Нормирование точности и технические измерения

неподвижных резьбовых соединениях, полученных примене­ нием посадки с зазором, после окончательной сборки возмож ­ ны натяги по рабочим сторонам профиля резьбы при сохра­ нении зазоров по противоположным сторонам профиля. В тех резьбовых соединениях, где применяю т переходные посадки, также создают натяги с использованием специальных «эле­ ментов заклинивания» (плоский бурт или цилиндрическая цапфа на ш пильке, либо заклинивание по не полностью на­ резанному профилю резьбы).

В практической деятельности набольшее распространение получили метрические резьбы.

Профиль метрической резьбы регламентирован ГОСТ 9150 - 2002 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метриче­ ская. Профиль».

В основу профиля резьбы положен исходный треугольник резьбы (рис. 3.98) с углом профиля 60° и высотой Н .

Р

Рис. 3.98. Номинальный профиль метрической резьбы

К основным параметрам метрической резьбы относятся:

Средний диаметр резьбы (d2, D 2) - диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, образующая которого пересека­ ет профиль резьбы в точках, где ш ирина канавки равна по­ ловине номинального ш ага резьбы.

Наружный диаметр резьбы (d , D) - диаметр вообража­ емого цилиндра, описанного вокруг верш ин наружной резьбы или впадин внутренней резьбы.

Внут ренний диаметр резьбы (dv D г) - диаметр вообража­ емого цилиндра, вписанного касательно к впадинам наруж ­ ной резьбы или верш инам внутренней резьбы.

291

Ш аг резьбы (Р) - расстояние между соседними одноимен­ ными боковыми сторонами профиля в направлении, парал­ лельном оси резьбы.

Угол профиля резьбы ( а ) - угол между боковыми сторона­ ми профиля.

Угол наклона боковой стороны профиля (« / 2) - угол м еж ­ ду боковой стороной профиля и перпендикуляром, опущен­ ным из верш ины исходного профиля симметричной резьбы на ось резьбы. И зм еряя угол наклона боковой стороны профиля, можно установить перекос резьбы, происходящ ий от неточной установки изделия или инструмента. По полному углу пере­ кос резьбы установить нельзя.

Высота исходного профиля (Н) - высота остроугольного проф иля, полученного при продолжении боковых сторон про­ ф иля до их пересечения.

Рабочая высота профиля Н - высота соприкосновения сторон профиля наружной и внутренней резьб в направлении, перпендикулярном оси резьбы.

Д ли н а свинчивания (I) - длина соприкосновения винтовых поверхностей наруж ных и внутренних резьб в осевом сечении.

ГОСТ 8724-81 устанавливает диаметры резьбы от 0,25 до 600 мм и ш аги от 0,075 до 6 мм. Установлено 3 ряда диамет­ ров метрической резьбы. При выборе диаметра резьбы следует первый ряд предпочитать второму, второй - третьему.

У резьбы с мелким и ш агами одному и тому же наружному диаметру могут соответствовать разные ш аги.

Нормирование точности резьбовых поверхностей можно рассмотреть на примере метрических резьб, предназначенных для резьбовых сопряж ений с зазором, с натягом и с переход­ ными посадками.

Д ля обеспечения свинчиваемости действительные контуры свинчиваемых деталей, определяемые действительными значе­ ниям и диаметров, угла и ш ага резьбы, не должны выходить за предельные контуры на всей длине свинчивания.

Поля допусков назначаются на средний диаметр ( , TDt>) и диаметр выступов резьбы (Td ,TD ) т.е. наруж ный диаметр~наруж ной резьбы d и внутренний диаметр внутренний резьбы D . Д ля d ± устанавливаю тся только верхние предельные от­ клонения, а для D — ниж ние. Вторые отклонения («в тело детали») не ограничиваю тся.

Основным параметром резьбового сопряж ения, обеспечи­

292

вающим точность и характер сопряж ения, является средний диаметр. Поля допусков на наруж ны й и внутренний диамет ры построены таким образом, чтобы обеспечить гарантирован ный зазор.

Предельные отклонения ш ага резьбы и угла наклона боко­ вой стороны профиля нормируют для резьб, предназначенных для побадок с натягом и переходных. Для резьб, предназна­ ченных для посадок с зазором, эти погрешности отдельно не ограничиваются, так как принято считать, что они компенси­ руются отклонениями средних диаметров болта и гайки.

Отклонением шага резьбы называется разность между дей­ ствительным и номинальным расстоянием в осевом направ­ лении между двумя точками любых одноименных боковых сторон профиля (расположенными на линии пересечения бо­ ковых поверхностей резьбы с цилиндром среднего диаметра) в пределах длины свинчивания или заданной длины.

Свинчивание без натяга резьбовых деталей, имеющих по­ грешность ш ага резьбы, возможно • только при наличии по­ ложительной разности S их диаметров, полученной за счет уменьшения среднего диаметра резьбы болта или увеличения среднего диаметра резьбы гайки:

S —D2t —d2l.

Отклонением угла наклона боковой стороны профиля

резьбы называется разность между действительным и номи­ нальным значениями а /2 . Эта погрешность может быть вы ­ звана погрешностью полного угла профиля, погрешностью по­ ложения профиля относительно оси детали. Эта погрешность может явиться следствием ошибок профиля резьбообразую­ щего инструмента и неточности его установки.

Свинчивание без натяга резьбовых деталей, имеющих по­ грешность угла наклона боковой стороны профиля, возможно только при наличии необходимого зазора между средними ди­ аметрами болта и гайки. Погрешности ш ага резьбы и угла на­ клона боковой стороны профиля могут быть компенсированы за счет введения соответствующих диаметральных компенса­ ций: fp - диаметральной компенсации погрешности шага и /а - диаметральной компенсации угла наклона боковой стороны профиля. Диаметральные компенсации fp и fa могут быть осу­ ществлены за счет уменьш ения среднего диаметра резьбы бол­ та или (и) увеличения среднего диаметра резьбы гайки.

293

Значение / можно найти из треугольника аЪс (рис» 3.99, а). Значение / а можно найти из треугольника gef (рис. 3.99, б).

Д ля метрической резьбы (а = 60°) /а= 0,36 Р х а / 2

Рис. 3.99. Диаметральные компенсации погрешностей профилей

резьбы:

а—диаметральная компенсация отклонения шага резьбы;

б- диаметральная компенсация отклонения угла наклона боковой

стороны профиля

Зависимости для расчетов fp и / а дают возможность опре­ делить действие отклонений Р и а /2 на резьбовые детали в одном (диаметральном) направлении и привести их к одно­ му параметру — диаметру резьбы. Для упрощ ения контроля резьб и расчета допусков на них введено понятие приведенно­ го среднего диаметра резьбы, учитывающего влияние на свинчиваемость значений параметров d 2, D 2, / , fa.

Средний диаметр резьбы, увеличенный у болта и умень­ ш енный у гайки на суммарную диаметральную компенсацию отклонений ш ага, угла наклона боковой стороны профиля на­ зы вается приведенным средним диаметром.

Под приведенным средним диаметром резьбы будем пони­ мать некоторый условный диаметр, учитываю щ ий погрешно­ сти ш ага и угла наклона боковой стороны профиля.

Приведенный средний диаметр наружной резьбы определя­

294

ется следующим образом:

а приведенный средний диаметр внутренней резьбы

где d2m3Mи 1)2изм - измеренные средние диаметры болта и гайки.

Суммарный допуск среднего диаметра резьбы

Основные параметры резьб (средний диаметр, шаг и угол профиля) взаимосвязаны, поэтому допустимые отклонения этих параметров резьбовых поверхностей, предназначенных для образования посадок с зазором, раздельно не нормируют.

Стандарт устанавливает только суммарный допуск на средний

диаметр, т.е.

Td2(TD2) = A d2(AD2) + fp + fa.

Суммарный допуск среднего диаметра наружной резьбы - это допуск, верхний предел которого ограничивает значение приведенного среднего диаметра, а ниж ний предел - значение собственно среднего диаметра. Суммарный допуск среднего ди ­ аметра внутренней резьбы - это допуск, нижний предел кото­ рого ограничивает значение приведенного среднего диаметра, а верхний предел - значение собственно среднего диаметра.

Суммарный допуск определяет положение двух предель­ ных контуров для резьбы болта и двух предельных контуров для резьбы гайки.

В основу классиф икации резьб по. точности и посадкам по­ ложены допуск среднего диаметра и характер сопряж ения по боковым сторонам профиля.

Система посадок метрических резьб

Все резьбы общего назначения соединяются по боковым по­ верхностям. Возможность контакта по вершинам и впадинам резьбы исключается соответствующим расположением полей до­ пусков по наружному и внутреннему диаметрам болта и гайки.

В зависимости от характера сопряж ения по боковым сторо­ нам профиля (или, как принято называть «по среднему диа­ метру») различают резьбовые посадки с зазором, с натягом и переходные. Посадка резьбового соединения зависит от зазо­ ров или натягов, которые численно представляют собой раз­

295

ницу действительных значений приведенных средних диамет­ ров болта и гайки.

ГОСТ 1609-81 «Посадки с зазором» устанавливает систему допусков для резьбовых посадок с зазором.

Положение поля допуска диаметра резьбы (рис. 3.100) определяется основным отклонением (es - для болта, E I - для гайки). Второе предельное отклонение определяют в зависи­ мости от установленной стандартом степени точности (табл, 3.21).

Рис. 3.100. Расположение полей допусков резьбовой посадки

с зазором

Таблица 3.21

Степени точности метрических резьб

^Только для резьб из пластмасс.

Предусмотрено пять основных отклонений для наружной резь­ бы (d, е, /, g, h) и четыре основных отклонения для внутренней резьбы (Е, F, G, Н) (рис. 3.101, 3.102). Отклонения отсчитыва­ ются от номинального профиля в направлении, перпендику­ лярном оси резьбы.

296

Рис. 3.101. Схемы полей допусков внутренней резьбы: a - с основными отклонениями Е, F, G;

б - с основным отклонением Н

Рис. 3.102. Схемы полей допусков наружной резьбы: a - с основными отклонениями d, е, /, g;

б - с основным отклонением h

297

званные точный,средний и грубый, в которые входят допуски определенных стандартом степеней точности.

Резьбы точного класса рекомендуется применять для от­ ветственных статически нагруж енны х резьбовых соединений. Средний класс точности рекомендуется для резьб общего на­ значения. Д ля неответственных резьбовых соединений можно применять грубый класс точности. Наружны е резьбы такого класса нарезаю т на горячекатаны х заготовках, внутренние нарезаю т в длинных глухих отверстиях. Резьбы грубого клас­ са точности получают такж е методами пластического дефор­ м ирования и с помощью других технологических процессов.

Д ля крепеж ны х резьб иногда применяю т резьбовые по­ садки с увеличенным гарантированным зазором, например, в следую щ их случаях:

- для соединений деталей, работающих при высокой темпе­ ратуре (для компенсации температурных деформаций, предо­ хранения соединений от заедания и обеспечения возможности разработки деталей без повреж дения);

- при необходимости обеспечения быстрой и легкой свинчиваемости деталей (даже при наличии небольшого загрязне­ ния или повреждения резьбы).

ГОСТ 16093 устанавливает такж е три группы длин свинчи­ вания: короткие S, нормальные N и длинные L.

При одном и том ж е классе точности допуск среднего диа­ метра резьбы при длине свинчивания L рекомендуется увели­ чивать, а при длине свинчивания S уменьш ать на одну сте­ пень точности по сравнению с допусками, установленными для длины свинчивания N .

Соответствие полей допусков наружной и внутренней резь­ бы классам точности и длинам свинчивания приведены в табл. 3.22.

298

Примечания:

1.Выделенные подчеркиванием поля допусков предпочтительны.

2.Применение полей допусков, заключенных в скобки, следует по возможности ограничить.

3.При длинах свинчивания S и L допускаются поля допусков, установленные при длинах свинчивания N.

*Только для резьбы с шагом Р > 0,8 мм

Обозначение поля допуска резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра резьбы, помещаемого на пер­ вом месте, и поля допуска диаметра выступов резьбы (наруж ­ ный диаметр винта и внутренний диаметр гайки).

Таким образом, для внутренней резьбы (гайки) поля до­

пуска внутренней резьбы по диаметру D2 (5Н) и поле допуска внутренней резьбы по диаметру D 1 (6Н).

Если обозначение поля допуска диаметра выступов совпа­ дает с обозначением поля допуска среднего диаметров, то в общем обозначении оно не повторяется. Например, обозначе­ ние 6з - поля допусков наружной резьбы (винта) по диамет­ рам d2 и d.

Обозначение резьбовой посадки или поля допуска резьбы пишут за обозначением размера резьбы, отделяя его знаком «тире». Посадка в резьбовом соединении обозначается дробью, в числителе которой указы вается обозначение полей допусков

метрическая, номинальный диаметр резьбы 12 мм; 6 Н - поле допуска внутренней резьбы (гайки) по среднему и внутренне­ му диаметрам; 6g - поле допуска наружной резьбы (винта) по среднему и наружному диаметрам. Крупный шаг в обозначе­ нии резьбы можно указывать (М 12 х 1,75 —6 H /6 g ) или не ука ­ зывать (М12 —6H /6g), а мелкий шаг указываю т обязательно числовым значением в миллиметрах без обозначения единиц (например, М 10 х 1 —6 H /6 g ).

299

Отсутствие поля допуска в обозначении резьбы означает, что нормы точности назначены по классу «средний» и это соот­ ветствует полям допусков 6h для наруж ны х резьб с номиналь­ ными диаметрами до 1,4 мм вклю чительно и 6g для резьб с номинальны ми диаметрами 1,6 мм и более, а для внутренних резьб полям допусков 6Н для резьб с номинальными диамет­ рами до 1,4 мм и 6Н для резьб с номинальными диаметра­ ми 1,6 мм и более. Однако такое обозначение нежелательно, поскольку предпочтительный вариант вклю чает обозначения полей допусков.

Нормальную длину свинчивания (N) в обозначении не указы ваю т. Длины свинчивания, отличающ иеся от нормаль­ ной, указы ваю т соответствующими литерами (для группы

ющей длину свинчивания, в скобках может быть проставлено ее значение в миллиметрах без обозначения единиц, например, M l 2 —6 Н /6 g — L (30).

При обозначении многозаходной метрической резьбы ука­ зывается буква М , номинальный диаметр резьбы, буквы Ph и значение хода резьбы, буква Р и значение шага. Например, условное обозначение двухзаходной резьбы с номинальным диа­ метром 16 мм, ходом 3 мм и шагом 1,5 мм: M l 6 xPh8 Р1,5 - 6g или М 16хР/гЗ Р1,5 (два захода) - &g. ]

В конце обозначения левой резьбы после тире ставят литеры L H , например М 10 - 6Н - L H - обозначение внутренней левой метрической резьбы с крупным шагом, М 10 х 1 - 6Н - LH - обозначение внутренней левой метрической резьбы с мелким шагом.

Обозначение многозаходной левой метрической резьбы имеет следующий вид: М 16 х P h 3 1,5 - QH/Qg - L H , где но­ м инальны й диаметр 16 мм, ход резьбы (Ph) 3 мм, ш аг резьбы

(Р) 1,5 мм, 6H /6 g - резьбовая посадка и L H - левая резьба. Резьбовые посадки с натягом (ГОСТ 4608-81) предусмотрены для метрических резьб с диаметрами от 5 мм до 45 мм и шагами от 0,8 мм до 3 мм. Эти посадки предназначены для сопряжений наруж ных резьбовых деталей (шпилек) из стали, с резьбовыми отверстиями в деталях из стали, высокопрочных и титановых

300