Глава 10

Взаимозаменяемость резьбовых соединений

Резьбовые соединения находят широкое применение в машиностроении и приборостроении. В машиностроении более 60 % деталей имеют резьбу.

Резьбовые поверхности образуются винтовым перемещением профиля определенной формы по цилиндрической (цилиндрические резьбы) или конической (конические резьбы) поверхности. Цилиндрические и конические поверхности могут быть наружными и внутренними. Поэтому резьбы делятся на наружные и внутренние. В зависимости от профиля резьбы подразделяются на треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые и упорные. По назначению резьбы принято делить на резьбы общего назначения и специальные. К категории резьб общего назначения обычно относят: крепежные (метрические и дюймовые), кинематические (трапециидальные и упорные) и трубные (цилиндрические и конические) резьбы. К числу специальных резьб относят: окулярные, цокольные, резьбы для труб геологоразведочного бурения и др. По принятой единице измерения линейных размеров различают резьбы метрические и дюймовые. Кроме того, в зависимости от направления винтовой поверхности резьбы делятся на правые и левые, а по числу заходов – на однозаходные и многозаходные.

10.1. Основные термины и определения

Метрические крепежные резьбы применяются для неподвижного соединения деталей. Требования к основным элементам резьбы устанавливает ГОСТ 11708-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба. Термины и определения». Номинальный профиль резьбы устанавливается ГОСТ 9150-2002. Профиль метрической резьбы показан на рис. 10.1.

Наружный диаметр (D, d) – диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, описанного вокруг вершин наружной или впадин внутренней резьбы.

Внутренний диаметр (D₁, d₁) – диаметр воображаемого прямого кругового цилиндра, вписанного во впадины наружной или вершины внутренней резьбы.

Средний диаметр (D₂, d₂) – диаметр воображаемого соосного с резьбой прямого кругового цилиндра, каждая образующая которого пересекает профиль резьбы таким образом, что ее отрезки, образованные при пересечении с канавкой, равны половине номинального шага резьбы. Средний диаметр резьбы ничего общего не имеет с полусуммой наружного и внутреннего диаметра.

Рис. 10.1. Номинальный профиль метрической резьбы

Шаг (Р) – расстояние по линии, параллельной оси резьбы между средними точками ближайших одноименных боковых сторон профиля резьбы, лежащими в одной плоскости по одну сторону от оси резьбы. Метрические резьбы подразделяются на резьбы с крупным и мелкими шагами. Стандартом предусмотрены один крупный (основной) шаг и несколько мелких шагов.

Угол профиля () – угол между смежными боковыми сторонами резьбы в плоскости осевого сечения. В метрических резьбах угол профиля принят равным 60. При контроле обычно измеряется не угол профиля, а половина угла профиля по правой и левой сторонам профиля. Разность между ними свидетельствует о перекосе резьбы. Основные параметры резьбы показаны на рис. 10.1.

Номинальный диаметр – диаметр, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении.

Ход резьбы (Pn) – расстояние по линии, параллельной оси резьбы между любой исходной средней точкой на боковой стороне резьбы и средней точкой, полученной при перемещении исходной точки по винтовой линии на угол 360. В однозаходной резьбе ход резьбы равен шагу, а в многозаходной – ход равен произведению шага на число заходов: t = Pn, где n – число заходов.

Длина свинчивания – длина участка взаимного перекрытия наружной и внутренней резьб в осевом направлении.

Угол подъема резьбы () – угол образованный касательной к винтовой линии, описываемой средней точкой боковой стороны резьбы и плоскостью, перпендикулярной к оси резьбы.

Основные размеры резьбы установлены ГОСТ 24705-2004, диаметры и шаги ГОСТ 8724-2002. ГОСТ 8724-2002 распространяется на метрические резьбы общего назначения и устанавливает их диаметры в диапазоне от 0,25 до 600 мм и шаги от 0,075 до 6 мм. В таблицах стандарта приводится три ряда диаметров, каждому из которых соответствует один крупный и несколько мелких шагов. При выборе диаметра следует предпочитать первый ряд второму, а второй третьему.