Нормирование точности и технические измерения
.pdfнеподвижных 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». |
У |
В основу профиля резьбы положен исходный треугольник |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
резьбы (рис. 3.98) с углом профиля 60° и высотой Н . |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.98. |
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
||
Н минальный профиль метрической резьбы |
|||||||||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
К основным |
|
араметрам метрической резьбы относятся: |
|||||||||
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
диаметр воображаемого |
||
Ср дний диаметр резьбы (d2, D 2) - |
|||||||||||
соосногоес резьбой цилиндра, образующая которого пересека |
|||||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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. |
Т |
|
Высота исходного профиля (Н) - высота остроугольного
Н |
Усторон про |
проф иля, полученного при продолжении боковых |
ф иля до их пересечения.
Д ли н а свинчивания (I) - |
длина соприкосновенияБ |
винтовых |
||||
|
|
|
|
|
и |
|
поверхностей наруж ных и внутренн х резьб в осевом сечении. |
||||||
ГОСТ 8724-81 устанавливает дйаметры резьбы от 0,25 до |
||||||
600 мм и ш аги от 0,075 |
до |
|
|
|||
|
6 мм. Установлено 3 ряда диамет |
|||||
ров метрической резьбы. П |
и выборе диаметра резьбы следует |
|||||
|
|
т |
рму, второй - третьему. |
|||
первый ряд предпочи а ь в |
||||||
У резьбы с мелким и ш агами одному и тому же наружному |
||||||
диаметру могут соотве с вовать разные ш аги. |
|
|||||
Нормирование |
|
|
резьбовых поверхностей можно |
|||
|
о |
|
|
|
|
|
рассмотреть на примереточностиметрических резьб, предназначенных |
||||||
для резьбовых сзпряж ений с зазором, с натягом и с переход |
||||||
ными посадками. |
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
Д ля об с чения свинчиваемости действительные контуры |
||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
Рабочая высота профиля Н - высота соприкосновения
сторон профиля наружной и внутренней резьб в направлении, перпендикулярном оси резьбы.
свинчива |
пмых 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 |
Т |
|
любых одноименных боковых |
||
|
Н |
бо |
сторон профиля (расположенными на линии пересеченияУ |
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,Бполученной за |
счет |
уменьшения среднего диаметра резьбы болта или увеличения |
|
среднего диаметра резьбы гайк : |
й |
S —D2tи—d2l. |
|
Отклонением угла наклрна |
боковой стороны профиля |
о т резьбы называется иразн с ь между действительным и номи
нальным значениями а /2 . Эта погрешность может быть вы звана погрешностьюзполного угла профиля, погрешностью по ложения пр филяотносительно оси детали. Эта погрешность может явитьсяпследствием ошибок профиля резьбообразую щего инструмента и неточности его установки.
толькоРепри 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.
Свинчивание без натяга резьбовых деталей, имеющих по грешность угла наклона боковой стороны профиля, возможно
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
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
й |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
погрешностей профилей |
|||||||
Рис. 3.99. Диаметральные компенсац |
|||||||||||||
|
|
|
|
ороны |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
т |
езьбы:и |
|
|
|
|
|
|||
|
а —диаметральная к мпенсация отклонения шага резьбы; |
|
|||||||||||
б - диаметральная компенсация |
тклонения угла наклона боковой |
||||||||||||
|
|
|
и |
|
|
профиля |
|
|
|
|
|
||
|
|
з |
с |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
fp и |
/ а дают возможность |
опре |
|||||||
Зависимости для расчетов |
|||||||||||||
делить |
о |
|
|
|
Р |
и |
а /2 |
на резьбовые |
детали в |
||||
действие тклонений |
|||||||||||||
одном |
п |
|
|
|
|
|
|
|
и привести их |
к |
одно |
||
(диаметральном) направлении |
му параметруе — диаметру резьбы. Для упрощ ения контроля резьб и расч та допусков на них введено понятие приведенно го среднРго 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:
^2прив |
^2и зм |
^ а ’ |
а приведенный средний диаметр внутренней резьбы
^ 2 п р и в |
^ 2 и з м |
^ а ) ? |
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 отклоненияУ этих параметров резьбовых поверхностей, предназначенных
для образования посадок с зазором, раздельно не нормируют.
Стандарт устанавливает только суммарный допуск на средний
диаметр, т.е. |
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Td2(TD2) = A d2(AD2) + fp + fa. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
Суммарный допуск среднего диаметра наружной резьбы - |
|||||||||
это допуск, верхний предел которого ограничиваетБ |
значение |
||||||||
приведенного среднего диаметра, а н ж ний предел - |
значение |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
собственно среднего диаметра. Суммарный допуск среднего ди |
|||||||||
аметра внутренней резьбы - |
это допуск, нижний предел кото |
||||||||
рого ограничивает значение п |
иведенного среднего диаметра, а |
||||||||
верхний предел - значение србственно среднего диаметра. |
|||||||||
Суммарный |
допуск |
пределяет положение двух |
предель |
||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
ных контуров для резьбы болта и двух предельных контуров |
|||||||||
для резьбы гайки. |
т |
|
|
|
|||||
В основу классифиикации резьб по. точности и посадкам по |
|||||||||
ложены |
|
|
|
среднегоз |
диаметра и характер сопряж ения по |
||||
боковым стор |
нам профиля. |
|
|
|
|||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
||
|
Система посадок метрических резьб |
|
|||||||
|
допуск |
|
|
|
|
|
|
||
Все резьбы |
|
общего назначения соединяются по боковым по |
верхностям.Р 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). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
о |
и |
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 3.100. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расположение прлей допусков резьбовой посадки |
|||||||||||||||
|
|
|
и |
с заз ром |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
з |
т |
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.21 |
||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Степени точности метрических резьб |
|
|
|||||||||||
|
п |
|
|
|
|
|
|
Степень точности |
|||||||
Вид резьбы |
Диаметр резьбы |
|
|
||||||||||||
Наружная |
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
4, |
6, |
8 |
|
|
|
|
|
|
D2 |
|
|
3, |
4, |
5, |
6, |
7, |
8, |
9, |
10* |
||
е |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
И |
|
|
|
4, б, 6, |
7, 8, 9* |
|
|||||||
Внутренняя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
И |
|
|
|
|
4, |
5, 6, |
7, 8 |
|
^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
Номинальный профиль |
Номинальный профиль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
б |
|
|
|
Рис. 3.101. Схемы полей допусков внутренней резьбы: |
|||||||||||
|
a - с основными отклонен ями Е, F, G; |
|
|||||||||
|
|
|
б - |
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
с основным отклонениемй Н |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
о |
|
Н о м инальны й проф иль |
|||
|
Н ом инальны й п роф иль |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
б |
Рис. 3.102. Схемы полей допусков наружной резьбы: a - с основными отклонениями d, е, /, g;
б - с основным отклонением h
297
Д ля |
наруж ной и |
внутренней резьбы кроме степеней точ |
ности |
установлены |
такж е три класса точности, условно на |
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 грубогоУклас са точности получают такж е методами пластическогоТ дефор
м ирования и с помощью других технологических процессов.
садки с увеличенным гарантированным зазором, например, в следую щ их случаях:
- для соединений деталей, работающих при высокой темпе
Д ля крепеж ны х резьб иногда применяюНт резьбовые по
ратуре (для компенсации температурных деформаций, предо |
|
хранения соединений от заедания и обеспеченияБ |
возможности |
и |
|
разработки деталей без повреж ден я); |
|
р |
легкой свин- |
- при необходимости обеспеченйя быстрой и |
чиваемости деталей (даже п нал чии небольшого загрязне ния или повреждения резьбы)о.
вания: короткие S, нормальные N и длинные L.
ГОСТ 16093 устанавливаетт такж е три группы длин свинчи
При одном и том ж е классе точности допуск среднего диа |
||||||||
метра резьбы при дл не свинчивания L рекомендуется увели |
||||||||
|
|
|
по |
|
S уменьш ать на одну сте |
|||
чивать, а при длинеисвинчивания |
||||||||
пень точности |
зсравнению с допусками, установленными |
|||||||
для длины свинчивания N . |
|
|
|
|
||||
|
е |
|
|
|
|
|
|
|
Соотв тствие полей допусков наружной и внутренней резь |
||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
бы классампточности и длинам свинчивания приведены в табл. |
||||||||
3.22. |
|
|
|
|
|
|
Таблица 3.22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Классы точности резьбовых поверхностей |
|
|||||
Класс |
|
|
Длина свинчивания |
Длина свинчивания |
||||
|
|
наружной резьбы |
внутренней резьбы |
|||||
точности |
|
|
||||||
|
S |
N |
L |
S |
N |
L |
||
|
|
|
||||||
Точный |
(ЗМ/г) 4g; 4h |
(5h4h) |
4Н |
4Я5Я; |
6Я |
|||
|
|
|
|
|
|
|
5Я |
|
298
Средний |
5g6g |
6d; ве; |
(7e6e); |
(5G); Ш |
6G; Ш |
(7G); 7H |
|
|
|
(6h6h) |
6/; figi |
7g6g; |
|
|
|
|
|
|
6h |
(7h6h) |
|
|
|
Грубый |
|
8g (8НГ |
(9g8g) |
1 |
7G; 7H |
8G; 8Я |
|
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. |
У |
||||||
* 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 резьбыТ |
(наруж |
|||
|
|
|
Б |
|
ный диаметр винта и внутренний диаметр гайки). |
|
|||
Таким образом, для внутренней резьбыН(гайки) |
поля до |
|||
пусков задаются на средний |
D2 и |
й |
|
|
внутренний D 2 диаметры; |
||||
|
и |
|
|
|
для наружной резьбы (винта) - на средний d 2 и наруж ны й d |
||||
диаметры. Например, в обозначен |
|
5Н 6 Н указаны |
поле до |
|
р |
|
|
|
|
пуска внутренней резьбы по д |
аметру D2 (5Н) и поле допуска |
|||
внутренней резьбы по диамет |
у D 1 (6Н). |
|
Если обозначение поля д пуска диаметра выступов совпа
дает с обозначением поля д пуска среднего диаметров, то в |
|
|
и |
общем обозначении оно неоповторяется. Например, обозначе |
|
|
з |
ние 6з - поля допусковтнаружной резьбы (винта) по диамет |
|
рам d2 и d. |
о |
|
Обозначение ре ьбовой посадки или поля допуска резьбы пишут за об значением размера резьбы, отделяя его знаком «тире». Посадка в резьбовом соединении обозначается дробью,
в числит |
которой указы вается обозначение полей допусков |
|
п |
внутр нн й р зьбы, в знаменателе - наружной резьбы. |
Так,Рлев обозначении М 12 —6 H /6 g М означает, что резьба 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 |
Т |
группы |
литерами (для |
||
длин свинчивания: короткие - S и |
Н |
|
длинные - L),Укоторые |
||
пиш ут после обозначения поля допуска резьбы или |
обозна |
чения посадки, отделяя его знаком «тире», например, обо
значение внутренней резьбы M10 — 6 H — L или |
резьбового |
сопряжения М 12 х 1,75 —6 H / 6 g — L. После литеры, |
обознача |
ющей длину свинчивания, в скобках можетБбыть проставлено |
ее значение в миллиметрах без обозначения единиц, например, |
||
M l 2 —6 Н /6 g — L (30). |
й |
|
При обозначении многозаходной метрической резьбы ука |
||
|
и |
буквы Ph |
зывается буква М , номинальный диаметр резьбы, |
||
и значение хода резьбы, |
букварР и значение шага. |
Например, |
условное обозначение двухзах дной резьбы с номинальным диа |
||||
|
|
|
о |
|
метром 16 мм, ходом 3 мм и шагом 1,5 мм: M l 6 xPh8 Р1,5 - 6g |
||||
|
|
|
т |
] |
или М 16хР/гЗ Р1,5 (два захода) - &g. |
||||
В конце об наченияилевой резьбы после тире ставят литеры |
||||
L H , например Мз10 - 6Н - L H - обозначение внутренней левой |
||||
метрической резьбы с крупным шагом, М 10 х 1 - 6Н - LH - |
||||
обознач |
|
о |
|
|
|
внутренней левой метрической резьбы с мелким |
|||
шагом. |
|
п |
|
|
Обознач ние многозаходной левой метрической резьбы |
||||
|
ние |
|
1,5 - QH/Qg - L H , где но |
|
имеет следующий вид: М 16 х P h 3 |
||||
Р |
|
|
|
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