книги из ГПНТБ / Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник

(/ — коэффициент трения) у трапецеидальной резьбы на 4%, а у метрической резьбы на 15% больше, чем у прямоугольной. Но прямоугольную резьбу труднее изготовить, она менее прочна и износостойка. В соединениях с трапецеидальной резьбой посадка гайки по наклонным боковым сторонам профиля (по среднему диа­ метру) хорошо центрирует детали, а радиальные и осевые зазоры (мертвый ход) могут быть выбраны стягиванием разрезной гайки,

Рис. 124. Профили и расположение полей допусков кинематических резьб:

что невозможно при прямоугольной резьбе. Поэтому прямоуголь­ ная резьба не стандартизована и не рекомендуется к применению.

Трапецеидальная и упорная резьбы стандартизованы. Уста­ новлено три ряда диаметров и шагов этих резьб. При выборе диа­ метров следует предпочитать первый ряд второму, а второй — третьему.

Трапецеидальная резьба. Профиль, размеры и допуски тра­ пецеидальной резьбы унифицированы в СССР и в странах — чле­ нах СЭВ (PC 3643—72, 377—72 и 227—72). Для повышения долго­ вечности соединений рекомендуется профиль резьбы выполнять

302

с радиусами Rl по наружному диаметру винта и Я2 по впадине ганки (рис. 124, а). При накатывании винта впадина его резьбы может быть закругленной. По наружному и внутреннему диамет­ рам предусмотрены одинаковые гарантированные зазоры, по сред­ нему диаметру (кроме соединений со скользящей посадкой) они обеспечиваются соответствующим расположением полей допусков винта.

Для шага и угла профиля резьбы предельные отклонения по от­ дельности не устанавливаются. Предусмотрен только суммарный допуск среднего диаметра резьбы болта и гайки.

1

ГОСТ 9562—60 (пример для резьбы Трап. 12 х 3)

Разрабатывается стандарт, основанный на рекомендации СЭВ PC 227—72. Эта рекомендация устанавливает следующие поля допусков и степени точности диаметров резьбы;

Верхнее отклонение наружного диаметра Di гайки не устанав­ ливается. Расположение полей допусков показано на рис. 124, а (справа). Расположение основных отклонений показано на рис. 125, а.

Применяется при изготовлении резьбы винта накатыванием.

303

Посадки предусмотрены только в системе отверстия. Допуски резьбы установлены для нормальной длины свинчивания Л', зна­ чения которой приведены в рекомендации. Б зависимости от тре­ бований, предъявляемых к точности соединения, и в зависимости от длины свинчивания рекомендуется применять поля допусков, приведенные в табл. 30.

Таблица 30

Рекомендуемые поля допусков

(1 ; 2 и 3-й) и посадки в системе отверстия: скользящая 1-го

кдругому допуск изменяется примерно в 1,3 раза. Свинчиваемость проверяемых предельными калибрами винто­

вых соединений гарантируется при условии, когда фактические длины свинчивания не превышают длины используемых при кон­ троле калибров более чем на 25%.

Класс точности, который одновременно определяет и характер посадки, выбирают в зависимости от назначения винтового соеди­ нения. Соединения винтов 2 и 3-го классов с гайками 2 и 3-го клас­ сов точности рекомендуются для ходовых винтов и винтов регулиро­ вания, винтьт класса ЗХ с гайками 3-го класса — для винтовых соединений общего назначения; 1-й класс рекомендуется для ходо­ вых винтов, применяемых в станках и механизмах повышенной точности. Допускается сочетание гаек и винтов разных классов точности. Для винтовых соединений, от которых требуется высо­ кая точность расчетного перемещения (например, ходовые винты прецизионных станков), дополнительные требования в отношении точности шага и других параметров устанавливаются техниче­ скими условиями и нормами точности соответствующих станков, механизмов и приборов. Пример обозначения точности трапеце­

304

идальной резьбы по ГОСТ 9562—60 приведен в табл. 26. а мето­ дика точностного расчета винтовых пар дана в работе [6].

Упорная резьба. Упорную резьбу но ГОСТ 10177—62 приме­ няют в механизмах с большим односторонним давлением (в дом­ кратах, винтовых прессах, нажимных устройствах рабочих клетей прокатных станов, в соединениях колонн с поперечи­ нами гидропрессов и т. и.). Поминальные размеры среднего и наружного диаметров упорной резьбы для винта и гайки одина­ ковы.

Для уменьшения момента трения следовало бы принять рабо­ чий угол профиля у — 0, однако он принят равным 3° главным образом из технологических соображений (можно фрезеровать резьбу, более благо­ приятны условия на­ резания на токарном станке). Задний угол профиля р> = 30°. Для снижения концентрации напряжений и повыше­ ния динамической проч­ ности впадина резьбы имеет закругленную форму.

Поле допуска средне­ го диаметра резьбы вин­ та соответствует сколь­ зящей посадке. Гаран­ тированные зазоры по среднему диаметру обес­

печиваются путем увеличения среднего диаметра гайки. Зазор по наружному диаметру получается вследствие уменьшения этого размера у винта. Зазор по внутреннему диаметру обеспечивается путем установления разных номинальных значений <7, резьбы гайки и винта (см. рис. 124, б).

Класс точности резьбы определяется суммарным допуском среднего диаметра. Установлены 1 и 2-й классы точности для резьбы винта и один класс для резьбы гайки (рис. 126). Допуск среднего диаметра резьбы 2-го класса увеличен по сравнению с допуском 1-го класса примерно на 20%. Допуск наружного диа­ метра винта принят по Ш4 одинаковым для 1 и 2-го классов точ­ ности. Допуск внутреннего диаметра винта также одинаков для 1 и 2-го классов точности и на 25 Vо больше допуска среднего диа­ метра винта 2-го класса точности. Допуск внутреннего диаметра гаек принят по А3. При указанных допусках отношение наимень­ шей рабочей высоты профиля Дна„м к номинальной рабочей высоте

профиля упорной резьбы — 0,80 ч- 0,97. Примеры обозначе­ ния точности упорной резьбы даны в табл. 26.

305

В прокатно-прессовом машиностроении находит применение упорная усиленная резьба, отличающаяся от стандартной увели­ ченным до 45° углом р и несколько меньшей рабочей высотой профиля (ГОСТ 13535—68).

§46. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ТРУБНОЙ И ОКУЛЯРНОЙ МНОГОЗАХОДНОИ РЕЗЬБ

Трубную цилиндрическую резьбу (рис. 127) применяют для соединения труб, арматуры трубопроводов и фитингов. Ее номи­ нальный диаметр условно отнесен к внутреннему диаметру трубы. Наружный диаметр резьбы больше номинального на удвоенную толщину стенки трубы.

Зазоры по наружному и внутреннему диаметрам в трубной резьбе, необходимые для размещения уплотнителей (например,

пеньки, обмотанной вокруг резьбы трубы), обеспечиваются соот­ ветствующим расположением полей допусков на эти диаметры

(рис. 127, б).

Допуск среднего диаметра резьбы, одинаковый по величине для трубы и муфты, является суммарным допуском. Установлены 2 и 3-й классы точности. Допуски на наружный и внутренний диаметры муфты и трубы устанавливают путем регламентирова­ ния допусков на расстояния hx и h2вершин и впадин от линии сред­ него диаметра. Допуски на эти размеры являются исходными для проектирования резьбообразующего инструмента и не обязатель­

306

ными при приемке изделий. Рабочая высота профиля t'2= 0,4915, где 5 — шаг резьбы.

Трубная резьба принята в качестве общеевропейского стан­ дарта для труб и трубных соединений (обозначение точности см. в табл. 26).

Окулярную многозаходную резьбу применяют в оптико-меха­ нических приборах для получения достаточно большого переме­ щения окуляра при его сравнительно малых углах поворота.

60°

Рис. 128. Профиль окуляр­

Профиль окулярной резьбы по ГОСТ 5359—50 показан на рис. 128. Стандарт предусматривает резьбы диаметром от 10 до 80 мм при шаге 1,5 и 2 мм. Для диаметров до 20 мм допускаются резьбы с шагом 1 мм, размерами t2 — 0,35 мм, = 0,4 мм и z — = 0,05 мм. Число заходов от 1 до 20. По наружному и внутрен­ нему диаметрам резьбы предусматриваются гарантированные за­ зоры z = z1 = 0,05 мм, служащие для размещения смазки. Зазор по среднему диаметру резьбы обеспечивается соответствующим расположением полей допусков. Допуски этих резьб в общесоюз­ ном масштабе не регламентированы.

§ 47. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ТОЧНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЬБ

Точность резьбы контролируют дифференцированным (поэле­ ментным) и комплексным методами.

Дифференцированный метод контроля применяют в том слу­ чае, когда допуски даны отдельно на каждый параметр резьбы. При этом отдельно проверяют собственно средний диаметр, шаг и половину угла профиля. Заключение о годности дают также по каждому параметру отдельно. Этот метод сложен, трудоемок, а потому используется главным образом для контроля точных резьб: калибров-пробок, резьбообразующего инструмента ит. п. Отдельные параметры проверяют у шпилек, а также у дру­ гих деталей при исследовании причин брака и наладке техноло­ гического процесса. Его можно применять и тогда, когда допуск на средний диаметр является суммарным допуском. Годность резь­

307

I

бового изделия в этом случае определяют по приведенному сред­ нему диаметру резьбы, подсчитываемому но результатам измере­ ния отдельных параметров.

Комплексный метод контроля применяют для резьбовых деталей, допуск среднего диаметра которых является суммарным допуском. Он основан на одновременном контроле среднего диаметра, шага, половины угла профиля, а также внутреннего и наружного диа­ метров резьбы путем сравнения действительного контура резьбо­ вой детали с предельными. Это достигается при помощи предель­ ных калибров, а для резьб малых размеров — при помощи про­ екторов, когда действительный контур проверяемой резьбы срав­ нивается с предельными на всей длине свинчивания.

Из-за трудностей дифференцированного контроля (особенно внутренних резьб) контроль калибрами применяют как в массовом и серийном, так и в мелкосерийном и индивидуальном произ­ водствах (за исключением резьб с малыми шагами).

Контроль резьбы калибрами. В связи с переходом на новую систему допусков метрической резьбы но ГОСТ 16093—70 разра­ ботан новый ГОСТ 18107—72 на калибры для этой резьбы 4—8-й степеней точности диаметром от 1 до 600 мм при посадках сколь­ жения и с зазорами. Этот стандарт соответствует рекомендациям

ISO Р1502 и СЭВ PC 3354-71.

В комплект для контроля цилиндрических резьб входят рабо­ чие проходные (ПР) и непроходные (НЕ) предельные калибры. Контролерам и представителям заказчика рекомендуется пользо­ ваться частично изношенными проходными и новыми непроход­ ными рабочими калибрами. Контрольные калибры (контркалпбры) применяют дляпроверки пли регулирования (установки) размеров рабочих калибров-колец или скоб.

Проходные резьбовые калибры должны свинчиваться с прове­ ряемой резьбой. Свинчиваемость калибра с гайкой означает, /по приведенный средний и наружный диаметры резьбы гайки не выходят за установленные наименьшие предельные размеры. Свин­ чиваемость калибра с болтом свидетельствует, что приведенный средним и внутренний диаметры резьбы болта не выходят за уста­ новленные наибольшие предельные размеры (рис. 129).

Пепроходные резьбовые калибры проверяют только собст­ венно средний диаметр резьбы. Эти калибры не должны свинчи­ ваться с проверяемой резьбой, за исключением первых двух вит­ ков у болта и гайки (у сквозной резьбы с каждой стороны). При коротких резьбах (до трех витков у болта и до четырех у гайки) свинчивание калибра ПЕ с болтом или гайкой не допускается. Резьбовые пробки ИЕ 5, 6, 7-й степеней точности по Dl рекомен­ дуется применять с шага 0,4 мм, кольца НЕ 4, 6-й степени точ­ ности но d с шага 0,4 мм, а резьбы 8-й степени точности — с шага 1 мм. Для проверки наружного диаметра болта используют пре­ дельные гладкие скобы, а для внутреннего диаметра гаек — пре­ дельные гладкие пробки.

308

Резьбу рабочих калибров-пробок контролируют универсаль­ ными измерительными средствами. Контркалибров для них не изготовляют. Жесткие кольца IIP и НЕ проверяют соответственно проходной контрольной пробкой КПР—ПР или КНЕ—ПР и не­ проходной пробкой КПР—ИЕ или КНЕ—НЕ: первые должны, а вторые не должны свинчиваться. Регулируемые резьбовые кольца устанавливают по контркалибрам У —ПР и У —НЕ, а регулируе­ мые скобы — по КПР—ПР и КНЕ—ПР. Износ колец и скоб ПР

5)

Рис. 129. Схема проверки резьбы калибрами:

а— болта; б — гайки

иНЕ проверяется соответственно контркалибрами К—И и КИ— НЕ, которые не должны свинчиваться (проходить) с проверяе­ мыми кольцами или скобами (допускается свинчивание не более чем на один оборот с каждой стороны кольца).

Всоответствии с принципом Тейлора (принципом подобия) проходные резьбовые калибры ПР должны иметь полный профиль резьбы (рис. 130) и длину, равную длине свинчивания (т. е. яв­ ляться прототипом сопрягаемой детали), а непроходные калибры PIE — минимальную измерительную длину сторон профиля резьбы (укороченный профиль) и сокращенное число витков (например,

309

три) с тем, чтобы уменьшить влияние погрешностей половины угла профиля и шага на результат проверки и контролировать только собственно средний диаметр. Полный профиль можно изго­ тавливать с закругленной формой впадины или с канавками про­ извольной формы. Полный профиль имеют также контркалибры У —Г1Р, КП Р -П Р , К Н Е -П Р , У -Н Е , К Н Е -Н Е , К И -Н Е .

Рис. 130. Полный профиль резьбы:

а — калибров-пробок; б — калибров-колец и скоб

Укороченный профиль резьбы калибров-пробок получается путем уменьшения наружного диаметра и прорезания канавки у впадин по внутреннему диаметру, у колец и скоб — за счет уве­ личения внутреннего диаметра и прорезания канавки у впадин по наружному диаметру резьбы (рис. 131). Канавки для укорочен­ ного профиля следует прорезать, начиная с шага 1,25 мм и более. Высота головки Fx = 0,15, а ножки F2 от 0,25 для резьбы с ша-

Рис. 131. Укороченный профиль резьбы:

а — калибров-пробок; б — калибров-колец и скоб

гом 1,25—2 мм до 0,15 для резьбы с шагом 4,5—6 мм. Уко­ роченный профиль имеют также контркалибры КПР—НЕ и К -И .

Длина резьбы проходных калибров, при которых гаранти­ руется правильность контроля, должна составлять не менее 80% длины свинчивания резьбы.

По конструкции резьбовые калибры-пробки выполняют для

310

Пепроходные резьбовые калибры-пробки имеют один или два цилиндрических пояска, которые являются направляющими в про­ цессе контроля, а также облегчают доводку калибров.

Наряду с резьбовыми калибрами-кольцами применяют резьбо­ вые . регулируемые скобы с измерительными губками в виде гре­ бенок или роликов (с дополнительным выборочным контролем кольцами). Преимущество резьбовых скоб состоит в большом сроке службы, в возможности измерения изделий в центрах станка и в снижении времени контроля.

С5

•Ч.

У-НЕ m I КНЕ-ПР

Рис. 132. Схема полей допусков резьбовых калибров для проверки болтов и гаек:

а — d 2 и Г>2 — соответственно предельные средние диаметры болта и гайки

Допуски для резьбовых калибров построены по тому же прин­ ципу, что и допуски гладких калибров. В отличие от резьбовых деталей допуски для резьбовых калибров установлены раздельно на каждый параметр резьбы. Предельные отклонения приемных калибров стандартом не нормируются.

Расположение нолей допусков среднего диаметра калибров показано на рис. 132. Предельные отклонения отсчитываются от соответствующих предельных размеров резьбы деталей, являю­ щихся номинальными размерами калибров. Для увеличения срока службы рабочих резьбовых калибров установлен допуск на их износ. В отличие от гладких непроходных калибров допуск на износ установлен и для непроходных рабочих резьбовых калибров. Поле допуска на износ калибров НЕ расположено в поле допуска

311