Поле допуска резьбы 6g и 6е разница. Поля допусков метрической резьбы. Основные отклонения диаметров резьбы

Система допусков на резьбу должна обеспечивать как свинчиваемость, так и прочность резьбового соединения. Наиболее широко применяются соединения с зазорами, однако могут быть соединения с натягами и с переходными посадками.

Система допусков для посадок с зазором установлена ГОСТ 16093. Все отклонения и допуски отсчитываются от номинального профиля в направлении, перпендикулярном оси резьбы (см.рис.5.2).

По ГОСТ 16093 установлены степени точности на средний диаметр резьбы с 3-й по 10-ю в порядке убывания точности. В качестве основного принят допуск 6-й степени точности. Резьбы 6-й степени могут быть получены фрезерованием, нарезанием резцом, гребенкой, метчиком, плашкой, при накатывании роликом. Более точные степени требуют после операций нарезания применять шлифование профиля резьбы. Степени 3,4,5 используются для коротких резьб с мелким шагом. Для резьб с крупным шагом, при увеличенной длине свинчивания, рекомендуется применять 7-ю или 8-ю степень точности.

В табл. 5.3 даны допуски среднего диаметра болта - Td 2 , а в табл.5.4 допуски среднего диаметра гайки - TD 2 . Кроме этого, для болта установлены допуски по наружному диаметру - Td (4, 6, 8 степени точности), а для гайки допуски по внутреннему диаметру - TD 1 (4, 5, 6, 7, 8 степени точности) (см. табл.5.5). По ГОСТ 16093 допуски на шаг резьбы и угол профиля не установлены, возможные отклонения по ним допускаются за счет изменения среднего диаметра резьбы и введения диаметральных компенсаций. Геометрически средний диаметр, шаг и угол профиля взаимосвязаны. Поэтому стандартный (табличный) допуск на средний диаметр является суммарным и определяется по формуле:

Td 2 (TD 2)=T’d 2 (T’D 2)+fp+fa,

где T’d 2 (T’D 2) – допуск на средний диаметр болта (гайки);

fp – диаметральная компенсация погрешностей по шагу;

fp=DPn* ctga/2 , при a=60° fp =1,732DPn ;

DPn - погрешность шага, в мкм, на всей длине свинчивания;

fa - диаметральная компенсация погрешностей половины угла профиля;

При a =60° fa =0,36Р Da/2

(угловые минуты);

Погрешность половины угла наклона боковой стороны профиля - Da/2 определяется как среднее арифметическое абсолютных величин отклонений правой и левой половин угла профиля резьбы.

Вводится понятие – приведенный средний диаметр – диаметр условной идеальной резьбы. Это значение измеренного среднего диаметра d 2 изм (D 2 изм), увеличенное для наружной резьбы (или уменьшенное для внутренней) на суммарную диаметральную компенсацию погрешностей по шагу и погрешностей половины угла профиля. d 2пр = d 2изм +(fp +fa ); D 2пр =D 2изм - (fр+fa ).

Для обеспечения свинчиваемости средний диаметр болта необходимо уменьшить, а средний диаметр гайки увеличить в процессе обработки. Оценка годности резьбы производится набором калибров. Проходная сторона которого,имеет полный профиль и проверяет приведенный средний диаметр d 2 пр (D 2пр ). (см. рис. 5.3). Непроходной калибр имеет укороченную длину профиля и срезанный виток, контролирует наименьший средний диаметр у болта или наибольший у гайки.

Условия годности резьбы по среднему диаметру: условие прочности и условие свинчиваемости:

для болта d 2 изм ³ d 2 min , d 2 пр £ d 2 max ;

для гайки D 2 изм £ D 2 max , D 2 пр ³ D 2 min ;

Положение полей допусков определяется значением основных отклонений. Для наружной резьбы предусмотрено пять верхних отклонений - еs - («в тело»), обозначаемых в порядке возрастания зазора буквами - h; g; f; e; d .

Для внутренней резьбы - четыре нижних отклонения EI - («в тело»), обозначаемых - H; G; F; E (см. табл. 5.6 и см. рис. 5.4).

Т а б л и ц а 5.1

Диаметры и шаги по ГОСТ 8724

Номинальный диаметр d	Шаг резьбы Р	Номинальный диаметр d	Шаг резьбы Р
1-й ряд	2-й ряд	3-й ряд	Крупный	Мелкий	1-й ряд	2-й ряд	3-й ряд	Крупный	Мелкий
			0,8	0,5
				0,75; 0,5				5,5	4 и др.
			1,25	1; 0,75				-	2; 1,5
			1,5	1,25 и др.				-	2; 1,5
			1,75	1,5 и др.					4 и др.
				1,5 и др.				-	2; 1,5
	18; 22		2,5	2 и др.	72;80			-	6 и др.
				2 и др.				-	2; 1,5
			-	2 и др.				-	6 и др.
			3,5	2 и др.				-	6 и др.
			-	1,5				-	6 и др.
				3 и др.				-	6 и др.
			-	1,5				-	6 и др.
			4,5	3 и др.				-	6 и др.
				3 и др.				-	6 и др.
			-	1,5				-	6 и др.
				3 и др.				-	6 и др.
			-	2; 1,5				-	6 и др.

Т а б л и ц а 5.2

Размеры диаметров метрической резьбы по ГОСТ 24705

Шаг резьбы, мм	Диаметр резьбы	Внутренний диаметр болта по дну впадин d 3
Средний диаметр d 2 (D 2)	Внутренний диаметр d 1 (D 1)
0,5	d - 1+0,675	d - 1+0,459	d - 1+0,386
0,75	d - 1+0,513	d - 1+0,188	d - 1+0,080
0,8	d - 1+0,480	d - 1+0,134	d - 1+0,018
	d - 1+0,350	d - 2+0,917	d - 2+0,773
1,25	d - 1+0,188	d - 2+0,647	d - 2+0,466
1,5	d - 1+0,026	d - 2+0,376	d - 2+0,160
1,75	d - 2+0,863	d - 2+0,106	d - 3+0,853
	d - 2+0,701	d - 3+0,835	d - 3+0,546
2,5	d - 2+0,376	d - 4+0,294	d - 4+0,933
	d - 2+0,051	d - 4+0,752	d - 4+0,319
3,5	d - 3+0,727	d - 4+0,211	d - 5+0,706
	d - 3+0,402	d - 5+0,670	d - 5+0,093
4,5	d - 3+0,077	d - 5+0,129	d - 6+0,479
	d - 4+0,752	d - 5+0,587	d - 7+0,866
5,5	d - 4+0,428	d - 6+0,046	d - 7+0,252
	d - 4+0,103	d - 7+0,505	d - 8+0,639

. Рис.5.2. Расположение полей допусков по профилю резьбы болта
Т а б л и ц а 5.3

Допуск среднего диаметра болта Тd 2 , мкм, по ГОСТ 16093

Номинальный диаметр резьбы d , мм	Шаг Р , мм	Степень точности
Свыше 5,6 до 11,2	0,5						(132)	-	-
0,75						(160)	-	-
1,25
1,5
Свыше 11,2 до 22,4	0,5						(140)	-	-
0,75						(170)	-	-
1,25
1,5
1,75
2,5
Свыше 22,4 до 45	0,5						-	-	-
0,75						(180)	-	-
1,5
3,5
4,5
Свыше 45 до 90	0,5						-	-	-
0,75						-	-	-
1,5
5,5
Свыше 90 до 180							-	-	-
1,5

Примечания: 1. Значения, указанные в скобках, по возможности не применять.

2. Для деталей из пластмасс использовать 10-ю степень точности.

Т а б л и ц а 5.4

Допуски среднего диаметра гайки Тd 2 , мкм, по ГОСТ 16093

Номинальный диаметр резьбы d , мм	Шаг Р , мм	Степень точности
Свыше 5,6 до 11,2	0,5					-
0,75					-
1,25
1,5
Свыше 11,2 до 22,4	0,5					-
0,75					-
1,25
1,5
1,75
2,5
Свыше 22,4 до 45	0,5				-	-
0,75					-
1,5
3,5
4,5
Свыше 45 до 90	0,5				-	-
0,75				-	-
1,5
5,5
Свыше 90 до 180						-
1,5

Т а б л и ц а 5.5

Допуски диаметров d и D 1 , мкм

Шаг Р , мм	Степень точности
Наружная резьба Тd	Внутренняя резьба TD 1
0,5			-					-
0,75			-					-
0,8
1,25
1,5
1,75
2,5
3,5
4,5
5,5

Примечаниe: Другие степени точности для диаметров d и D 1 не применяются.

Т а б л и ц а 5.6

Числовые значения основных отклонений диаметров наружной и внутренней резьбы, мкм, по ГОСТ 16093

Шаг резьбы Р , мм	Наружная резьба, es для d и d 2	Внутренняя резьба, EI для D и D 1
d	e	f	g	E	F	G
0,5	-	-50	-36	-20	+50	+36	+20
0,75	-	-56	-38	-22	+56	+38	+22
0,8	-	-60	-38	-24	+60	+38	+24
	-90	-60	-40	-26	+60	+40	+26
1,25	-95	-63	-42	-28	+63	+42	+28
1,5	-95	-67	-45	-32	+67	+45	+32
1,75	-100	-71	-48	-34	+71	+48	+34
	-100	-71	-52	-38	+71	+52	+38
2,5	-106	-80	-58	-42	+80	-	+42
	-112	-85	-63	-48	+85	-	+48
3,5	-118	-90	-	-53	+90	-	+53
	-125	-95	-	-60	+95	-	+60
4,5	-132	-100	-	-63	+100	-	+63
	-132	-106	-	-71	+106	-	+71
5,5	-140	-112	-	-75	+112	-	+75
	-140	-118	-	-80	+118	-	+80

Примечаниe: Основные отклонения для h и Н равны 0.

Т а б л и ц а 5.7

Длины свинчивания для групп S; N; L по ГОСТ 16093

Номинальный диаметр резьбы d , мм	Шаг Р , мм	Длина свинчивания, мм
S	N	L
До	Свыше	До	Свыше
Свыше 5,6 до 11,2	0,5	1,6	1,6	4,7	4,7
0,75	2,4	2,4	7,1	7,1
1,25
1,5
Свыше 11,2 до 22,4	0,5	1,8	1,8	5,5	5,5
0,75	2,8	2,8	8,3	8,3
	3,8	3,8
1,25	4,5	4,5
1,5	5,6	5,6
1,75
2,5
Свыше 22,4 до 45	0,5	2,1	2,1	6,3	6,3
0,75	3,1	3,1	9,5	9,5
1,5	6,3	6,3
	8,5	8,5
3,5
4,5
Свыше 45 до 90		4,8	4,8
1,5	7,5	7,5
	9,5	9,5
5,5
Свыше 90 до 180	1,5	8,3	8,3

Примечаниe: Номинальные диаметры в указанных пределах выбирать по табл. 5.1.

Гайка 2 DP =0 Da /2=0

	а)		б)

а)

Рис. 5.3. Схемы расположения полей допусков по среднему диаметру:

а - болта, б - гайки

Поле допуска метрической резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра (d 2 или D 2), указанного на первом месте, и обозначения поля допуска наружного диаметра для болта d и поля допуска внутреннего диаметра для гайки D 1: Например: 7g 6g ; 5H 6H .

Если обозначение поля допуска диаметра выступов совпадает с обозначением поля допуска среднего диаметра, то оно в обозначении поля допуска резьбы не повторяется: 6g ; 6H

Точность резьбы зависит от длины свинчивания, (длины участка взаимного перекрытия наружной и внутренней резьбы в осевом направлении), так как чем длиннее резьба, тем больше накопленная погрешность шага. Три группы длин свинчивания устанавливает ГОСТ 16093: S - короткие; N - нормальные; L - длинные (см. табл.5.7). Для нормальной (N ) длины высота гайки равна 0,8d .

Нормальная длина свинчивания в обозначении резьбы не указывается, в остальных случаях необходимо указывать длину свинчивания, например:

М18 х 1,5-4Н 5Н -LH - гайка, шаг 1,5; D = 18; TD 2 по 4Н , TD 1 по 5Н , резьба левая; (завинчивают против часовой стрелки);

M18-6H - гайка с крупным шагом р = 2,5, 6-й степени точности: с основным отклонением Н для среднего и внутреннего диаметров;

M18-6g -40 - болт с крупным шагом р = 2,5, 6-й степени точности с основным отклонением g , для среднего и наружного диаметров, длина свинчивания 40 мм. В соответствии со сложившейся ранее практикой поля допусков условно сгруппированы в три класса точности и рекомендованы к применению в зависимости от длины свинчивания (см. табл. 5.8).

Рис. 5.4. Основные отклонения метрической резьбы с зазором:

а – для наружной; б – для внутренней

Т а б л и ц а 5.8

Поля допусков метрической резьбы с зазором по ГОСТ 16093

(ограниченный отбор)

Точный N ; 4h 4H 5H ; 5H L (5h 4h ) 6H S 5g 6g ; (5h 6h ) (5G ); 5H

6g

6H

Средний N 6d ; 6e ; 6f ; ; 6h 6G ; L (7e 6e ) 7g 6g (7h 6h ) (7G ); 7H S ----------- ----------- Грубый N 8g ; (8h ) 7G ; 7H L (9g 8g ) (8G ); 8H

Примечания: 1. В рамку заключены предпочтительные поля допусков.

2. Применение полей допусков, заключенных в скобки, не рекомендуется.

Точный класс применяется для резьбы с мелким шагом, для точной кинематической резьбы приборов и для резьбообразующего инструмента

Средний класс получил наибольшее применение. В машиностроении наиболее часто для резьбы с мелким шагом используют – для болтов поле допуска 5g6g, а для гайки – 5Н.

Грубый класс применяется для резьбы в длинных глухих отверстиях, при пониженных требованиях к точности.

Для метрической резьбы предусмотрены три класса точности

*Поля допусков предпочтительного применения.

Для трапецеидальной резьбы установлены два класса точности – средний и грубый, для упорной – кл.1 и кл.2, для трубной цилиндрической классы точности А и В.

1. Основные типы крепежных деталей.

Основными типами резьбовых крепежных деталей являются болты, винты, шпильки и гайки.

Для соединения деталей применяются болты, винты с гайками (П6а), винты (П6б), шпильки с гайками (П6в).

Болты и винты по форме головки разделяются на три группы:

с головкой, захватываемой инструментом снаружи;

с головкой, захватываемой инструментом с торца;

с головкой, препятствующей повороту болта.

Наибольшее распространение получили шестигранные головки (встречаются квадратные и др.), захватываемые ключом снаружи (П7а, б, в).

Головки с торцевым захватом изготавливаются с внутренним шестигранником или квадратом, шлицем под обычную отвертку (П7г) и с крестообразным шлицем.

Для фиксации положения деталей и предотвращения их взаимного сдвига применяют установочные винты (П7. 2Б). По характеру действия – это нажимные винты, работающие на сжатие, изготавливают их короткими с резьбой по всей длине.

К специальным болтам относятся:

Откидные (П7. 2в), болты с о станочным обработанным пазом (П7. 2а), конические (ГОСТ 15163 – 69), грузовые (П7. 3в рым-болт) и т.д.

Шпилькой называется цилиндрический стержень, снабженный резьбой на обоих концах (П7. 2г). Шпильки рекомендуется применять в тех случаях, когдасоединение подвергаетсячастой разборке и сборке, и резьба в детали в силу свойств материала (чугун, легкие сплавы и т.п.) не обладает прочностью и износостойкостью.

Основным типом гаек являются шестигранные (П7. 4б, в, г).

Высота нормальных гаек Н=0,8d, при частом завинчивании и отвинчивании и больших силах применяют высокие гайки Н=(1,2…1,6)d.

Гайки, подлежащие стопорению с помощью шплинтов, выполняют корончатыми или прорезными (П7. 4г) с увеличенной высотой.

Гайки, часто завинчиваемые и отвинчиваемые при малой силе затяжки, выполняют с накаткой (П7. 5б) или в виде барашка (П7. 5б) для завинчивания вручную.

Для предохранения крепёжных деталей от коррозии или улучшения внешнего вида их подвергают различным покрытиям.

Виды и условное обозначение покрытий болтов, винтов, шпилек и гаек.

Таблица 2

Обозначения

Виды покрытий

Без покрытия

Цинковое с хроматированием

Кадмиевое с хроматированием

Никелевое: многослойное – медь – никель

Многослойное – медь – никель – хром

Фосфатное с промасливанием

Оловянное

Цинковое

Окисное анодированное с хроматированием

Пассивное

Серебряное

Болты, винты, шпильки и гайки обозначаются по следующей схеме:

Болт 2М12 x 1,25.6 dx 60.58.С.029 ГОСТ.

Поле допуска 8q, 8H, крупный шаг резьбы, исполнение 1, вид покрытия 00 (без покрытия) в обозначении не указывается.

Классы прочности болтов и материалы резьбовых деталей.

Таблица 3

Класс прочности	Временное сопротивление σ u , МПа		Предел текучести σ y , МПа не менее	Марка стали
	наименьшее	наибольшее
				Ст.3кп;ст.3сп
				10; 10кп; 20;
				35;35х;38ха;45Г
				40Г2; 40Х; 16ХСН; 30ХГСА
					40Х; 30ХГСА
					35ХГСА; 40ХН2МА

Примечание:

Класс прочности обозначается двумя числами. Первое число, умноженное на 100, определяет величину минимального предела прочности в МПа; второе число, умноженное на 10, - отношение σ y /σ u в %; произведение чисел, умноженное на 10, определяет величину предела текучести σ y в MПа.

Определение длины: (см. журнал лабораторных работ).

Болта l = ∑δ + S + H + a + c

Винта l = δ + l 1 + S

Шпильки l = δ + S + H + a + c

∑δ – суммарная толщина скрепляемых деталей;

δ – толщина детали;

l 1 – глубина завинчивания винта (шпильки);

S – толщина шайбы;

Н = 0,8d – высота гайки;

а – выход конца болта из гайки;

с – величина фаски.

Запас нарезки, глубина сверления и другие элементы резьбовых соединений для метрической резьбы:

Шаг резьбы р мм	Запас глубины сверления L 1 мм	Выход конца винта из гайки а мм	Фаска с мм	Шаг резьбы р мм	Запас глубины сверления L ,мм	Выход конца винта из гайки а мм	Фаска с мм

Глубину завинчивания винтов и шпилек принимают:

В стальном корпусе l 1 = (0,8 . . . 1,0)d

В чугунном корпусе l 1 = (1,3 . . . 1,4)d

В алюминиевый сплав l 1 = (2,0 . . . 2,5)d

где d – диаметр резьбы.

Определение глубины сверления для винта и шпильки

где L – глубина сверления;

l 1 – глубина завинчивания винта или шпильки;

L 1 – запас глубины сверления.

Примечание:

Необходимые величины l 1 ; L; S; H; a и с принимают по соответствующим стандартам. При отсутствии стандартов – по эмпирическим соотношениям и по приведённой таблице.

При скреплении деталей из мягких сплавов, например, алюминиевых, кроме пружинной шайбы необходимо учитывать толщину подкладной шайбы.

Класс точности резьб

Согласно ГОСТу 9253-59 для всех метрических резьб установлены три класса точности, и как исключение 2а (только для резьбы с мелким шагом).

Наиболее точная резьба 1-го класса. В тракторах и автомобилях применяются резьбы 2 и 3-го классов. На чертежах класс резьбы проставляется после шага. Например: М10х1 – кл. 3; М18 – кл. 2, что означает: резьба метрическая 10, шаг 1, класс точности резьбы – 3; резьба метрическая 18 (крупная), класс точности резьбы – 2-й.

По отмеченным стандартам метрической резьбы для мелких резьб были установлены шесть степеней точности, которые обозначаются буквами:

с; d; e; f; h; k – для наружных резьб;

C;D; E; F; H; K – для внутренних резьб.

Степени точности с; d (C; D) примерно соответствуют 1 классу; e; f (E; F) – 2 классу; h; k (H; K) – 3 классу.

Для трубной цилиндрической резьбы установлены 2 класса точности 2 и 3-й. Отклонения размеров трубной цилиндрической резьбы даны в ГОСТе 6357 – 52.

Для дюймовой резьбы с углом профиля 55 также установлены два класса точности: 2 и 3-й (ОСТ/НКТП 1261 и 1262).

Измерение классов точности резьбы производится предельными резьбовыми калибрами, имеющими две стороны:

Проходную (обозначается «ПР»);

Непроходную (обозначается «НЕ»).

Проходная сторона для всех классов точности резьбы одинакова. Непроходная сторона соответствует определённому классу точности резьбы, о чём имеется соответствующее клеймо на торце калибра.

Степени точности диаметров резьб гост 16093-81

Вид резьбы	Диаметр резьбы	Степень точности
Болт	наружный d
	средний d 2	3, 4. 5, 6, 7, 8, 9, 10
Гайка	средний D 2	4, 5, 6, 7, 8, 9*
	внутренний D 1
* Только для резьб на деталях из пластмасс

Длины свинчивания по ГОСТ 16093-81

резьбы Р, мм	Номинальный диаметр резьбы d по ГОСТ 8724-81, мм	ДЛИНА СВИНЧИВАНИЯ, мм
		(малые)	(нормальные)	(большие)
	Св. 2,8 до 5,6 Св. 5,6 до 11,2 Св. 11,2 до 22,4		Св. 1,5 до 4,5 Св. 1,6 до 4,7 Св. 1,8 до 5,5
	Св. 2,8 до 5,6 Св. 5,6 до 11,2 Св. 11,2 до 22,4 Св. 22,4 до 45,0		Св. 2,2 до 6,7 Св. 2,4 до 7,1 Св. 2,8 до 8,3 Св. 3,1 до 9,5
	Св. 5,6 до 11,2 Св. 11,2 до 22,4 Св. 22,4 до 45,0 Св. 45,0 до 90,0		Св. 3,0 до 9,0 Св. 3.8 до 11,0 Св. 4,0 до 12,0 Св. 4,8 до 14,0
	Св. 5,6 до 11,2 Св. 11,2 до 22,4		Св. 4,0 до 12,0 Св. 4,5 до 13,0
	Св. 5,6 до 11,2 Св. 11,2 до 22,4 Св. 22,4 до 45,0 Св. 45,0 до 90,0		Св. 5,0 до 15,0 Св. 5,6 до 16,0 Св. 6,3 до 19,0 Св. 7,5 до 22,0
	Св. 11,2 до 22,4		Св. 6,0 до 18,0
	Св. 11,2 до 22,4 Св. 22,4 до 45,0 Св. 45,0 до 90,0		Св. 8,0 до 24,0 Св. 8,5 до 25,0 Св. 9,5 до 28,0
	Св. 11,2 до 22,4		Св. 10,0 до 30,0
	Св. 22,4 до 45,0 Св. 45,0 до 90,0 Св. 90,0 до 180,0 Св. 180 до 355,0		Св. 12,0 до 36,0 Св. 15,0 до 45,0 Св. 18,0 до 53,0 Св. 20,0 до 60,0

Понятие о приведенном среднем диаметре резьбы

Приведенным средним диаметром резьбы называется средний диаметр воображаемой идеальной резьбы , которая имеет те же шаг и угол наклона боковых сторон, что и основной или номинальный профиль резьбы, и длину, равную заданной длине свинчивания, и которая плотно (без взаимного смещения или натяга) соприкасается с реальной резьбой по боковым сторонам резьбы.

Коротко говоря, приведенный средний диаметр резьбы - это средний диаметр идеального резьбового элемента, который соединяется с реальной резьбой. Когда говорят о приведенном среднем диаметре резьбы, не надо представлять себе его как расстояние между двумя точками. Это диаметр условной идеальной резьбы, которой нет в действительности как материального объекта и которая могла бы свернуться с реальным резьбовым элементом при всех погрешностях его параметров. Этот средний диаметр невозможно измерить непосредственно. Его можно проконтролировать, т.е. узнать, находится ли он в допускаемых пределах. А для того чтобы узнать числовое значение приведенного среднего диаметра, необходимо отдельно измерить значения параметров резьбы, препятствующие свинчиванию и рассчитать этот диаметр.

При изготовлении резьбы отклонения отдельных элементов резьбы зависят от погрешностей отдельных составляющих технологического Щроцесса. Так, погрешность шага резьбы, обработанной на резьбообра-батывающих станках, в основном, зависит от погрешности шага ходового винта станка, угол профиля - от неточности заправки угла инструмента и его установки относительно оси резьбы.

Необходимо помнить, что резьбовые поверхности болта и гайки никогда не соприкасаются по всей винтовой поверхности, а касаются только на отдельных участках. Основное требование, например, для крепежной резьбы заключается в том, чтобы было обеспечено свинчивание болта и гайки - в этом их основное служебное назначение. Поэтому и представляется возможным изменять средний диаметр у болта или гайки и добиваться свинчивания при ошибках шага и профиля, при этом контакт резьбы будет, но не по всей поверхности. По некоторым профилям (при ошибке шага) или на отдельных участках профиля (при ошибках профиля) в результате компенсации этих ошибок изменением среднего диаметра, будет зазор в нескольких местах сопряжения. Часто в контакте по резьбовым элементам находятся лишь 2 - 3 витка.

Компенсация ошибок шага 5Р. Погрешность шага у резьбы, обычно, «внутришаговой», и прогрессирующая погрешность, иногда называемая «растяжкой» шага. Компенсация погрешности осуществляется для прогрессирующей погрешности. Два осевых сечения болта и гайки наложены друг на друга. У этих резьбовых элементов на длине свинчивания не равны значения шагов, а следовательно, не может произойти свинчивание, хотя значение среднего диаметра у них одинаково. Для того чтобы обеспечить свинчивание, необходимо удалить часть материала (на рисунке заштрихованные участки), т.е. увеличить средний диаметр у гайки или уменьшить средний диаметр у болта. После этого свинчивание произойдет, хотя контакт будет происходить только на крайних профилях.

Таким образом, если имеется погрешность шага в 10 мкм, то для ее компенсации следует уменьшить средний диаметр у болта или увеличить средний диаметр у гайки на 17,32 мкм и тогда произойдет компенсация ошибок шага и будет обеспечено свинчивание резьбовых элементов деталей.

Компенсация погрешности угла профиля Sa/l. Погрешность угла профиля или угла наклона боковой стороны возникает, обычно, от погрешности профиля режущего инструмента или погрешности его установки на станке относительно оси заготовки. Компенсация погрешности профиля резьбы производится также изменением значения среднего диаметра, т.е. увеличением среднего диаметра у гайки или уменьшением среднего диаметра у болта. Если удалить часть материала, где профили перекрывают друг друга (увеличить средний диаметр гайки или уменьшить средний диаметр болта), то свинчивание произойдет, но контакт будет происходить на ограниченном участке боковой стороны профиля. Такого контакта достаточно для того, чтобы произошло свинчивание, т.е. скрепление двух деталей.Таким образом, требование к точности резьбы в отношении среднего диаметра нормируется суммарным допуском, который ограничивает как приведенный средний диаметр (диаметр идеальной резьбы, обеспечивающей свинчивание), так и средний диаметр резьбы (собственно средний диаметр). В стандарте только упоминается, что допуск на средний диаметр является суммарным, но нет расшифровки этого понятия. Для этого допуска можно дать следующие дополнительные толкования.

1. Для внутренней резьбы (гайки) приведенный средний диаметр не Должен быть меньше, чем размер, соответствующий пределу максимума материала (часто говорят - проходному пределу), а наибольший средний диаметр (собственно средний диаметр) не должен быть больше предела минимума материала (часто говорят - непроходной предел).Значение приведенного среднего диаметра для внутренней резьбы определяют по формуле.

2. Для наружной резьбы (болта) приведенный средний диаметр не должен быть больше предела максимума материала по среднему диаметру, а наименьший собственно средний диаметр в любом месте должен быть меньше, чем предел минимума материала.

Понятие идеальной резьбы, соприкасающейся с реальной, можно представить себе по аналогии с понятием о прилегающей поверхности и, в частности, прилегающего цилиндра, которые рассматривались при нормировании точности отклонений формы. Идеальную резьбу в исходном положении можно представить себе как резьбу соосную реальной резьбе, но для болта значительно больше по диаметру. Если теперь идеальная резьба будет постепенно сжиматься (уменьшаться средний диаметр) до плотного соприкосновения с реальной резьбой, тогда средний диаметр идеальной резьбы и будет приведенным средним диаметром реальной резьбы.

Допуски, которые даются в стандарте на средний диаметр болта (Tch) и гайки (TD2), фактически включают в себя допуски на собственно средний диаметр (Tch), (TD2) и значение возможной компенсации f P + fa, т.е. Td 2 (TD 2) = TdifJVi + f P + fa.

Надо отметить, что при нормировании этого параметра надо понимать, что допуск на средний диаметр должен также учитывать и допускаемые отклонения шага и угла профиля. Возможно, что в дальнейшем этот комплексный допуск получит другое обозначение, а может быть новое название, что позволит отличать этот допуск от допуска только на средний диаметр.

При изготовлении резьбы технологу можно распределить суммарный допуск между тремя параметрами резьбы - средним диаметром, шагом, углом профиля. Часто допуск делят на три равные части, но при наличии запаса по точности у станков можно задать меньшие допуски на шаг и большие на угол и средний диаметр и т.д.

Измерять непосредственно приведенный средний диаметр нельзя, поскольку, как диаметр, т.е. расстояние между двумя точками, он не существует, а представляет собой как бы условный, действующий диаметр сопряженных резьбовых поверхностей. Поэтому для определения 198 значения приведенного среднего диаметра резьбы необходимо измерять отдельно средний диаметр, измерять отдельно шаг и половину угла профиля, по погрешностям этих элементов рассчитать диаметральные компенсации и потом расчетом определить значение приведенного среднего диаметра резьбы. Значение этого среднего диаметра и должно находиться в пределах допуска, установленного в стандарте.

Система допусков и посадок метрических резьб с зазором.

Наиболее распространенной, получившей наиболее широкое применение, является метрическая резьба с зазором для диапазона диаметров от 1 до 600 мм, система допусков и посадок которой представлена в ГОСТ 16093-81.

Основы этой системы допусков и посадок, включающие степени точности, классы точности резьб нормирование длин свинчивания, методики расчета допусков отдельных параметров резьбы, обозначение точности и посадок метрических резьб на чертежах, контроль метрических резьб и другие вопросы системы являются общими для всех разновидностей метрических резьб, хотя каждая из них имеет и свои особенности, иногда существенные, которые получили отражение в соответствующих ГОСТах.

Степени точности и классы точности резьбы. Метрическая резьба определяется пятью параметрами: средним, наружным и внутренним диаметрами, шагом и углом профиля резьбы.

Допуски назначаются только для двух параметров наружной резьбы (болта); среднего и наружного диаметров и для двух параметров внутренней резьбы (гайки); среднего и внутреннего диаметров. Для этих параметров для метрической резьбы установлены степени точности 3... 10.

В соответствии со сложившейся практикой степени точности сгруппированы в 3 класса точности: точный, средний и грубый. Понятие класса точности условное. При отнесении степеней точности к классу точности учитывают длину свинчивания, так как при изготовлении трудность обеспечения заданной точности резьбы зависит от имеющейся у нее длины свинчивания. Установлены три группы длин свинчивания: S - короткие, N - нормальные и L - длинные.

При одном и том же классе точности допуск среднего диаметра при длине свинчивания L должен быть увеличен, а при длине свинчивания S - уменьшен на одну степень по сравнению с допуском, установленным для длины свинчивания N.

Приближенное соответствие классов точности и степеней точности следующее: - точный класс соответствует 3-5-й степеням точности; - средний класс соответствует 5-7-й степеням точности; - грубый класс соответствует 7-9-й степеням точности.

Исходной степенью точности для расчета числовых значений допусков диаметров наружной и внутренней резьбы была принята 6-я степень точности при нормальной длине свинчивания.

Наиболее широко в машиностроении применяются цилиндрические зубчатые передачи. Термины, определения и обозначения цилиндрических зубчатых колес и передач регламентирует ГОСТ 16531-83. Цилиндрические зубчатые передачи по форме и расположению зубьев зубчатых колес разделяются на следующие виды: реечные, прямозубые, косозубые, шевронные, эвольвентные, циклоидные и др. В промышленности все шире начинают применять передачи Новикова, обладающие высокой несущей способностью. Профиль зубьев колес этих передач очерчен дугами окружностей.

По эксплуатационному назначению можно выделить четыре основные группы цилиндрических зубчатых передач: отсчетные, скоростные, силовые и общего назначения.

К отсчетным относят зубчатые передачи измерительных приборов, делительных механизмов металлорежущих станков и делительных машин, следящих систем и т. п. В большинстве случаев колеса этих передач имеют малый модуль (до 1 мм), небольшую длину зуба и работают при малых нагрузках и скоростях. Основное эксплуатационное требование, предъявляемое к этим передачам - высокая точность и согласованность углов поворота ведомого и ведущего колес, т.е. высокая кинематическая точность. Для реверсивных отсчетных передач весьма существенное значение имеет боковой зазор в передаче и колебание этого зазора.

К скоростным относят зубчатые передачи турбинных редукторов, двигателей турбовинтовых самолетов, кинематических цепей различных коробок передач и др. Окружные скорости зубчатых колес таких передач достигают 90 м/с при сравнительно большой передаваемой мощности. В этих условиях главное требование к зубчатой передаче - плавность работы, т.е. бесшумность, отсутствие вибраций и циклических погрешностей, многократно повторяющихся за оборот колеса. С увеличением частоты вращения требования к плавности работы повышаются. Для тяжелонагру-женных скоростных передач имеет значение также полнота контакта зубьев. Колеса таких передач обычно имеют средние модули (от 1 до 10 мм).

К силовым относятся зубчатые передачи, передающие значительные крутящие моменты при малой частоте вращения. Это зубчатые передачи шестеренных клетей прокатных станов, механических вальцов, подъемно-транспортных механизмов, редукторы, коробки передач, задние мосты и т.д. Основное требование к ним - полнота контакта зубьев. Колеса для таких передач изготавливают с большим модулем (свыше 10 мм) и большой длиной зуба.

Отдельную группу образуют передачи общего назначения, к которым не предъявляют повышенные эксплуатационные требования по кинематической точности, плавности работы и контакту зубьев (например, буксировочные лебедки, неответственные колеса сельскохозяйственных машин и др.).

Погрешности, возникающие при нарезании зубчатых колес, можно свести к четырем видам: тангенциальные, радиальные, осевые погрешности обработки и погрешности производящей поверхности инструмента. Совместное проявление этих погрешностей при зубообработке вызывает неточности размеров, формы и расположения зубьев обрабатываемых зубчатых колес. При последующей работе зубчатого колеса в качестве элемента передачи эти неточности приводят к неравномерности его вращения, неполному прилеганию поверхностей зубьев, неравномерному распределению боковых зазоров, что вызывает дополнительные динамические нагрузки, нагрев, вибрации и шум в передаче.

Для обеспечения требуемого качества передачи необходимо ограничить, т.е. пронормировать погрешности изготовления и сборки зубчатых колес. С этой целью были созданы системы допусков, регламентирующие не только точность отдельного колеса, но и точность зубчатых передач исходя из их служебного назначения.

Системы допусков для различных видов зубчатых передач (цилиндрические, конические, червячные, реечные) имеют много общего, но есть и особенности, которые отражены в соответствующих стандартах. Наиболее распространенными являются цилиндрические зубчатые передачи, система допусков которых представлена в ГОСТ 1643-81.

В зависимости от эксплуатационных требований к степени подвижности резьбовых соединений стандартами установлены поля допусков, образующие посадки трех групп: с зазором (ГОСТ 16093 – 81), переходные (ГОСТ 24834–81) и с натягом (ГОСТ 4608–81).

Наружная резьба (болт) нормируется по среднему и наружному диаметрам (d2 и d ), внутренняя резьба (гайка) – по среднему и внутреннему диаметрам (D2 и D1 ). Допуски этих диаметров резьбы устанавливаются по степеням точности, которые обозначаются цифрами. Степени точности диаметров резьбы приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Степени точности диаметров резьбы

Вид резьбы	Диаметр резьбы	Степень точности
Наружная		3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10*
Внутренняя		4, 5, 6, 7, 8 , 9*
* Только для резьб на деталях из пластмасс

Положение поля допуска диаметра резьбы определяется основным отклонением (верхним es для наружной резьбы и нижним EI для внутренней) и обозначается буквой латинского алфавита: строчной для наружной резьбы и прописной для внутренней. Основные отклонения диаметров резьбы для посадок с зазором приведены в табл. 6.2.

Таблица 6.2

Основные отклонения диаметров резьбы

Вид резьбы	Диаметр резьбы	Основное отклонение
Наружная
Внутренняя

Поле допуска диаметра резьбы образуется сочетанием степени точности и основного отклонения. Поле допуска резьбы образуется сочетанием полей допусков средних диаметров (D2, d2 ) с полями допусков диаметров выступов D1 и d .

Обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из цифры, обозначающей степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение. Например:

Обозначение поля допуска резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра, помещенного на первом месте, и обозначения поля допуска диаметра выступов. Например:

где 7g – поле допуска диаметра d2; 6g – поле допуска диаметра d ; 5H – поле допуска диаметра D2 ; 6H – поле допуска диаметра D1 .

Если обозначение поля допуска диаметра выступов совпадает с обозначением поля допуска среднего диаметра, то оно в обозначении поля допуска резьбы не повторяется. Например:

где 6g – поле допуска диаметров d2 и d; 6H – поле допуска диаметров D2 и D1.

В условном обозначении резьбы обозначение поля допуска должно следовать за обозначением размера резьбы.

Примеры обозначения резьбы

С крупным шагом :

М12 – 6g (наружная резьба),

М12 – 6H (внутренняя резьба).

С мелким шагом:

М12 ´ 1- 6g7g (наружная резьба),

М12 ´ 1 – 4H5H (внутренняя резьба).

Левой резьбы:

М12 ´ 1 LH – 6g (наружная резьба),

М12 ´ 1 LH – 6H (внутренняя резьба).

Длина свинчивания (N ) в условном обозначении резьбы не указывается.

Длина свинчивания, к которой относится допуск резьбы, должна быть указана в миллиметрах в обозначении резьбы в следующих случаях:

1) если она относится к группе N ;

2) если она относится к группе S , но меньше, чем вся длина резьбы.

Пример обозначения резьбы с длиной свинчивания, отличающейся от нормальной:

М12 – 7g6g -30.

Посадка в резьбовом соединении обозначается дробью, в числителе которой указывают обозначение поля допуска внутренней резьбы, а в знаменателе – обозначение поля допуска наружной резьбы. Например:

М12 – 6Н/6g,

M12 ´ 4H5H/7g6g,

M12 ´ 1 LH – .

Переходные посадки в резьбовых соединениях применяются, если необходимо обеспечить их неподвижность в процессе работы без создания большого натяга, и предназначаются для наружных резьб (резьба на ввинчиваемом конце шпильки).

Для переходных посадок предусмотрены поля допусков:

d2 ) – 4jh ;4j; 4jk ; 2m ;

D2 ) – 3H ; 4Н ; 5H ;

D1 ) – 6H ;

· на наружный диаметр наружной резьбы (d) – 6g (в обозначении не указывается).

Посадки с натягом в резьбовых соединениях применяются, когда необходимо устранить возможность самоотвинчивания без применения дополнительных элементов заклинивания (только за счет натяга); предназначены эти посадки для нагруженных резьб.

Для посадки с натягом предусмотрены поля допусков:

· на средний диаметр наружной резьбы (d2 ) – 3n , 3р , 2r ;

· на средний диаметр внутренней резьбы (D2 ) – 2H ;

· на наружный диаметр наружной резьбы (d ) – 6e , 6c ;

· на внутренний диаметр внутренней резьбы (D1 ) – 4D , 5D , 4C , 5C .

Незначительное увеличение натяга в резьбовом соединении может вызвать быстрый рост напряжений и появление пластических деформаций, поэтому возникает необходимость проведения селективной сборки с сортировкой резьбовых деталей на две или три размерные группы (рис. 6.2).

При обозначении посадок с натягом резьбовых соединений в скобках указывается число сортировочных групп по среднему диаметру. Например:

M12 – 2H5C(2) / 3p(2)

в скобках указано число сортировочных групп по среднему диаметру.

Метрическая резьба – это винтовая нарезка на наружных или внутренних поверхностях изделий. Форма выступов и впадин, которые ее формируют, представляет собой равнобедренный треугольник. Метрической эту резьбу называют потому, что все ее геометрические параметры измеряются в миллиметрах. Она может наноситься на поверхности как цилиндрической, так и конической формы и использоваться для изготовления крепежных элементов различного назначения. Кроме того, в зависимости от направления подъема витков резьба метрического типа бывает правая или левая. Помимо метрической, как известно, есть и другие типы резьбы – дюймовая, питчевая и др. Отдельную категорию составляет модульная резьба, которую используют для изготовления элементов червячных передач.

Основные параметры и сферы применения

Наиболее распространенной является метрическая резьба, наносимая на наружные и внутренние поверхности цилиндрической формы. Именно она чаще всего используется при изготовлении крепежных элементов различного типа:

• анкерных и обычных болтов;
• гаек;
• шпилек;
• винтов и др.

Детали конической формы, на поверхность которых нанесена резьба метрического типа, требуются в тех случаях, когда создаваемому соединению необходимо придать высокую герметичность. Профиль метрической резьбы, нанесенной на конические поверхности, позволяет формировать плотные соединения даже без использования дополнительных уплотнительных элементов. Именно поэтому она успешно применяется при монтаже трубопроводов, по которым транспортируются различные среды, а также при изготовлении пробок для емкостей, содержащих жидкие и газообразные вещества. Следует иметь в виду, что профиль резьбы метрического типа один и тот же на цилиндрических и на конических поверхностях.

Виды резьб, относящихся к метрическому типу, выделяют по ряду параметров, к которым относятся:

• размеры (диаметр и шаг резьбы);
• направление подъема витков (левая или правая резьба);
• расположение на изделии (внутренняя или наружная резьба).

Есть и дополнительные параметры, в зависимости от которых метрические резьбы разделяются на различные виды.

Геометрические параметры

Рассмотрим геометрические параметры, которые характеризуют основные элементы резьбы метрического типа.

• Номинальный диаметр резьбы обозначается буквами D и d. При этом под буквой D понимают номинальный диаметр наружной резьбы, а под буквой d – аналогичный параметр внутренней.
• Средний диаметр резьбы в зависимости от ее наружного или внутреннего расположения обозначается буквами D2 и d2.
• Внутренний диаметр резьбы в зависимости от ее наружного или внутреннего расположения имеет обозначения D1 и d1.
• Внутренний диаметр болта используется для расчета напряжений, создаваемых в структуре такого крепежного изделия.
• Шаг резьбы характеризует расстояние между вершинами или впадинами соседних резьбовых витков. Для резьбового элемента одного и того же диаметра различают основной шаг, а также шаг резьбы с уменьшенными геометрическими параметрами. Для обозначения этой важной характеристики используют букву P.
• Ход резьбы представляет собой расстояние между вершинами или впадинами соседних витков, сформированных одной винтовой поверхностью. Ход резьбы, которая создана одной винтовой поверхностью (однозаходная), равен ее шагу. Кроме того, значение, которому соответствует ход резьбы, характеризует величину линейного перемещения резьбового элемента, совершаемого им за один оборот.
• Такой параметр, как высота треугольника, который формирует профиль резьбовых элементов, обозначается буквой H.

Таблица значений диаметров метрической резьбы (все параметры указаны в миллиметрах)

Значения диаметров метрической резьбы (мм)

Полная таблица метрических резьб согласно ГОСТ 24705-2004 (все параметры указаны в миллиметрах)

Полная таблица метрических резьб согласно ГОСТ 24705-2004

Основные параметры резьбы метрического типа оговариваются несколькими нормативными документами.

ГОСТ 8724

Этот стандарт содержит требования к параметрам шага резьбы и ее диаметра. ГОСТ 8724, действующая редакция которого вступила в силу в 2004 году, является аналогом международного стандарта ISO 261-98. Требования последнего распространяются на метрические резьбы диаметром от 1 до 300 мм. По сравнению с этим документом, ГОСТ 8724 действует для более широкого диапазона диаметров (0,25–600 мм). В настоящий момент актуальна редакция ГОСТа 8724 2002, вступившего в действие в 2004 году вместо ГОСТа 8724 81. Следует иметь в виду, что ГОСТ 8724 регламентирует отдельные параметры метрической резьбы, требования к которой оговаривают и другие стандарты резьб. Удобство использования ГОСТа 8724 2002 (как и других подобных документов) состоит в том, что вся информация в нем содержится в таблицах, в которые включены метрические резьбы с диаметрами, находящимися в вышеуказанном интервале. Требованиям данного стандарта должна соответствовать как левая, так и правая резьба метрического типа.

ГОСТ 24705 2004

Данный стандарт оговаривает, какие должна иметь резьба метрическая основные размеры. ГОСТ 24705 2004 распространяется на все резьбы, требования к которым регламентируются ГОСТом 8724 2002, а также ГОСТом 9150 2002.

ГОСТ 9150

Это нормативный документ, в котором оговорены требования к профилю метрической резьбы. ГОСТ 9150, в частности, содержит данные о том, каким геометрическим параметрам должен соответствовать основной резьбовой профиль различных типоразмеров. Требования ГОСТа 9150, разработанного в 2002 году, как и двух предыдущих стандартов, распространяются на метрические резьбы, витки которых поднимаются слева вверх (правого типа), и на те, винтовая линия которых поднимается влево (левого типа). Положения данного нормативного документа тесно перекликаются с требованиями, которые приводит ГОСТ 16093 (а также ГОСТы 24705 и 8724).

ГОСТ 16093

Данный стандарт оговаривает требования к допускам на метрическую резьбу. Кроме того, ГОСТ 16093 предписывает, как должно осуществляться обозначение резьбы метрического типа. ГОСТ 16093 в последней редакции, которая вступила в действие в 2005 году, включает в себя положения международных стандартов ISO 965-1 и ISO 965-3. Под требования такого нормативного документа, как ГОСТ 16093, подпадает как левая, так и правая резьба.

Стандартизируемым параметрам, указанным в таблицах резьб метрического типа, должны соответствовать размеры резьбы на чертеже будущего изделия. Выбор инструмента, при помощи которого будет выполняться ее нарезка, должен быть обусловлен данными параметрами.

Правила обозначения

Для обозначения поля допуска отдельного диаметра метрической резьбы используется сочетание цифры, которая указывает на класс точности резьбы, и буквы, определяющей основное отклонение. Поле допуска резьбы также должно обозначаться двумя буквенно-цифровыми элементами: на первом месте – поле допуска d2 (средний диаметр), на втором – поле допуска d (наружный диаметр). В том случае, если поля допусков наружного и среднего диаметров совпадают, то в обозначении они не повторяются.

По правилам первым проставляется обозначение резьбы, затем следует обозначение поля допуска. Следует иметь в виду, что шаг резьбы в маркировке не обозначается. Узнать данный параметр можно из специальных таблиц.

В обозначении резьбы также указывается, к какой группе по длине свинчивания она относится. Всего существует три таких группы:

• N – нормальная, которая не указывается в обозначении;
• S – короткая;
• L – длинная.

Буквы S и L, если они необходимы, идут за обозначением поля допуска и отделяются от него длинной горизонтальной чертой.

Обязательно указывается и такой важный параметр, как посадка резьбового соединения. Это дробь, формируемая следующим образом: в числителе проставляется обозначение внутренней резьбы, относящееся к полю ее допуска, а в знаменателе – обозначение поля допуска на резьбу наружного типа.

Поля допусков

Поля допусков на метрический резьбовой элемент могут относиться к одному из трех типов:

• точные (с такими полями допуска выполняется резьба, к точности которой предъявляются высокие требования);
• средние (группа полей допуска для резьбы общего назначения);
• грубые (с такими полями допуска выполняют резьбонарезание на горячекатаных прутках и в глубоких глухих отверстиях).

Поля допусков на резьбы выбираются из специальных таблиц, при этом надо придерживаться следующих рекомендаций:

• в первую очередь выбираются поля допусков, выделенные жирным шрифтом;
• во вторую – поля допусков, значения которых вписаны в таблицу светлым шрифтом;
• в третью – поля допусков, значения которых указаны в круглых скобках;
• в четвертую (для крепежных изделий коммерческого назначения) – поля допусков, значения которых содержатся в квадратных скобках.

В отдельных случаях разрешается использовать поля допусков, образованные отсутствующими в таблицах сочетаниями d2 и d. Допуски и предельные отклонения на резьбу, на которую впоследствии будет наноситься покрытие, учитываются по отношению к размерам резьбового изделия, пока еще не обработанного с помощью такого покрытия.