11.1. Основные термины и определения
Метрические крепежные резьбы применяются для неподвижного соединения деталей. Требования к основным элементам резьбы устанавливает ГОСТ 11708-82.
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.
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 рисунке 90.
Номинальный диаметр – диаметр, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при ее обозначении.
Ход резьбы (t) – 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.
Рис. 90. Номинальный профиль метрической резьбы
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 24705-81, диаметры и шаги ГОСТ 8724-81, профиль резьбы ГОСТ 9150-81. ГОСТ 8724-81 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.
12.2. Взаимозаменяемость цилиндрических резьб
Под взаимозаменяемостью резьбовых соединений понимается их свинчиваемость и обеспечение прочности соединения. На рис. 91 приведен профиль и предельные контуры резьбового соединения, у которого величина минимального зазора равна нулю.
Рис. 91. Поля допусков болта и гайки
Из всех параметров резьбы решающее влияние на свинчиваемость оказывает соединение по боковым сторонам резьбы, то есть сочетание предельных размеров среднего диаметра (см. рис. 91). Помимо этого на свинчиваемость резьбы оказывает влияние погрешность шага и угла профиля. Однако эти ошибки можно скомпенсировать соответствующим изменением среднего диаметра. Исключение погрешности угла профиля наружной и внутренней резьбы и свинчиваемость можно обеспечить увеличением среднего диаметра внутренней или уменьшением среднего диаметра наружной резьбы. Естественно соответствующая коррекция размеров средних диаметров наружной и внутренней резьбы должна быть выполнена в допустимых пределах. Аналогичным образом можно скомпенсировать погрешность шага. Поэтому отдельно допуски на угол профиля и шаг в резьбах образующих, посадки с зазором не регламентируются, а приводятся суммарные допуски на так называемый приведенный средний диаметр. Под приведенным средним диаметром резьбы понимают средний диаметр воображаемой идеальной резьбы, которая плотно, без взаимного смещения или натяга, сопрягается с реальной резьбой по боковым сторонам. Допуск на приведенный средний диаметр резьбы учитывает погрешности собственно среднего диаметра, угла профиля и шага.
В последующем изложении вместо термина наружной и внутренней резьбы используются синонимы болт и гайка.
Для болта: Td2 = d2 + f + fP,
Для гайки: TD2 = D2 + f + fP, где
Td2, TD2 - суммарные допуски среднего диаметра наружной и внутренней резьбы,
d2, D2 - допускаемые отклонения собственного среднего диаметра наружной и внутренней резьбы,
f - диаметральная компенсация погрешности угла профиля,
fP - диаметральная компенсация погрешности шага.
Для метрической резьбы: f = 0,36P/2, а fP = 1,732P. Разность Td2(TD2) – (f+ fP) представляет собой часть суммарного допуска среднего диаметра, которая может быть использована как допуск собственно среднего диаметра при наличии отклонений шага и угла профиля. Наряду с суммарным допуском на приведенный средний диаметр установлены допуски на наружный диаметр наружной резьбы и внутренний диаметр внутренней резьбы. Допуски на наружный диаметр гайки и внутренний диаметр болта стандартом не установлены. У гайки установлены только наименьшее значение наружного диаметра, а у болта – наибольшее значение внутреннего диаметра. Формы впадины резьбы гайки и болта могут выполняться как плоско срезанная, так и закругленная.