Если не указан квалитет на резьбу какой. Выбор норм точности деталей резьбового соединения

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.

Классы точности резьбы

Длина свинчивания

Степени точности резьбы

Стандартом установлено восемь степеней точности резьбы, на которые устанавливаются допуски. Обозначаются степени точности цифрами 3, 4, 5, …, 10 в порядке убывания точности. По диаметрам наружной и внутренней резьбы степени точности устанавливаются следующим образом.

Степень точности

Диаметр болта (наружная резьба) для длин свинчивания

наружный диаметр, d ………… 4; 6; 8,

средний диаметр d 2 …………… 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10.

Диаметр гайки(внутренняя резьба)

внутренний диаметр D 1 ……… 4; 5; 6; 7; 8,

средний диаметр D 2 ………….. 4; 5; 6; 7; 8; 9.

Для определения степени точности в зависимости от длины свинчивания резьбы и требований к точности установлены три группы длин свинчивания: S – малые; N – нормальные; L – большие длины свинчивания. Длины свинчивания от 2,24Р·d 0,2 до 6,7Р·d 0,2 относятся к нормальной группе N. Длины свинчивания меньше 2,24Р·d 0,2 относятся к группе малых (S), а более 6,7Р·d 0,2 относятся к группе больших (L) длин свинчивания. В расчетных формулах длин свинчивания Р и d – в мм.

На резьбы установлено три класса точности: точный, средний и грубый. Деление резьб на классы точности условно. На чертежах и калибрах указывают не классы точности, а поля допусков. Классы точности используют для сравнительной оценки точности резьбы. Точный класс рекомендуют для ответственных резьбовых соединений, испытывающих статическую нагрузку, а также в случаях, требующих малые колебания характера посадки. Средний класс рекомендуется для резьб общего применения. Грубый класс применяется при нарезании резьбы на горячекатаных заготовках, в длинных глухих отверстиях и т. д. При одном и том же классе точности допуски среднего диаметра при длине свинчивания L (большой) необходимо увеличить, а при длине свинчивания S(малой) уменьшить на одну степень по сравнению с допусками для нормальной длины свинчивания. Например, для длины свинчивания S взять 5-ю степень точности, тогда для нормальной длины свинчивания N необходимо взять 6-ю степень точности, а для большой длины свинчивания L – 7-ю степень точности.

Поле допуска резьбы состоит из цифры, обозначающей степень точности и буквы обозначающей основное отклонение (например, 6g, 6H, 6G и т. д.). При обозначении сочетаний полей допусков по среднему диаметру и по d или D 1 состоит из двух полей допусков по среднему диаметру (на первом месте) и по d или D 1 . Например, 7g6g (где 7g – поле допуска среднего диаметра болта, 6g – поле допуска наружного диаметра болта d), 5Н6Н (5Н – поле допуска на средний диаметр гайки, 6Н – поле допуска внутреннего диаметра гайки D 1). Если поля допусков наружного диаметра болта и внутреннего диаметра гайки совпадают с полем допуска среднего диаметра, то их не повторяют (например, 6g, 6H). Обозначение поля допуска резьбы указывают после указания размера детали: М12 – 6g (для болта), М12 – 6H (для гайки). Если болт или гайка выполнены с шагом, отличающимся от нормального шага, то в обозначении резьбы указывается шаг: М12х1 – 6g; М12х1 – 6H.

Обозначение посадок резьбовых деталей производится дробью. В числителе указывается поле допуска гайки (внутренней резьбы), а в знаменателе поле допуска болта (наружной резьбы). Например, М12 х 1 – 6Н / 6g. Если резьба левая, то в обозначение ее вводится индекс LH (М12х1хLH – 6H/6g). Длина свинчивания вводится в обозначение резьбы только в случае, если она отличается от нормальной. В этом случае указывают ее величину. Например, М12х1хLH – 6H/6g – 30 (30 – длина свинчивания, мм).

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.

и переходными посадками

Посадки с натягом для метрической резьбы назначаются по ГОСТ 4608, апереходные посадки – по ГОСТ 24834. Применяют эти виды посадок для резьбовых шпилек, которые ввинчиваются в корпус. Номинальные диаметры шпилек, ряды предпочтительности и шаги даны в таблица 6.9. Переходные посадки обеспечивают полную взаимозаменяемость и облегчают процесс сборки. Однако они требуют дополнительного элемента заклинивания (контакт по коническому сбегу резьбы; упор в плоский бурт шпильки; упор цилиндрической цапфы шпильки в дно гнезда) (таблица 6.10). Соединения с натягом не обеспечивают полной взаимозаменяемости. Требуется 100%-ный контроль среднего диаметра и рассортировка на группы. Число сортировочных групп (2 или 3) указывается после обозначения степени точности в скобках. Натяги образуются только по среднему диаметру, по наружному и внутреннему диаметрам предусмотрены зазоры.

Длина свинчивания зависит от материала корпуса: для стали от 1d до 1,25d ; для чугуна от 1,25d до 1,5d ; для алюминиевых и магниевых сплавов от 1,5d до 2d.

Выбор полей допусков и посадок производят по таблице 6.11 в зависимости от материала корпуса, диаметра и шага резьбы. Допуски среднего диаметра резьб с натягом (сортируемых на группы) не включают диаметральных компенсаций погрешностей шага и угла профиля. Погрешности шага и угла профиля ограничиваются своими допусками (Тр и T α). Допуски среднего диаметра резьбы с переходными посадками являются суммарными, как для резьб с зазором. Значения допусков и основных отклонений определять по стандартам и справочникам. Схемы расположения полей допусков для резьб с натягом даны на рисунке 6.5, а для резьбовых соединений по переходным посадкам – на рисунке 6.6.

Таблица 6.9 – Метрическая резьба. Посадки с натягом и переходные. Диаметры и шаги, мм

Номинальный диаметр резьбы, d		Шаг, Р		Номинальный диаметр резьбы, d		Шаг, Р
2 Шаги, отмеченные значком *, только для переходных посадок.

Рисунок 6.5 – Расположение полей допусков метрической резьбы с натягом:

а – для наружной; б – для внутренней

Рисунок 6.6 – Схемы расположения полей допусков метрической резьбы с переходными посадками: а – для наружной; б – для внутренней

Таблица 6.10 – Примеры дополнительных элементов заклинивания в резьбовых соединениях с переходными посадками (по информационному приложению к ГОСТ 24834)

Вид заклинивания
1 Конический сбег резьбы 1)		Наиболее часто используемый вид заклинивания, применяется в сквозных и глухих отверстиях. Не рекомендуется применять при высоких динамических нагрузках. При слишком большом крутящем моменте затяжки может иметь место деформация внутренней резьбы в верхней части резьбового отверстия 2)
2 Плоский бурт	В основном алюминиевые и магниевые сплавы	Применяется в сквозных и глухих отверстиях. Прилегающая плоскость бурта должна быть перпендикулярна к оси резьбы. Диаметр бурта должен быть не менее 1,5d .
3 Цилиндрическая цапфа	Сталь, чугун, алюминиевые и магниевые сплавы	Применяется только в глухих отверстиях. Имеет меньшее стопорящее действие, чем у элементов 1 и 2. Диаметр цилиндрической цапфы несколько меньше внутреннего диаметра резьбы. Угол конуса на конце цапфы должен совпадать с углом заточки сверла для обработки отверстия под резьбу
Примечания: 1 Для накатанных резьб конический сбег имеет наилучшее заклинивающее действие тогда, когда сбег резьбы выполнен по всей длине переходного конуса. 2 Во избежание деформации внутренняя резьба выполняется с зенковкой 60°. Толщина стенки резьбового отверстия должна быть не менее 0,5d для надежного распределения радиальных напряжений.

Таблица 6.11 – Поля допусков и посадки с натягом и переходные

Материал детали с внутренней резьбой	Номинальный диаметр d (D ), мм		Шаг P , мм		Поля допусков диаметров резьбы						Примеры обозначения посадки
					Наружной			Внутренней
Посадки с натягом по ГОСТ 4608
чугун и ал. сплавы чугун, ал. и магниевые сплавы сталь, высокопрочные титановые сплавы											2H 5D (2) 2H 5D (2) 2H 4d (3)
Переходные посадки по ГОСТ 24834
Сталь, чугун, ал. и магниевые сплавы Чугун, ал. и магниевые сплавы							4jk ;2m 4j ;2m				3H 6H 5H 6H 4H 6H
Примечания: 1 Поле допуска наружного диаметра резьбы в обозначении не указывается. 2 Допускается применение без сортировки на группы посадок 3H 6H /3p ; 3H 6H /3n .

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

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 допуски среднего диаметра болта Td 2, а в 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 взаимозависимы. Поэтому стандартный (табличный) допуск на средний диаметр является суммарным и определяется по формуле:

Td 2(TD 2)=T" d 2 (T"D 2)+fp+f,

где T"d 2(T"D 2) - часть суммарного допуска, которая определяет допустимое отклонение собственно среднего диаметра болта (гайки);

fp - диаметральная компенсация погрешностей по шагу;

fp=Pn* ctg/2 , при =60° fp =1,732Pn ;

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

f - диаметральная компенсация погрешностей половины угла профиля:

при =60° f =0,36Р/2 ;

(угловые минуты).

Погрешность половины угла наклона боковой стороны профиля / 2 определяется как среднее арифметическое абсолютных величин отклонений правой и левой половин угла профиля резьбы. Диаметральная компенсация равна разности средних диаметров гайки и болта, что обеспечит их свинчиваемость. Для обеспечения свинчиваемости средний диаметр болта необходимо уменьшить, а средний диаметр гайки увеличить в процессе обработки.

Вводится понятие - приведенный средний диаметр - диаметр условной идеальной резьбы. Это значение измеренного среднего диаметра d2 изм(D2 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 +f ); D 2пр=D 2изм - (fр+f ).

Оценка годности резьбы производится набором калибров: гладкие калибры для наружного диаметра болта и внутреннего? у гайки, резьбовые калибры (резьбовые пробки и кольца с проходной и непроходной сторонами)

Проходной резьбовой калибр имеет полный профиль и проверяет приведенный средний диаметр d2 пр(D2пр ) (см. рис. 2.3), т.е. верхний предел допуска у болта или нижний? у гайки. Он выполняет комплексный контроль всех элементов резьбы (d 2(D 2), P, )Непроходной резьбовой калибр имеет укороченную длину профиля, срезанный виток и направляющий поясок, контролирует наименьший средний диаметр у болта или наибольший у гайки.

Условия годности резьбы по среднему диаметру:

условие прочности условие свинчиваемости

• * для болта d2 изм d2 min, d2 пр d2 max;
• * для гайки D2 изм D2 max, D2 пр D2 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 предусмотрено четыре нижних отклонения EI («в тело»), обозначаемых H; G; F; E

Таблица 2.1 - Диаметры и шаги по ГОСТ 8724

Номинальный диаметр d	Шаг резьбы Р	Номинальный диаметр d	Шаг резьбы Р
		1,25; 1; 0,75; 0,5
		1,5; 1,25; 1; 0,75; 0,5
		1,5; 1,.25; 1; 0,75; 0,5
		1,5; 1; 0,75; 0,5
			2; 1,5; 1;				6; 4; 3; 2; 1,5; 1
							8; 6; 4; 3; 2;1,5
						8; 6; 4; 3; 2;1,5.
						8; 6;4; 3;

Таблица 2.2 - Размеры диаметров метрической резьбы по ГОСТ 24705

	Диаметр резьбы	Внутренний диаметр болта по дну впадин d 3
Средний диаметр d 2(D 2)	Внутренний диаметр d 1(D 1)
	d - 1+0,675	d - 1+0,459	d - 1+0,386
	d - 1+0,513	d - 1+0,188	d - 1+0,080
	d - 1+0,480	d - 1+0,134	d - 1+0,018
	d - 1+0,350	d - 2+0,917	d - 2+0,773
	d - 1+0,188	d - 2+0,647	d - 2+0,466
	d - 1+0,026	d - 2+0,376	d - 2+0,160
	d - 2+0,863	d - 2+0,106	d - 3+0,853
	d - 2+0,701	d - 3+0,835	d - 3+0,546
	d - 2+0,376	d - 4+0,294	d - 4+0,933
	d - 2+0,051	d - 4+0,752	d - 4+0,319
	d - 3+0,727	d - 4+0,211	d - 5+0,706
	d - 3+0,402	d - 5+0,670	d - 5+0,093
	d - 3+0,077	d - 5+0,129	d - 6+0,479
	d - 4+0,752	d - 5+0,587	d - 7+0,866
	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. 2.2

болта с основным отклонением g (f; e; d) и гайки с основным отклонением H

Таблица 2.3 - Допуск среднего диаметра болта Тd 2, мкм, по ГОСТ 16093

Номинальный диаметр резьбы d , мм	Шаг Р , мм	Степень точности
до 22,4

Примечания:1. Значения, указанные в скобках, по возможности не применять. метрический резьба допуск натяг

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

Таблица 2.4 - Допуски среднего диаметра гайки Тd 2, мкм, по ГОСТ 16093

Номинальный диаметр резьбы d , мм	Шаг Р , мм	Степень точности
Свыше 11,2 до 22,4
Свыше 22,4
Свыше 45
Свыше 90

Таблица 2.5 - Допуски диаметров d и D 1, мкм

Шаг Р , мм	Степень точности
	Наружная резьба Тd	Внутренняя резьба TD 1

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

Таблица 2.6 - 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