Резьба метрическая. Обозначение точности и посадок метрической резьбы Допуск на шаг для метрической резьбы
Резьба должна сопрягаться только по сторонам резьбового профиля (исключение составляют паронепроницаемые резьбы), поэтому основным параметром, определяющим характер посадки резьбовой пары, является средний диаметр. Допуски на наружный и внутренний диаметры устанавливают таким образом, чтобы исключить возможность защемления по вершинам и впадинам резьбы.
В бывшем СССР стандартизованы посадки с зазором (ГОСТ 16093-81), переходные (ГОСТ 24834-81) и с натягом (ГОСТ 4608-81).
Наиболее распространена посадка с зазором, при которой номинальный средний диаметр равен наибольшему среднему диаметру резьбы гайки. Расположение полей допусков метрической резьбы в посадках с зазором показано на (рис. 1). Отклонения (ГОСТ 16093-81) отсчитываются от линии номинального профиля резьбы в направлении, перпендикулярном оси резьбы.
Рис. 1 - Схемы расположения полей допусков для посадок с зазором наружной (вверху) и внутренней (внизу) метрической резьбы с основными отклонениями d, e, f, g, (а); h (б); E, F, G, (в); H (г)Допуски для диаметров резьбы болтов и гаек определяются в зависимости от принятой степени точности, обозначаемой числами. Приняты следующие степени точности для диаметров болта и гайки: d =4, 6, 8; d 2 — 4, 6, 7, 8; D 1 — 5, 6, 7; D 2 — 4, 5, 6, 7. Допуски диаметров d 1 и D — не устанавливаются.
Установлены ряды основных отклонений - верхних es для наружной резьбы (болтов) и нижних EI для внутренней резьбы (гаек), которые определяют расположение полей допусков диаметров резьбы относительно номинального профиля.
Значения допусков диаметров зависят от степени точности и шага резьбы (допуск среднего диаметра зависит еще и от номинального диаметра резьбы). Стандартом регламентированы допуски среднего диаметра T d 2 , T D 2 , наружной и внутренней резьб , наружного диаметра T d наружной резьбы и внутреннего диаметра T D 2 , внутренней резьбы (см. рис. 2).
Допуски средних диаметров являются суммарными, включающими отклонения собственно среднего диаметра и диаметральные компенсации отклонений шага и половины угла профиля.
Поле допуска резьбы образуется сочетанием поля допуска среднего диаметра с полем допуска диаметра выступов (диаметра d для болтов и диаметра D 1 для гаек).
Обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из цифры, показывающей степень точности, и буквы, означающей основное отклонение.
Обозначение поля допуска резьбы включает в себя обозначение поля допуска среднего диаметра, помещаемого на первом месте, и обозначения поля допуска наружного диаметра для болтов (внутреннего диаметра для гаек).
Если обозначение поля допуска диаметра по вершинам резьбы совпадает с обозначением поля допуска среднего диаметра, то его в обозначении поля допуска резьбы не повторяют.
Примеры обозначения полей допусков
резьбы с крупным шагом
:
- болт М10 - 6g;
- гайка М10 - 6Н;
- болт М10 X 1 - 6g;
- гайка М10 X 1 - 6Н.
Посадки резьбовых деталей обозначают дробью, в числителе которой указывают обозначение поля допуска гайки, а в знаменателе - обозначение поля допуска болта. Например: М10 - 6H/6g и М10×1 - 6H/6g.
В зависимости от требований, предъявляемых к точности резьбового соединения, поля допусков резьбы болтов и гаек установлены в трех условных классах точности (знаком ∗ отмечены поля допусков предпочтительного применения):
Согласно ГОСТ 16093-81 допускаются любые сочетания полей допусков резьбы болтов и гаек, но сочетание полей допусков разных классов точности на средний и наружный (или внутренний для гаек) диаметры резьбы должно быть обосновано.
В соединениях шпилек с корпусами, а также при наличии специальных требований к резьбовым соединениям применяют переходные посадки, а также посадки с натягом. Неподвижность и прочность соединения обеспечиваются при посадках с натягом за счет натяга по среднему диаметру, при переходных посадках - за счет применения дополнительных элементов заклинивания: конического сбега, плоского бурта или цилиндрической цапфы.
Схема расположения полей допусков для посадок с натягом показана на (рис. 2, а). По наружному и внутреннему диаметрам предусмотрены зазоры, компенсирующие пластическое течение материала к вершинам резьбы. Для образования полей допусков в посадках с натягом установлены основные отклонения диаметров резьбы в зависимости от степени точности.
Рис. 2 - Схемы расположения полей допусков диаметров (а) и среднего диаметра (б) резьбы с натягом
При малых натягах не исключается вывинчивание шпилек в эксплуатации, а при чрезмерно больших натягах возможно скручивание шпилек и разрушение резьбы в корпусах при монтаже, поэтому на средние диаметры резьб деталей стандартом установлены более высокие степени точности: 3-я и 2-я - для шпилек, 2-я - для гнезд.
Для обеспечения более однородных натягов в партии соединений резьбовые детали сортируют на группы.
На (рис. 2, б) в качестве примера показаны схемы расположения полей допусков среднего диаметра резьбы М14×1,5 с натягом при сборке без сортировки на группы (случай А), а также с сортировкой на две (В) и три (С) группы. Номера сортировочных групп обозначены цифрами Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ.
Посадки с натягом предусмотрены только в системе отверстия, что обеспечивает технологические преимущества. Рекомендуемые поля допусков и посадки приведены в табл. (ГОСТ 4608-81).
Посадки резьбовых соединений бывают с зазором , с натягом и переходные . Обратите внимание, у цилиндрических соединений также бывают посадки с зазором, с натягом и переходные.
Для образования соответствующей посадки стандартом установлены следующие поля допусков, которые приведены в таблицах 42, 43 и 44. В этих же таблицах изложены особенности и области применения этих посадок.
Номинальный профиль резьбы - профиль наружной и внутренней резьбы, который определен номинальными размерами его линейный и угловых элементов и к которому относятся номинальные размеры наружного, среднего и внутреннего диаметров резьбы.
Основные средства контроля резьбовых изделий
Резьбовые изделия контролируются в основном с помощью предельных калибров (комплексный метод). В комплект для контроля цилиндрических резьб входят рабочие проходные и непроходные предельные калибры. Проходные резьбовые калибры должны свинчиваться с резьбовым изделием (табл. 41). Они контролируют приведенный средний и наружный (у гаек) или внутренний (у болтов) диаметры резьбы. Непроходные резьбовые калибры контролируют собственно средний диаметр.
Поэлементный контроль резьбовых изделий (дифференцированный метод) используют главным образом для точных резьб: калибров-пробок, резьбообразующего инструмента и т. д. При этом отдельно проверяют собственно средний диаметр, шаг и половину угла профиля α, используя универсальные и специализированные приборы. Например, средний диаметр измеряют на универсальном и инструментальном микроскопах, методом трех или двух проволочек на контактных приборах, резьбовым микрометром.
Шаг резьбы и половину угла профиля измеряют на микроскопах, проекторах и т. д.
Обозначения резьбы
(расшифровка условного обозначения резьбы)
Специалист, расшифровывая условное обозначение резьбы, может получит практически все параметры резьбы или резьбового соединения. В данном разделе приводятся примеры расшифровки условного обозначения конкретных примеров резьбы и резьбовых соединений.
1. Резьба М12-6 g . Резьба метрическая, так как впереди стоит буква М. Резьба наружная, так как основное отклонение в указано строчкой латинской буквой. Номинальный (наружный) диаметр d =12 мм . Резьба с крупным шагом, так как в условном обозначении шаг резьбы не указан. Резьба однозаходная так как в условном обозначении число заходов не указан. Резьба правого вращения, так как в условном обозначении не указан знак LH . Резьба имеет нормальную длину свинчивания, так как в условном обозначении не указана длина свинчивания резьбы. Резьба изготовлена для образования посадки с зазором, так как основное отклонение g служит для образования посадки с зазором (табл. 41).
Поле допуска, среднего диаметра – Т d 2 и наружного диаметра Т d одинаковы и составляют 6 g . Дело в том, если поле допуска среднего и наружного диаметров одинаковы, то в условном обозначении поле допуска указывается один раз. Допуски среднего и наружного диаметров назначены по 7-ой степени точности.
2. Резьба М12-6Н. Номинальный (наружный) диаметр резьбы D =12 мм. Резьба внутренняя, так как, основное отклонение Н указано заглавной латинской буквой. Обратите внимание, по основному отклонению Н не возможно определить, для образования какой посадки изготовлена резьба, так как основное отклонение Н используется при образовании и посадок с зазором, с натягом и переходных. Если бы были основные отклонения G и D , то сразу было бы понятно, что резьба изготовлена для образования посадки с зазором. Так как эти отклонения предназначены для образования именно посадки с зазором.
Поле допуска среднего - Т D 2 и наружного - Т D диаметров одинаковы и составляют 6Н . Дело в том, если поле допуска среднего и наружного диаметров одинаковы, то в условном обозначении поле допуска указывается один раз. Допуски среднего и наружного диаметров назначены по 6-ой степени точности. Остальные параметры такие же, как и в первом варианте.
3. Резьба М12 - 7 g 6 g . Резьба наружная. 7 g - поле допуска среднего диаметра, 6g - поле допуска наружного диаметра. Дело в том, если поле допуска среднего и наружного диаметров резьбы разные, то каждое поле допуска в условном обозначении показывается по отдельности.
4. Резьба M 12 - 5 H 6 H . Резьба внутренняя. 5 H - поле допуска среднего диаметра, 6H - поле допуска наружного диаметра.
5. Резьба M 12 x 1 - 6 g . Резьба наружная с мелким шагом, Р = 1 мм.
6. Резьба M 12 x 1 - 6 H . Резьба внутренняя с мелким шагом, Р = 1 мм.
7. Резьба М12х1 LH - 6 g . Резьба наружная с мелким шагом, левая, так как в условном обозначении указаны шаг резьбы 1 мм и знак LH .
8. Резьба М12 x 1 LH - 6 g . Резьба внутренняя с мелким шагом, левая, так как в условном обозначении указаны шаг резьбы 1 мм и знак LH.
9. Резьба M 12 - 7 g 6 g - 30. Резьба метрическая, наружная, с длиной свинчивания, отличающейся от номинальной. Так как в условном обозначении резьбы указана длина свинчивания равная 30 мм.
Посадка в резьбовом соединении обозначается дробью, в числителе которой указывается обозначение поля допуска внутренней резьбы, а в знаменателе поле допуска наружной резьбы. Обратите внимание, посадка гладкого цилиндрического соединения обозначается также аналогично.
1.М12 - 6 H /6 g . Условное обозначение посадки резьбового соединения с зазором, с крупным шагом, так как шаг резьбы не указан.
2. М12х1 - 6 H /6 g . Условное обозначение резьбового соединения с зазором, с мелким шагом, так как указан шаг резьбы равный 1 мм.
3. М12х1 LH - 6 H /6 g . Условное обозначение резьбового соединения с зазором с мелким шагом и левого вращения, так как указан знак LH.
Нормирование точности метрической резьбы
Теоретическая часть к практическому занятию 4.3
Резьбовые соединения широко применяются в машиностроении и приборостроении (около 60% всех деталей имеют резьбу).Они предназначены обеспечивать взаимозаменяемость и свинчиваемость соединения, т.е. соединение гайки и болта без ощутимого люфта (зазора).
1. По назначению резьбы делятся на:
- общие ,предназначенные для применения в любых отраслях промышленности. К ним относятся резьбы крепежные для скрепления деталей, для преобразования движений в различных регулировочных механизмах, трубные и арматурные (для герметичного соединения труб и арматуры);
- специальные , применяемые только в определённых изделиях некоторых отраслей промышленности (резьба в цоколях и патронах электроламп накаливания, в окулярах оптических приборов и др.).
2.По профилю витков резьбы подразделяют натреугольные , трапецеидальные, упорные (пилообразные), прямоугольные, круглые.
3. По числу заходов (n )– на однозаходные и многозаходные .
4. По направлению вращения контура осевого сечения – на правые (не обозначаются) и левые (LH ).
5. По принятой единице измерения линейных размеров – наметрические (М ) и дюймовые .
6. По виду поверхности , на которую нанесена резьба – нацилиндрические и конические .
7. По длине свинчивания (l ) резьба может бытьнормальной (N ), длинной (L ) или короткой (S ).
Рис.4.13. Профиль метрической резьбы:
H- высота исходного треугольника, H = 0,866P , H 1 = 0,541P ; 3/8H= 0,325P;
H/8=0,108P; H /4=0,216P
Назначение и размеры метрической резьбы
Метрическая резьба является универсальной, и получила наиболее широкое распространение . Профиль метрической резьбы и основные параметры установлены по ГОСТ 9150 (рис.3.9).
Основные параметры метрической резьбы болта (гайки):
Номинальный наружный диаметр d (D ), указывается в условном обозначении резьбы;
Номинальный внутренний диаметр d 1 (D 1);
Номинальный средний диаметр d 2 (D 2) - это диаметр воображаемого, соосного с резьбой цилиндра, который делит профиль резьбы так, что толщина витка равна ширине впадины и равна половине шага Р /2 (ГОСТ 11708);
-шаг резьбы Р ; метрическая резьба cd< 68 мм имееткрупный и мелкие шаги,cd> 68 мм только мелкие шаги. Зависимость шага от диаметра резьбы и ряды предпочтительного применения установлены в ГОСТ8724 (табл. Д.4).
- ход (Ph ) - это величина осевого перемещения болта или гайки за один полный оборот. В однозаходной резьбе ход равен шагу, а в многозаходной – Ph =P ·n .
-угол профиля a=60°- угол между смежными боковыми сторонами резьбы в осевой плоскости; контролируется половина угла профиля;
- длина свинчивания l - длина участка взаимного перекрытия наружной и внутренней резьб в осевом направлении. Длина свинчивания резьбы не менее 2,24 Pd 0,2 и не более 6,7Pd 0,2 относятся к группе нормальных (N ) длин, длина свинчивания менее 2,24 Pd 0,2 относится к группе коротких длин S ,длина свинчивания более 6,7Pd 0,2 относится к группе длинных (L ). Точные значения длин свинчивания установлены ГОСТ 16093-2004.
– угол подъема витка Ψ – обеспечивает самоторможение резьбы.
- высота исходного треугольника витка Н ; рабочая высота витка Н 1 .
Таблица 4.3
Размеры диаметров метрической резьбы по ГОСТ 24705
| Шаг резьбы, мм | Диаметр резьбы | Внутренний диаметр болта по дну впадин d 3 | |
| Средний диаметр d 2 (D 2) | Внутренний диаметр d 1 (D 1) | ||
| 0,5 | d - 1+0,675 | d - 1+0,459 | d - 1+0,386 |
| d - 1+0,350 | d - 2+0,917 | d - 2+0,773 | |
| 1,5 | d - 1+0,026 | d - 2+0,376 | d - 2+0,160 |
| d - 2+0,701 | d - 3+0,835 | d - 3+0,546 | |
| 2,5 | d - 2+0,376 | d - 4+0,294 | d - 4+0,933 |
| d - 2+0,051 | d - 4+0,752 | d - 4+0,319 |
Форма впадины у наружной резьбы может быть плоскосрезанной (по диаметру d 1) или радиусной (по диаметру d 3). Во втором случае резьба более прочная. Расчетные значения диаметров резьбы (d 1 , d 2 , d 3) могут быть определены по формулам табл. 4.3.
Резьбы с мелким шагом отличается от резьбы с крупным шагом меньшей высотой профиля и поэтому они более надежны против самоотвиничивания. В связи с этим резьба с мелким шагом назначается для соединений, подвергающихся переменной нагрузке, толчкам и вибрациям, а также для соединений с малой длиной свинчивания, при тонкостенных деталях, при конструировании различных регулировочных устройств. Резьба с крупным шагом применяется для резьбовых соединений, не подвергающихся переменной нагрузке, сотрясениям, толчкам и вибрации.
Допуски и посадки метрической резьбы с зазором
ГОСТ 16093 устанавливает систему допусков и посадок с зазором на метрическую резьбу.
Допуск назначается степенью точности на нормируемые диаметры болта (d и d 2) и гайки (D 2 и D 1).ГОСТ 16093 устанавливает допуски на нормируемые диаметры резьбы по степеням точности с 3-й по 10-ю в порядке убывания точности.
На нормируемые диаметры резьбы устанавливаются допуски по следующим степеням точности:
- для болта
на d 2 – 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 (10 – для изделий из пластмасс) (табл. Д.6),
на d - 4, 6, 8 (табл. Д.8);
- для гайки
на D 2 - 4, 5, 6, 7, 8, 9 (9 – для изделий из пластмасс) (табл. Д.7);
на D 1 - 4, 5, 6, 7, 8 (табл. Д.8) .
Допуски для внутреннего диаметра болта d 1 и наружного диаметра гайкиDне устанавливаются (т.е. диаметры не нормируются ).
В качестве основного принят допуск 6-й степени точности. Резьбы 6-й степени могут быть получены фрезерованием, нарезанием резцом, гребенкой, метчиком, плашкой, при накатывании роликом. Более точные степени требуют после операций нарезания применять шлифование профиля резьбы.
В соответствии со сложившейся ранее практикой степени точности условно сгруппированы в три класса точности: точный,средний , грубый и рекомендованы к применению в зависимости от длины свинчивания, так как чем длиннее резьба, тем больше накопленная погрешность по шагу и углу профиля.(табл. Д.10).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.
Точный класс применяется для резьбы в ответственных соединениях (авиа- и автостроение), где требуется малое колебание зазоров в посадках, для точной кинематической резьбы приборов и для резьбообразующего инструмента.
Средний класс получил наибольшее применение для резьбы общего назначения в машино- и приборостроении, при котором обеспечивается достаточная статическая и циклическая прочность, например для крепежной резьбы.
Грубый класс назначают при нарезании резьбы на горячекатаных заготовках, в длинных глухих отверстиях, в случаях, когда нет необходимости в особой точности.
Для обеспечения требований взаимозаменяемости свинчиваемых изделий устанавливают предельные контуры резьбы болта и гайки. Номинальный контур метрической резьбы (посадка с нулевым гарантированным зазоромH/h ) является наибольшим предельным контуром резьбы болта и наименьшим предельным контуром резьбы гайки. Свинчиваемость резьбы и качество соединения обеспечивается, если действительные контуры болта и гайки не будут выходить за соответствующие предельные контуры на всей длине свинчивания .
Для образования резьбовых соединений с зазором ГОСТ 16093 предусматривает пять основных (верхних)отклонений для болтовh ,g , f , e , d и четыре основных (нижних)отклоненияh ,g , f , e для гайки (рис. 4.15).
Основные отклонения и допуски отсчитывают от номинального профиля резьбы в «тело » в направлении, перпендикулярном оси резьбы (рис. 4.14).
Одноименные основные отклонения резьбы болта и гайки равны по величине и противоположны по знаку (EI = -es ).
Рис. 4.14. Основные отклонения метрической резьбы с зазором:
а – для наружной; б – для внутренней
Значения основных отклонений, определяющих положение полей допусков относительно номинального профиля, зависят только от шага резьбы (кроме h и H ) и задаются для всех трех диаметров резьбы одинаковыми (табл.Д.9), т.е. распространяются и на диаметры d 1 иD .
Второе предельное отклонение для диаметров d 2 , d , D 2 ,D 1 находят по основному отклонению и допуску принятой степени точности.
Допуск и основное отклонение образуют поле допуска диаметра резьбы.
Поля допусков резьбовых деталей с основными отклонениями H и h образуют посадку с наименьшим зазором, равным нулю, которая может использоваться для отсчетных перемещений. Основные отклонения H для гайки и основные отклонения gfed , а также GEF c основными отклонениями hgfed образуют посадки с гарантированным зазором. Посадка 6H /6g предпочтительна для крепежной резьбы. Основные отклонения E иF установлены только для специального применения при значительных толщинах слоя защитного покрытия. Посадки с большим гарантированным зазором применяют, когда резьбовые детали работают при высокой температуре (для компенсации температурных деформаций, предохранения соединений от заедания и обеспечения возможности разборки деталей без повреждения, введения в зазор смазочного материала). А также, когда необходима быстрая и легкая свинчиваемость при наличии повреждения резьбы или когда на резьбовые детали наносят антикоррозионные покрытия значительной толщины.
Для образования посадок допускаются любые сочетания полей допусков внутренней и наружной резьб. Однако предпочтительно использовать в посадках поля допусков одного класса точности (табл.Д.10).
Предельные зазоры в резьбовых посадках рассчитываются по предельным отклонениям или предельным размерам средних диаметров болта и гайки аналогично расчету предельных зазоров в гладких соединениях.
Посадки резьбовых соединений (для резьб общего назначения и большинства специальных резьб) определяются в основном характером соединения по боковым сторонам профиля, т.е. выполняются по среднему диаметру. Взаимное положение контактирующих боковых сторон профиля зависит от действительных значений или отклонений средних диаметров, шагов резьбы и углов наклона профиля. В связи с этим допуски шага и угла профиляустанавливать в отдельности для крепежной метрической резьбы нет необходимости . Они косвенно контролируются проходным и непроходным калибрами.Исключением могут быть резьбы резьбонарезных инструментов и резьбовых калибров , резьбы для микровинтов в измерительных приборах и других обоснованных случаев.
В общем случае устанавливают суммарный допуск на средний диаметр , включающий допустимую погрешность изготовления собственно среднего диаметраΔd 2 (ΔD 2) и диаметральные компенсации погрешности шагаfp и угла профиля f aрезьбы:
Для наружной резьбы Td 2 = Δd 2 +fp+f a,
Для внутренней резьбыTD 2 =ΔD 2 +fp+f a,
Рис. 4.15. Расположение полей допусков по профилю резьбы
болта с основным отклонением g (f; e; d) и гайки с основным отклонениемH
Распределение отдельных составляющих внутри суммарного допуска при изготовлении резьбы может колебаться в широком диапазоне и ничем не ограничивается.
Схемы расположения полей допусков наружной и внутренней резьбы, также резьбового соединения в посадках с зазором представлены на рис. 4.15.
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:
|
Степень точности |
|||||||
|
Коэффициент |
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.
Система допусков на резьбу должна обеспечивать как свинчиваемость, так и прочность резьбового соединения. Наиболее широко применяются соединения с зазорами, однако могут быть соединения с натягами и с переходными посадками.
Система допусков для посадок с зазором установлена ГОСТ 16093. Все отклонения и допуски отсчитываются от номинального профиля в направлении, перпендикулярном оси резьбы (см.рис.5.2).
По ГОСТ 16093 установлены степени точности на средний диаметр резьбы с 3-й по 10-ю в порядке убывания точности. В качестве основного принят допуск 6-й степени точности. Резьбы 6-й степени могут быть получены фрезерованием, нарезанием резцом, гребенкой, метчиком, плашкой, при накатывании роликом. Более точные степени требуют после операций нарезания применять шлифование профиля резьбы. Степени 3,4,5 используются для коротких резьб с мелким шагом. Для резьб с крупным шагом, при увеличенной длине свинчивания, рекомендуется применять 7-ю или 8-ю степень точности.
В табл. 5.3 даны допуски среднего диаметра болта - Td 2 , а в табл.5.4 допуски среднего диаметра гайки - TD 2 . Кроме этого, для болта установлены допуски по наружному диаметру - Td (4, 6, 8 степени точности), а для гайки допуски по внутреннему диаметру - TD 1 (4, 5, 6, 7, 8 степени точности) (см. табл.5.5). По ГОСТ 16093 допуски на шаг резьбы и угол профиля не установлены, возможные отклонения по ним допускаются за счет изменения среднего диаметра резьбы и введения диаметральных компенсаций. Геометрически средний диаметр, шаг и угол профиля взаимосвязаны. Поэтому стандартный (табличный) допуск на средний диаметр является суммарным и определяется по формуле:
Td 2 (TD 2)=T’d 2 (T’D 2)+fp+fa,
где T’d 2 (T’D 2) – допуск на средний диаметр болта (гайки);
fp – диаметральная компенсация погрешностей по шагу;
fp=DPn* ctga/2 , при a=60° fp =1,732DPn ;
DPn - погрешность шага, в мкм, на всей длине свинчивания;
fa - диаметральная компенсация погрешностей половины угла профиля;
При a =60° fa =0,36Р Da/2
(угловые минуты);
Погрешность половины угла наклона боковой стороны профиля - Da/2 определяется как среднее арифметическое абсолютных величин отклонений правой и левой половин угла профиля резьбы.
Вводится понятие – приведенный средний диаметр – диаметр условной идеальной резьбы. Это значение измеренного среднего диаметра d 2 изм (D 2 изм), увеличенное для наружной резьбы (или уменьшенное для внутренней) на суммарную диаметральную компенсацию погрешностей по шагу и погрешностей половины угла профиля. d 2пр = d 2изм +(fp +fa ); D 2пр =D 2изм - (fр+fa ).
Для обеспечения свинчиваемости средний диаметр болта необходимо уменьшить, а средний диаметр гайки увеличить в процессе обработки. Оценка годности резьбы производится набором калибров. Проходная сторона которого,имеет полный профиль и проверяет приведенный средний диаметр d 2 пр (D 2пр ). (см. рис. 5.3). Непроходной калибр имеет укороченную длину профиля и срезанный виток, контролирует наименьший средний диаметр у болта или наибольший у гайки.
Условия годности резьбы по среднему диаметру: условие прочности и условие свинчиваемости:
для болта d 2 изм ³ d 2 min , d 2 пр £ d 2 max ;
для гайки D 2 изм £ D 2 max , D 2 пр ³ D 2 min ;
Положение полей допусков определяется значением основных отклонений. Для наружной резьбы предусмотрено пять верхних отклонений - еs - («в тело»), обозначаемых в порядке возрастания зазора буквами - h; g; f; e; d .
| |
Т а б л и ц а 5.1
Диаметры и шаги по ГОСТ 8724
| Номинальный диаметр d | Шаг резьбы Р | Номинальный диаметр d | Шаг резьбы Р | ||||||
| 1-й ряд | 2-й ряд | 3-й ряд | Крупный | Мелкий | 1-й ряд | 2-й ряд | 3-й ряд | Крупный | Мелкий |
| 0,8 | 0,5 | ||||||||
| 0,75; 0,5 | 5,5 | 4 и др. | |||||||
| 1,25 | 1; 0,75 | - | 2; 1,5 | ||||||
| 1,5 | 1,25 и др. | - | 2; 1,5 | ||||||
| 1,75 | 1,5 и др. | 4 и др. | |||||||
| 1,5 и др. | - | 2; 1,5 | |||||||
| 18; 22 | 2,5 | 2 и др. | 72;80 | - | 6 и др. | ||||
| 2 и др. | - | 2; 1,5 | |||||||
| - | 2 и др. | - | 6 и др. | ||||||
| 3,5 | 2 и др. | - | 6 и др. | ||||||
| - | 1,5 | - | 6 и др. | ||||||
| 3 и др. | - | 6 и др. | |||||||
| - | 1,5 | - | 6 и др. | ||||||
| 4,5 | 3 и др. | - | 6 и др. | ||||||
| 3 и др. | - | 6 и др. | |||||||
| - | 1,5 | - | 6 и др. | ||||||
| 3 и др. | - | 6 и др. | |||||||
| - | 2; 1,5 | - | 6 и др. |
Т а б л и ц а 5.2
Размеры диаметров метрической резьбы по ГОСТ 24705
| Шаг резьбы, мм | Диаметр резьбы | Внутренний диаметр болта по дну впадин d 3 | |
| Средний диаметр d 2 (D 2) | Внутренний диаметр d 1 (D 1) | ||
| 0,5 | d - 1+0,675 | d - 1+0,459 | d - 1+0,386 |
| 0,75 | d - 1+0,513 | d - 1+0,188 | d - 1+0,080 |
| 0,8 | d - 1+0,480 | d - 1+0,134 | d - 1+0,018 |
| d - 1+0,350 | d - 2+0,917 | d - 2+0,773 | |
| 1,25 | d - 1+0,188 | d - 2+0,647 | d - 2+0,466 |
| 1,5 | d - 1+0,026 | d - 2+0,376 | d - 2+0,160 |
| 1,75 | d - 2+0,863 | d - 2+0,106 | d - 3+0,853 |
| d - 2+0,701 | d - 3+0,835 | d - 3+0,546 | |
| 2,5 | d - 2+0,376 | d - 4+0,294 | d - 4+0,933 |
| d - 2+0,051 | d - 4+0,752 | d - 4+0,319 | |
| 3,5 | d - 3+0,727 | d - 4+0,211 | d - 5+0,706 |
| d - 3+0,402 | d - 5+0,670 | d - 5+0,093 | |
| 4,5 | d - 3+0,077 | d - 5+0,129 | d - 6+0,479 |
| d - 4+0,752 | d - 5+0,587 | d - 7+0,866 | |
| 5,5 | d - 4+0,428 | d - 6+0,046 | d - 7+0,252 |
| d - 4+0,103 | d - 7+0,505 | d - 8+0,639 |
. Рис.5.2. Расположение полей допусков по профилю резьбы болта
Т а б л и ц а 5.3
Допуск среднего диаметра болта Тd 2 , мкм, по ГОСТ 16093
| Номинальный диаметр резьбы d , мм | Шаг Р , мм | Степень точности | |||||||
| Свыше 5,6 до 11,2 | 0,5 | (132) | - | - | |||||
| 0,75 | (160) | - | - | ||||||
| 1,25 | |||||||||
| 1,5 | |||||||||
| Свыше 11,2 до 22,4 | 0,5 | (140) | - | - | |||||
| 0,75 | (170) | - | - | ||||||
| 1,25 | |||||||||
| 1,5 | |||||||||
| 1,75 | |||||||||
| 2,5 | |||||||||
| Свыше 22,4 до 45 | 0,5 | - | - | - | |||||
| 0,75 | (180) | - | - | ||||||
| 1,5 | |||||||||
| 3,5 | |||||||||
| 4,5 | |||||||||
| Свыше 45 до 90 | 0,5 | - | - | - | |||||
| 0,75 | - | - | - | ||||||
| 1,5 | |||||||||
| 5,5 | |||||||||
| Свыше 90 до 180 | - | - | - | ||||||
| 1,5 | |||||||||
Примечания: 1. Значения, указанные в скобках, по возможности не применять.
2. Для деталей из пластмасс использовать 10-ю степень точности.
Т а б л и ц а 5.4
Допуски среднего диаметра гайки Тd 2 , мкм, по ГОСТ 16093
| Номинальный диаметр резьбы d , мм | Шаг Р , мм | Степень точности | ||||
| Свыше 5,6 до 11,2 | 0,5 | - | ||||
| 0,75 | - | |||||
| 1,25 | ||||||
| 1,5 | ||||||
| Свыше 11,2 до 22,4 | 0,5 | - | ||||
| 0,75 | - | |||||
| 1,25 | ||||||
| 1,5 | ||||||
| 1,75 | ||||||
| 2,5 | ||||||
| Свыше 22,4 до 45 | 0,5 | - | - | |||
| 0,75 | - | |||||
| 1,5 | ||||||
| 3,5 | ||||||
| 4,5 | ||||||
| Свыше 45 до 90 | 0,5 | - | - | |||
| 0,75 | - | - | ||||
| 1,5 | ||||||
| 5,5 | ||||||
| Свыше 90 до 180 | - | |||||
| 1,5 | ||||||
Т а б л и ц а 5.5
Допуски диаметров d и D 1 , мкм
| Шаг Р , мм | Степень точности | |||||||
| Наружная резьба Тd | Внутренняя резьба TD 1 | |||||||
| 0,5 | - | - | ||||||
| 0,75 | - | - | ||||||
| 0,8 | ||||||||
| 1,25 | ||||||||
| 1,5 | ||||||||
| 1,75 | ||||||||
| 2,5 | ||||||||
| 3,5 | ||||||||
| 4,5 | ||||||||
| 5,5 | ||||||||
Примечаниe: Другие степени точности для диаметров d и D 1 не применяются.
Т а б л и ц а 5.6
Числовые значения основных отклонений диаметров наружной и внутренней резьбы, мкм, по ГОСТ 16093
| Шаг резьбы Р , мм | Наружная резьба, es для d и d 2 | Внутренняя резьба, EI для D и D 1 | |||||
| d | e | f | g | E | F | G | |
| 0,5 | - | -50 | -36 | -20 | +50 | +36 | +20 |
| 0,75 | - | -56 | -38 | -22 | +56 | +38 | +22 |
| 0,8 | - | -60 | -38 | -24 | +60 | +38 | +24 |
| -90 | -60 | -40 | -26 | +60 | +40 | +26 | |
| 1,25 | -95 | -63 | -42 | -28 | +63 | +42 | +28 |
| 1,5 | -95 | -67 | -45 | -32 | +67 | +45 | +32 |
| 1,75 | -100 | -71 | -48 | -34 | +71 | +48 | +34 |
| -100 | -71 | -52 | -38 | +71 | +52 | +38 | |
| 2,5 | -106 | -80 | -58 | -42 | +80 | - | +42 |
| -112 | -85 | -63 | -48 | +85 | - | +48 | |
| 3,5 | -118 | -90 | - | -53 | +90 | - | +53 |
| -125 | -95 | - | -60 | +95 | - | +60 | |
| 4,5 | -132 | -100 | - | -63 | +100 | - | +63 |
| -132 | -106 | - | -71 | +106 | - | +71 | |
| 5,5 | -140 | -112 | - | -75 | +112 | - | +75 |
| -140 | -118 | - | -80 | +118 | - | +80 |
Примечаниe: Основные отклонения для h и Н равны 0.
Т а б л и ц а 5.7
Длины свинчивания для групп S; N; L по ГОСТ 16093
| Номинальный диаметр резьбы d , мм | Шаг Р , мм | Длина свинчивания, мм | |||
| S | N | L | |||
| До | Свыше | До | Свыше | ||
| Свыше 5,6 до 11,2 | 0,5 | 1,6 | 1,6 | 4,7 | 4,7 |
| 0,75 | 2,4 | 2,4 | 7,1 | 7,1 | |
| 1,25 | |||||
| 1,5 | |||||
| Свыше 11,2 до 22,4 | 0,5 | 1,8 | 1,8 | 5,5 | 5,5 |
| 0,75 | 2,8 | 2,8 | 8,3 | 8,3 | |
| 3,8 | 3,8 | ||||
| 1,25 | 4,5 | 4,5 | |||
| 1,5 | 5,6 | 5,6 | |||
| 1,75 | |||||
| 2,5 | |||||
| Свыше 22,4 до 45 | 0,5 | 2,1 | 2,1 | 6,3 | 6,3 |
| 0,75 | 3,1 | 3,1 | 9,5 | 9,5 | |
| 1,5 | 6,3 | 6,3 | |||
| 8,5 | 8,5 | ||||
| 3,5 | |||||
| 4,5 | |||||
| Свыше 45 до 90 | 4,8 | 4,8 | |||
| 1,5 | 7,5 | 7,5 | |||
| 9,5 | 9,5 | ||||
| 5,5 | |||||
| Свыше 90 до 180 | 1,5 | 8,3 | 8,3 | ||
Примечаниe: Номинальные диаметры в указанных пределах выбирать по табл. 5.1.
|
 |
|
|
|
а - болта, б - гайки
Поле допуска метрической резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра (d 2 или D 2), указанного на первом месте, и обозначения поля допуска наружного диаметра для болта d и поля допуска внутреннего диаметра для гайки D 1: Например: 7g 6g ; 5H 6H .
Если обозначение поля допуска диаметра выступов совпадает с обозначением поля допуска среднего диаметра, то оно в обозначении поля допуска резьбы не повторяется: 6g ; 6H
Точность резьбы зависит от длины свинчивания, (длины участка взаимного перекрытия наружной и внутренней резьбы в осевом направлении), так как чем длиннее резьба, тем больше накопленная погрешность шага. Три группы длин свинчивания устанавливает ГОСТ 16093: S - короткие; N - нормальные; L - длинные (см. табл.5.7). Для нормальной (N ) длины высота гайки равна 0,8d .
Нормальная длина свинчивания в обозначении резьбы не указывается, в остальных случаях необходимо указывать длину свинчивания, например:
М18 х 1,5-4Н 5Н -LH - гайка, шаг 1,5; D = 18; TD 2 по 4Н , TD 1 по 5Н , резьба левая; (завинчивают против часовой стрелки);
M18-6H - гайка с крупным шагом р = 2,5, 6-й степени точности: с основным отклонением Н для среднего и внутреннего диаметров;
M18-6g -40 - болт с крупным шагом р = 2,5, 6-й степени точности с основным отклонением g , для среднего и наружного диаметров, длина свинчивания 40 мм. В соответствии со сложившейся ранее практикой поля допусков условно сгруппированы в три класса точности и рекомендованы к применению в зависимости от длины свинчивания (см. табл. 5.8).
Рис. 5.4. Основные отклонения метрической резьбы с зазором:
а – для наружной; б – для внутренней
Т а б л и ц а 5.8
Поля допусков метрической резьбы с зазором по ГОСТ 16093
(ограниченный отбор)
Точный
|
|
Примечания: 1. В рамку заключены предпочтительные поля допусков.
2. Применение полей допусков, заключенных в скобки, не рекомендуется.
Точный класс применяется для резьбы с мелким шагом, для точной кинематической резьбы приборов и для резьбообразующего инструмента
Средний класс получил наибольшее применение. В машиностроении наиболее часто для резьбы с мелким шагом используют – для болтов поле допуска 5g6g, а для гайки – 5Н.
Грубый класс применяется для резьбы в длинных глухих отверстиях, при пониженных требованиях к точности.
