6. Резьбовые соединения

6.1. Исходные данные и требования к решению задачи

Для заданного резьбового соединения при указанных погрешностях:

1. Определить предельные размеры диаметров резьбы болта и гайки и построить схему расположения полей допусков данного соединения;

2. Определить приведенные средние диаметры резьб болта и гайки.

3. Дать заключение о годности резьбового соединения в соответствии с заданными требованиями, представленными в таблице.

Рис.6.1. Номинальные параметры метрической резьбы

Исходные данные к решению задачи.

№ п/п	Обозначение резьбового соединения	Измеренный (действительный) средний диаметр, мм		Накопленная погрешность по шагу, мкм		Средняя ошибка угла наклона сторон профиля, мин
		d2изм	D2изм	ΔPп.б	ΔР п.г	Δ αб/2	Δαг/2
18	М18×2-6H/6g-R	16,550	16,600	+40	+30	+5’	-45’

6.2. Практическое решение задачи

Основные элементы метрической резьбы в соответствии с ГОСТ 9150-81 приведены на рисунке, где d₂=(D₂)=16,376 мм – средний, d=(D)=(18) мм – наружный и d₁=(D₁)=15,294 мм – внутренний диаметры наружной (внутренней) резьбы; шаг Р=2.5 мм; угол профиля а=60º; высота исходного профиля Н=2,16 мм; рабочая высота профиля H₁=0,54P=1,35 мм.

По ГОСТ 6093-81 устанавливаем предельные отклонения диаметров резьбы и подсчитываются предельные размеры болта (табл. 4.29 [6]):

Наибольший предельный размер наружного диаметра резьбы болта:

d_max = d-es = 18 – 0,042 = 17,958мм.

Наименьший размер наружного диаметра резьбы болта:

d_min = d-ei = = 18 – 0,377 = 17,623мм.

Наибольший размер среднего диаметра резьбы болта:

d_2max = d₂-es = 16,376 – 0,042 = 16,334 мм.

Наименьший размер среднего диаметра резьбы болта:

d_2min = d₂-ei = 16,376- 0,212 = 16,164 мм.

Наибольший размер внутреннего диаметра болта:

d_1max = d₁-es = 15,294 – 0,042 = 15,252 мм.

Наименьший размер внутреннего диаметра болта d_1min не нормируется.

По той же таблице 4.29 [6] находим предельные отклонения размеров гайки и подсчитываем предельные размеры резьбы гайки:

Наибольший размер наружного диаметра резьбы гайки D_max не нормируется.

Наименьший размер наружного диаметра резьбы гайки:

D_min = D+EI = 18 +0 = 18мм.

Наибольший размер среднего диаметра резьбы гайки:

D_2max = D₂+ES = 16,376 + 0,224 = 16,6мм.

Наименьший размер среднего диаметра резьбы гайки:

D_2min = D₂+EI = 16,376мм.

Наибольший размер внутреннего диаметра гайки:

D_1max = D₁+ES = 15,294 +0,45 = 15,744мм.

Наименьший размер внутреннего диаметра гайки:

D_1min = 15,294 +0 =15,294мм.

Допуски резьбового соединения:

TD₁= D_1max - D_1min = 15,744 – 15,224 = 0.500мм.

TD₂ = D_2max - D_2min = 16,6 – 16,376 = 0,300мм.

Td₂= d_2max - d_2min = 16,334 – 16,164 = 0,200мм.

Td= d_max - d_min = 17,958 – 17,623 = 0,335мм

По полученным результатам строим схему расположения полей допусков заданного резьбового соединения [2, с.224 рис. 11.4];

Рисунок схемы расположения полей заданного резьбового соединения

Основным параметром резьбового сопряжения, обеспечивающим точность и характер сопряжения, является средний диаметр. Допуски на наружный и внутренний диаметры построены таким образом, чтобы обеспечить гарантированный зазор. Погрешности шага и половины угла профиля, влияющие на взаимозаменяемость, компенсируют изменением среднего диаметра. Значение среднего диаметра резьбы, увеличенного у болта и уменьшенного у гайки на величину действительных (т.е. полученных в результате изготовления и измерения) диаметральных компенсаций шага f_P и половины угла профиля f_α, называют приведенным средним диаметром.

Приведенный средний диаметр наружной резьбы

d_пр=d_2изм+ f_p + f_α. (6.1)

Приведенный средний диаметр внутренней резьбы

D_пp=D_2изм - (f_p+f_α), (6.2)

где d_2изм и D_2изм - измеренные (средние) размеры соответственно среднего диаметра резьбы болта и гайки, мм.

Диаметральная компенсация погрешности шага на длине свинчивания f_p, мкм

f_p= l,732ΔP_n (6.3)

где ΔР_п - накопленная погрешность шага, мкм.

Диаметральная компенсация погрешности угла наклона сторон профиля f_α, мкм

f_α= 0,36P Δα/2 (6.4)

где Р - шаг резьбы, мм;

Δα/2 - средняя ошибка угла наклона сторон профиля, в минутах.

Приведенный средний диаметр наружной резьбы болта:

d_пр=d_2изм+ f_p + f_α

f_p= l,732ΔP_n = 1,732·(+40) = 69,28мкм

f_α= 0,36P Δα/2 = 0,36·2,5·(+5)= 4,5мкм

d_пр= d_2изм+ f_p + f_α = 16,550 +69,28+4,5= 90,33мм.

Приведенный средний диаметр внутренней резьбы болта:

D_пp=D_2изм - (f_p+f_α)

f_p= l,732ΔP_n= 1,732·(+40) =69,28мкм

f_α= 0,36P Δα/2 = 0,36·2,5·(+5) = 4.5

D_пp=D_2изм - (f_p+f_α) = 16,600 - 69,28+4,5 =-57.18мм.

Приведенный средний диаметр наружной резьбы гайки:

d_пр=d_2изм+ f_p + f_α

f_p= l,732ΔP_n= 1,732·(+30) = 51,96мкм.

f_α= 0,36P Δα/2 = 0,36·2,5·(-45) = -40,5 мкм.

d_пр= d_2изм+ f_p + f_α = 16,550+51,96+40,5 = 109,01мм.

Приведенный средний диаметр внутренней резьбы гайки:

D_пp=D_2изм - (f_p+f_α)

f_p= l,732ΔP_n=1,732·(+30) = 51,96мкм.

f_α= 0,36P Δα/2 =0,36·2,5·(-45) = -40,5 мкм.

D_пp=D_2изм - (f_p+f_α) = 16,600-51,96+40,5 =75,86мм.

Из анализа схем следует условие годности резьбы

для болта

d_2изм ≥ d_2min ; d_пр ≤ d_2max; (6.5)

16.550> 16,164; 90,33≰ 16.334

для гайки

D_2изм ≤ D_2max; D_пр≥D_2min. (6.6)

16,600 =16,600; 75,86> 16,376

На основании анализа годности резьбы можно сделать вывод, что болт является негодным (90,33≰ 16.334), а гайка удовлетворяет условиям годности.

7. ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

7.1. Исходные данные и требования к решению задачи

Для шлицевого соединения с заданным числом зубьев n , внутренним диаметром d, внешним диаметром D и шириной зубьев b, работающего

при условиях, указанных в таблице, выбрать:

а) вид центрирования;

б) тип посадки и определить допуски и предельные размеры всех элементов соединения;

в) построить схемы расположения полей допусков;

г) дать сборочный чертеж шлицевого соединения.

. Исходные данные

№ п/п	Соединение	Число зубьев, n	Диаметры, мм		Твердость втулки	Условия движения
			d	D
19	Подвижное	6	23	28	Высокая	Нереверсивное