены для выбора в первую очередь;
- поля допусков, набранные светлым шрифтом, предназначены для выбора во вторую очередь;
- поля допусков, указанные в скобках, предназначены для выбора в третью очередь.

В обоснованных случаях допускается применять поля допусков резьбы, образованные иными сочетаниями полей допусков среднего диаметра и диаметра выступов резьбы из числа приведенных в таблицах или полученные иными сочетаниями степеней точности и основных отклонений, например:
4h6h; 8h; 8h6h - для наружной резьбы;
5Н; 5Н6Н - для внутренней резьбы.

Для резьб с защитными относительно тонкими покрытиями, например с гальваническими, допуски и предепьные отклонения по стандарту применяют к размерам деталей до нанесения покрытия, если не задано по-иному. После нанесения покрытия действительный профиль резьбы ни в одной из точек не должен выходить за номинальный профиль резьбы (предельный профиль максимума материала, соответствующий основному отклонению h или Н).

В посадках могут сочетаться любые поля допусков наружной и внутренней резьбы из числа рекомендуемых. Однако для обеспечения достаточной рабочей высоты профиля окончательные размеры деталей резьбового соединения должны образовывать посадки типа H/g, H/h ипи G/h. Для резьб с размерами М1,4 и менее следует выбирать посадки 5H/6h. 4H/6h или точнее.

Похожие документы:

- отверстия под нарезание резьбы
ГОСТ 3469-91 - Микроскопы. Резьба для объективов. Размеры
ГОСТ 4608-81 - Резьба метрическая. Посадки с натягом
ГОСТ 5359-77 - Резьба окулярная для оптических приборов. Профиль и размеры
ГОСТ 6042-83 - Резьба Эдисона круглая. Профили, размеры и предельные размеры
ГОСТ 6111-52 - Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60 градусов
ГОСТ 6211-81 - Резьба трубная коническая
ГОСТ 6357-81 - Резьба трубная цилиндрическая
ГОСТ 8762-75 - Резьба круглая диаметром 40 мм для противогазов и калибры к ней. Основные размеры
ГОСТ 9000-81 - Резьба метрическая для диаметров менее 1 мм. Допуски
ГОСТ 9484-81 - Резьба трапецеидальная. Профили
ГОСТ 9562-81 - Резьба трапецеидальная однозаходная. Допуски
ГОСТ 9909-81 - Резьба коническая вентилей и баллонов для газов
ГОСТ 10177-82 - Резьба упорная. Профиль и основные размеры
ГОСТ 11708-82 - Резьба. Термины и определения
ГОСТ 11709-81 - Резьба метрическая для деталей из пластмасс
ГОСТ 13535-87 - Резьба упорная усиленная 45 градусов
ГОСТ 13536-68 - Резьба круглая для санитарно-технической арматуры. Профиль, основные размеры, допуски
ГОСТ 16093-2004 - Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором
ГОСТ 16967-81 - Резьба метрическая для приборостроения. Диаметры и шаги
ГОСТ 24737-81 - Резьба трапецеидальная однозаходная. Основные размеры
ГОСТ 24739-81 - Резьба трапецеидальная многозаходная
ГОСТ 25096-82 - Резьба упорная. Допуски
ГОСТ 25229-82 - Резьба метрическая коническая
ГОСТ 28487-90 - Резьба коническая замковая для элементов бурильных колонн. Профиль. Размеры. Допуски

Классы точности резьбы

Длина свинчивания

Степени точности резьбы

Стандартом установлено восемь степеней точности резьбы, на которые устанавливаются допуски. Обозначаются степени точности цифрами 3, 4, 5, …, 10 в порядке убывания точности. По диаметрам наружной и внутренней резьбы степени точности устанавливаются следующим образом.

Степень точности

Диаметр болта (наружная резьба) для длин свинчивания

наружный диаметр, d ………… 4; 6; 8,

средний диаметр d 2 …………… 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10.

Диаметр гайки(внутренняя резьба)

внутренний диаметр D 1 ……… 4; 5; 6; 7; 8,

средний диаметр D 2 ………….. 4; 5; 6; 7; 8; 9.

Для определения степени точности в зависимости от длины свинчивания резьбы и требований к точности установлены три группы длин свинчивания: S – малые; N – нормальные; L – большие длины свинчивания. Длины свинчивания от 2,24Р·d 0,2 до 6,7Р·d 0,2 относятся к нормальной группе N. Длины свинчивания меньше 2,24Р·d 0,2 относятся к группе малых (S), а более 6,7Р·d 0,2 относятся к группе больших (L) длин свинчивания. В расчетных формулах длин свинчивания Р и d – в мм.

На резьбы установлено три класса точности: точный, средний и грубый. Деление резьб на классы точности условно. На чертежах и калибрах указывают не классы точности, а поля допусков. Классы точности используют для сравнительной оценки точности резьбы. Точный класс рекомендуют для ответственных резьбовых соединений, испытывающих статическую нагрузку, а также в случаях, требующих малые колебания характера посадки. Средний класс рекомендуется для резьб общего применения. Грубый класс применяется при нарезании резьбы на горячекатаных заготовках, в длинных глухих отверстиях и т. д. При одном и том же классе точности допуски среднего диаметра при длине свинчивания L (большой) необходимо увеличить, а при длине свинчивания S(малой) уменьшить на одну степень по сравнению с допусками для нормальной длины свинчивания. Например, для длины свинчивания S взять 5-ю степень точности, тогда для нормальной длины свинчивания N необходимо взять 6-ю степень точности, а для большой длины свинчивания L – 7-ю степень точности.

Поле допуска резьбы состоит из цифры, обозначающей степень точности и буквы обозначающей основное отклонение (например, 6g, 6H, 6G и т. д.). При обозначении сочетаний полей допусков по среднему диаметру и по d или D 1 состоит из двух полей допусков по среднему диаметру (на первом месте) и по d или D 1 . Например, 7g6g (где 7g – поле допуска среднего диаметра болта, 6g – поле допуска наружного диаметра болта d), 5Н6Н (5Н – поле допуска на средний диаметр гайки, 6Н – поле допуска внутреннего диаметра гайки D 1). Если поля допусков наружного диаметра болта и внутреннего диаметра гайки совпадают с полем допуска среднего диаметра, то их не повторяют (например, 6g, 6H). Обозначение поля допуска резьбы указывают после указания размера детали: М12 – 6g (для болта), М12 – 6H (для гайки). Если болт или гайка выполнены с шагом, отличающимся от нормального шага, то в обозначении резьбы указывается шаг: М12х1 – 6g; М12х1 – 6H.

Обозначение посадок резьбовых деталей производится дробью. В числителе указывается поле допуска гайки (внутренней резьбы), а в знаменателе поле допуска болта (наружной резьбы). Например, М12 х 1 – 6Н / 6g. Если резьба левая, то в обозначение ее вводится индекс LH (М12х1хLH – 6H/6g). Длина свинчивания вводится в обозначение резьбы только в случае, если она отличается от нормальной. В этом случае указывают ее величину. Например, М12х1хLH – 6H/6g – 30 (30 – длина свинчивания, мм).

Допуски метрических резьб с крупными и мелкими шагами для диаметров 1-600 мм регламентированы ГОСТ 16093-2004.

Резьба полностью определяется пятью параметрами: тремя диаметрами, шагом и углом наклона боковых сторон. Однако нормируются допусками лишь средний диаметр (для болта и гайки), наружный диаметр (1 (для наружных резьб - болта) и внутренний диаметр /), (для внутренних резьб - гаек).

Посадки с зазором

Стандарт регламентирует степени точности, определяющие значения допусков диаметров наружной и внутренней резьб (табл. 5.53), а также ряды основных отклонений (верхние для болтов и нижние для гаек) (табл. 5.54).

Основные отклонения, определяющие положение полей допусков относительно номинального профиля, зависят только от шага резьбы (кроме И и Н). Для резьб с данным шагом одноименные отклонения для всех диаметров (наружного, среднего, внутреннего) равны.

Все отклонения и допуски отсчитываются от номинального профиля в направлении, перпендикулярном оси резьбы (рис. 5.101). На схемах принято указывать половинные величины, полагая, что вторые половины расположены на диаметрально противоположных профилях.

Величины основных отклонений определяются по формулам:

Второе предельное отклонение определяют по принятой степени точности резьбы (еі = ех - /Ті/; еі = ех - /Ті/,; £5 = £/ + /ТО,; £5 = ЕІ + /ТТЛ). Сочетание основного отклонения, обозначаемое буквой, с допуском по принятой степени точности образует поле допуска.

В табл. 5.55 приведены поля допусков, предусмотренных ГОСТ 16093-81.

Посадки могут быть образованы сочетанием любых полей допусков, приведенных в табл. 5.55. Предпочтительно сочетать поля допусков одного класса точности.

Рис. 5.101.

Длины свинчивании. Для выбора степени точности в зависимости от длины свинчивания резьбы установлены три группы длин свинчивания: 5-малые (меньше 2,24Л/0-2), Л^- нормальные (2,24Л/02 < Ы< 6,74Л/Л2) и ^-большие (больше 6,74А/а2) УиР-в мм). Длина свинчивания зависит от шага и диаметра резьбы.

Классы точности резьбы. Понятие о классах точности условное. На чертежах указываются только поля допусков, а классы точности используются для сравнительной оценки точности резьбы. Точный класс рекомендуют для ответственных статически нагруженных резьбовых соединений; средний класс - для резьб общего применения и грубый класс - при нарезании резьб на горячекатанных заготовках, в длинных глухих отверстиях и т. п.

Допуски резьбы. Оспошым рядом допусков для всех диаметров принят ряд по 6-й степени точности. Допуски диаметров резьбы для 6-й степени точности при нормальной длине свинчивания определяют по формулам:

Для среднего диаметра резьбы болта -

Для наружного диаметра болта

Для внутреннего диаметра гайки

Для среднего диаметра гайки

где /° берется в мм; й - среднее геометрическое крайних значений интервала номинальных диаметров; Г - в мкм.

Допуски остальных степеней точности определяют умножением допуска 6-й степени точности на следующие коэффициенты:

Допуски на внутренний диаметр

Посадки с натягом

Посадки с натягом по среднему диаметру используют в тех случаях, когда конструкция узла не допускает применения резьбового соединения типа болт-гайка из-за возможного самоотвинчивания в процессе работы под действием внешних факторов (вибраций, температур и т. п.).

Расположение полей допусков на диаметр резьбы с натягом показано на рис. 5.102.

Посадки с натягом предусмотрены только в системе отверстия.

Допуск среднего диаметра резьбы деталей, сортируемых на группы, является допуском на собственно средний диаметр (в отличие от резьб с зазором, где допуск на средний диаметр является суммарным), а не сортируемых на группы - суммарным.

Рис. 5.102.

Допуски на внутренний диаметр наружной резьбы не устанавливают. Он ограничен предельными отклонениями формы впадин резьбы.

Для образования полей допусков используются основные отклонения и степени точности. В резьбах с натягом установлены следующие основные отклонения, зависящие от шага резьбы и степени точности диаметров (табл. 5.56).

Поля допусков посадок с натягом приведены в табл. 5.57.

Для резьб с натягом устанавливаются также допустимые отклонения формы наружной и внутренней резьб, которые определяются разностью между наибольшим и наименьшим действительными значениями среднего диаметра. Их величина не должна превышать 25 % от допуска среднего диаметра.

Стандартом установлены также отклонения шага и угла наклона боковой стороны профиля, которые относятся к стандартным длинам свинчивания (табл. 5.58).

Отклонения формы резьбы, отклонения шага и угла наклона не подлежат обязательному контролю, если это особо не оговорено.

Переходные посадки

Допуски метрической резьбы для переходных посадок установлены для стальных деталей с наружной резьбой диаметрами от 5 до 45 мм, сопрягаемых с внутренней резьбой в деталях из стали при длине свинчивания / = (I...1,25)4 чугуна при / = (1,25...1,5)

Поля допусков и их сочетания для получения переходных посадок приведены в табл. 5.59, а схема расположения полей допусков на рис. 5.103.

Переходные посадки применяют при одновременном заклинивании резьбы (наиболее распространенный способ заклинивания - затяг резьбового стержня с упором в сбег резьбы в деталях с внутренней резьбой). Во избежание деформации резьбы в отверстии предусматривают коническую зенковку.

Числовые значения основных отклонений среднего диаметра наружной резьбы рассчитываются по формулам:

В формулы значение Р подставляется в мм, а значение е/ получается в мкм.

Рис. 5.103.

Расчетные значения округляются до ближайших предпочтительных чисел ряда Да40.

Допуски средних диаметров наружной и внутренней резьбы определяются по формулам:

где а1 - среднее геометрическое отдельных значений интервалов номинальных диаметров резьбы по ГОСТ 16093-2004 в мм, Р - в мм, Т - в мкм.

Для резьб в переходных посадках, как и в посадках с натягом, установлены допустимые отклонения формы наружной и внутренней резьб, определяемые разностью между наибольшим и наименьшим действительными значениями среднего диаметра. Они не должны превышать 25 % от допуска среднего диаметра. Стандартом установлены также отклонения шага и утла наклона боковой стороны профиля, которые относятся к стандартным длинам свинчивания (см. табл. 5.58).Отклонения формы резьбы, отклонения шага и утла наклона не подлежат обязательному контролю, если это особо не оговорено.

За долгие века своего развития человечество придумало множество способов соединения деталей. Деталью договоримся называть некий материальный объект, входящий в соединение, который не может быть разделен на более мелкие объекты. Соединение нескольких деталей условимся называть узлом, а совокупность узлов, способных при соединении выполнять определенные действия - механизмом.

Принято различать соединения деталей подвижные и неподвижные, В подвижных соединениях детали движутся друг относительно друга, а в неподвижных жестко скреплены друг с другом. Каждый из этих двух типов соединений подразделяют на две основные группы: разъемные и неразъемные.

Разъемными называются такие соединения, которые позволяют производить многократную сборку и разборку сборочной единицы без повреждения деталей. К разъемным неподвижным соединениям относятся резьбовые, штифтовые, шпоночные, шлицевые, профильные, клеммовые.

Неразъемными называются такие соединения, которые могут быть разобраны лишь путем разрушения. Неразъемные неподвижные соединения осуществляются механическим путем (запрессовкой, склепыванием, загибкой, кернением и чеканкой), с помощью сил физико-химического сцепления (сваркой, пайкой и склеиванием) и путем погружения деталей в расплавленный материал (заформовка в литейные формы, в пресс-формы и т. п.)

Подвижные неразъемные соединения собирают с применением развальцовки, свободной обжимки. В основном это соединения, заменяющие целую деталь, если изготовление ее из одной заготовки технологически невозможно или затруднительно и неэкономично.

Резьбовые соединения деталей являются наиболее распространенным видом разъемных соединений. Резьба - выступы, образованные на основной поверхности винтов и гаек и расположенные по винтовой линии. Несмотря на кажущуюся простоту резьбовые соединения весьма разнообразны. Поэтому в рамках текущего курса мы рассмотрим те из них, которые широко встречаются в нашем ассортименте. Но сперва дадим общую классификацию.

Р езьбы, допуски и посадки

По форме основной поверхности различают цилиндрические и конические резьбы. Наиболее распространена цилиндрическая резьба. Коническую резьбу применяют для уплотняющихся и герметичных соединений труб, масленок, пробок и т.п.

По профилю резьбы различают треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые и другие резьбы.

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбы. У правой резьбы винтовая линия идет слева направо и вверх, у левой - справа налево и вверх. Наиболее распространена правая резьба.

По числу заходов - однозаходная и многозаходная резьбы. Наиболее распространена однозаходная резьба.

Резьбу получают (формируют) несколькими способами:

• лезвийная обработка;
• накатывание;
• абразивная обработка;
• выдавливание прессованием;
• литьё;
• электрофизическая и электрохимическая обработка.

Наиболее распространённым и универсальным способом получения резьб является лезвийная обработка . К ней относятся:

нарезание наружных резьб плашками

нарезание внутренних резьб метчиками

точение наружных и внутренних резьб специальными резцами и гребенками

резьбофрезерование наружных и внутренних резьб дисковыми и червячными фрезами

нарезание наружных и внутренних резьб резьбонарезными головками

Накатывание является наиболее производительным способом обработки резьб, обеспечивающим высокое качество получаемой резьбы. К накатыванию резьб относятся:

накатывание наружных резьб двумя или тремя роликами с радиальной, осевой или тангенциальной подачей

накатывание наружных и внутренних резьб резьбонакатными головками

накатывание наружных резьб плоскими плашками;

накатывание наружных резьб инструментом ролик-сегмент

накатывание (выдавливание) внутренних резьб бесстружечными метчиками

К абразивной обработке резьб относится шлифование однониточными и многониточными кругами. Применяется для получения точных, в основном ходовых резьб.

Выдавливание прессованием применяется для получения резьб из пластмасс и цветных сплавов. Не нашло широкого применения в промышленности.

Литьё (обычно под давлением) применяется для получения резьб невысокой точности из пластмасс и цветных сплавов.

Электрофизическая и электрохимическая обработка (например, электроэрозионная, электрогидравлическая) применяется для получения резьб на деталях из материалов с высокой твердостью и хрупких материалов, например твёрдых сплавов, керамики и т. п.

Рассмотрим теперь основные геометрические параметры цилиндрических резьб . Они включают: наружный d, средний d2 и внутренний d1 диаметры резьбы, шаг резьбы р, угол профиля α.

Метрическая резьба ISO - основной вид резьбы крепежных деталей с углом профиля α = 600. Широко употребима в Европе и Азии. Профиль - равносторонний треугольник со срезанными вершинами. Размеры указываются в миллиметрах.

Метрическая резьба бывает с крупным и мелкими шагами. Чаще всего, наиболее износостойкую и технологичную резьбу выполняют с крупным шагом. Резьбы с мелким шагом используются реже. Ниже приводится таблица, составленная на основании ГОСТ 8724-81 «Резьба метрическая. Диаметры и шаги».

Шаг резьбы для крупной и мелкой резьбы (однозаходной)

(Размеры в скобках действительны для новых стандартов ISO)

Кроме упомянутых выше основных характеристик существуют дополнительные: сбег, недорез и недовод.

Участок конечных витков резьбы, имеющих неполный профиль, называется сбегом резьбы. Сбег резьбы — участок неполного профиля в зоне перехода резьбы в гладкую часть детали, возникает при отводе режущего инструмента от изделия.

Недовод резьбы — величина ненарезанной части поверхности детали между концом сбега и опорной поверхностью детали (при переходе с одного диаметра на другой).

Недорез резьбы — участок поверхности детали, включающий сбег резьбы и недовод.

Величина недореза важна, например, при соединении двух тонких листов стали: при излишне большом недорезе соединение может быть неплотным.

Также встречаются также дюймовые резьбы нескольких видов (1 дюйм равен 25,4 мм).

Дюймовая резьба UTS, ISO 5864 . Используется преимущественно в США. Профиль - равносторонний треугольник (угол при вершине 60о) со срезанными вершинами. При одном диаметре резьба может иметь крупный (UNC) или мелкий (UNF) шаг. Размеры резьбы указываются в долях дюйма и в числе витков, приходящихся на дюйм. Для маленьких диаметров резьбы перед числом витков через дефис ставится порядковый номер резьбы: от 0 до 12.

Дюймовая резьба Витворта BSW . Используется преимущественно в Великобритании. Профиль - равнобедренный треугольник (угол при вершине 55 градусов). При одном диаметре резьба может иметь крупный (BSW) или мелкий (BSF) шаг. Размеры указываются в долях дюйма и в числе витков резьбы на дюйм.

Сводные таблицы используемых размеров дюймовых резьб и допустимых отклонений от них представлены ниже.

Кроме цилиндрических машиностроительных резьб в крепежных изделиях широко применяются шурупные и самонарезающие резьбы . Можно выделить четыре основных характеристики этой группы резьб.

диаметры: D 1 по гребням; D2 - стержня

шаг P ;

количество заходов n.

Кроме них существенное влияние на самонарезающие свойства изделия оказывает угол при вершине профиля резьбы α (на рисунке 60±3 градуса).

Чем меньше указанный угол, тем легче закручивается изделие и легче формируется резьба. Традиционные шурупы, выпускаемые отечественной промышленностью (ГОСТ 1144 -80, ГОСТ 1145-80), имеют этот угол равным 600, как у метрической резьбы. Современные саморезы изготавливаются с углом α=450 и меньше. Области их применения и конструкции весьма разнообразны, и, вследствие этого, мало стандартизованы. Саморезы же, предназначенные для вворачивания в металл (DIN 7976, 7981…7983), изготавливаются с большими углами (в основном 600) для повышения прочности нитки резьбы у основания профиля. Эти саморезы относятся к высоко стандартизованным изделиям и их резьбы изготавливаются по стандартам ISO 1478, EN 2478, DIN 7970. В чертежно-конструкторской документации перед диаметром их резьбы ставятся буквы ST.

В таблице представлены основные размеры резьбы ST и основные исполнения концов.

В рассмотренных выше таблицах допустимых размеров резьб разного типа для каждого номинального размера приводятся его максимальное и минимальное значения. И это очень разумно, т.к. практически изготовить какую-нибудь деталь абсолютно точно невозможно. Допустимую точность изготовления принято характеризовать полем допуска. Рассмотрим диаграмму. (ГОСТ 25346-89. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений ).

Пусть некоторая деталь имеет некоторый номинальный размер 10 мм. Примем его на диаграмме за нулевую линию. Будем откладывать вверх от нее положительное отклонение этого размера, а вниз - отрицательное. Поле допуска в координатах такого типа отображается заштрихованной полосой. Верхнее отклонение на диаграмме может иметь значение, например, 2, а нижнее - 1мм. Таким образом, при изготовлении этой детали с номиналом 10 мм, фактический ее размер должен попадать в интервал 11…12 мм. Собственно допуск в этом случае равняется 1 мм (12 - 11 = 1). Однако, есть еще и второй параметр, характеризующий нашу деталь - это положение поля допуска на оси отклонений.

В нашем примере поле допуска расположено целиком в области положительных отклонений.

Непосредственно для метрических резьб допуски регламентируются «ГОСТ 16093-81. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором».

Собственно допуски диаметров устанавливаются по степеням точности, обозначаемым числами. Совокупность допусков одного уровня точности называется квалитет (степень точности).

Положение поля допуска диаметра резьбы определяется основным отклонением и обозначается буквой латинского алфавита, строчной для наружной резьбы и прописной для внутренней.

Обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из числа, обозначающеего степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение. Например: 4h; 6g; 6H.

В зависимости от требований, предъявляемых к точности резьбового соединения, поля допусков резьбы болтов и гаек установлены в трех условных классах точности.

Расположение полей допусков для резьб схематично представлено на диаграмме.

Универсальная таблица размеров допусков для крепежных изделий приводится ниже. Она позволяет, зная поле допуска и номинальный размер измеряемой величины, определить размеры допустимых отклонений.

Аналогичная таблица существует и специально для резьб.

На выбор поля допуска резьбы влияет также покрытие детали . Для наружной резьбы, имеющей антикоррозионное металлическое покрытие, увеличивающее размеры деталей (цинкование, кадмирование, никелирование, серебрение, меднение и т.п.), или для деталей из нержавеющих, жаропрочных, кислотостойких сталей и титановых сплавов (независимо от вида покрытий) следует применять поля допусков: 6g (с шагом резьбы до 0.45 мм вкл.) и 6е (с шагом резьбы 0,5 мм и более). Для наружной резьбы, имеющей неметаллическое покрытие применяется поле допуска 5h и 6h (независимо от вида покрытия).