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.
Длины свинчивания резьбы подразделяют на три группы: S – короткие; N – нормальные; L – длинные.
Длина свинчивания резьбы, отличная от нормальной, указывается в мм за условным обозначением резьбы.
Длина свинчивания резьбы / – длина сопряжения винтовых поверхностей резьбы болта и гайки, измеренная вдоль оси. В зависимости от конструктивных и эксплуатационных требований высота гайки может быть меньше и больше нормальной.
Длина свинчивания резьбы I – длина сопряжения винтовых поверхностей резьбы болта и гайки, измеренная вдоль оси. В зависимости от конструктивных и эксплуатационных требований высота гайки может быть меньше и больше нормальной.
Длины свинчивания характеризуются отношением длины свинчивания резьбы к ее тагу. С увеличением длины свинчивания усложняется получение высокой точности и заданного характера соединения резьб. Для учета влияния длины свинчивания на выбор полей допусков и посадок, ГОСТ 16093 – 70 подразделяет длины свинчивания на три группы: S – малые, N – нормальные и L – большие. Допуск резьбы при отсутствии оговорок, относится к наибольшей нормальной длине свинчивания или ко всей длине резьбы, если она меньше нормальной. S или L длину свинчивания указывают в технических требованиях или в обозначении резьбы.
Длины свинчивания характеризуются отношением длины свинчивания резьбы к ее шагу. С увеличением длины свинчивания усложняется получение высокой точности и заданного характера соединения резьб. Для учета влияния длины свинчивания на выбор полей допусков и посадок СТ СЭВ 640 – 77 и другие стандарты СЭВ подразделяют длины свинчивания на три группы: малые S, нормальные N и большие L. Допуск резьбы при отсутствии оговорок относится к наибольшей нормальной длине свинчивания N или ко всей длине резьбы, если длина свинчивания меньше нормальной. При длинах свинчивания S или L длину свинчивания указывают в технических требованиях или в обозначении резьбы.
Усадка пластмасс при прессовании резко ограничивает длину свинчивания резьб; практическая величина длины свинчивания не п евышает диаметра резьбы.
Для выбора степени точности в зависимости от длины свинчивания резьбы и требований к точности соединений установлено три группы длин свинчивания: короткие резьбы (S), нормальной длины (N) и резьбы увеличенной длины (L), и три класса точности: точный, средний, грубый.
Для выбора степени точности в зависимости от длины свинчивания резьбы и требований к точности соединений установлены три группы длин свинчивания: S – малые, N – – нормальные и L – большие.
Для выбора степени точности в зависимости от длины свинчивания резьбы и требований к точности соединений установлены три группы длин свинчивания: S – короткие, N – нормальные и L – длинные.
Дцзг – половина поля допуска на размер шага и длины свинчивания резьбы оформляющих стержней и резьбовых колец пресс-формы; значение Дизг принимают равным 0 01 -мм; Дизн – односторонний износ резьбы оформляющих стержней и колец пресс-формы; 6 – допуск на размер среднего диаметра резьбы оформляющих стержней и колец.
Калибры ПР имеют длину рабочей части порядка 0 8 длины свинчивания контролируемой резьбы.
Резьба должна сопрягаться только по сторонам резьбового профиля (исключение составляют паронепроницаемые резьбы), поэтому основным параметром, определяющим характер посадки резьбовой пары, является средний диаметр. Допуски на наружный и внутренний диаметры устанавливают таким образом, чтобы исключить возможность защемления по вершинам и впадинам резьбы.
В бывшем СССР стандартизованы посадки с зазором (ГОСТ 16093-81), переходные (ГОСТ 24834-81) и с натягом (ГОСТ 4608-81).
Наиболее распространена посадка с зазором, при которой номинальный средний диаметр равен наибольшему среднему диаметру резьбы гайки. Расположение полей допусков метрической резьбы в посадках с зазором показано на (рис. 1). Отклонения (ГОСТ 16093-81) отсчитываются от линии номинального профиля резьбы в направлении, перпендикулярном оси резьбы.
Рис. 1 – Схемы расположения полей допусков для посадок с зазором наружной (вверху) и внутренней (внизу) метрической резьбы с основными отклонениями d, e, f, g, (а); h (б); E, F, G, (в); H (г)
Допуски для диаметров резьбы болтов и гаек определяются в зависимости от принятой степени точности, обозначаемой числами. Приняты следующие степени точности для диаметров болта и гайки: d =4, 6, 8; d 2 — 4, 6, 7, 8; D 1 — 5, 6, 7; D 2 — 4, 5, 6, 7. Допуски диаметров d 1 и D — не устанавливаются.
Установлены ряды основных отклонений – верхних es для наружной резьбы (болтов) и нижних EI для внутренней резьбы (гаек), которые определяют расположение полей допусков диаметров резьбы относительно номинального профиля.
Значения допусков диаметров зависят от степени точности и шага резьбы (допуск среднего диаметра зависит еще и от номинального диаметра резьбы). Стандартом регламентированы допуски среднего диаметра T d 2 , T D 2 , наружной и внутренней резьб , наружного диаметра T d наружной резьбы и внутреннего диаметра T D 2 , внутренней резьбы (см. рис. 2).
Допуски средних диаметров являются суммарными, включающими отклонения собственно среднего диаметра и диаметральные компенсации отклонений шага и половины угла профиля.
Поле допуска резьбы образуется сочетанием поля допуска среднего диаметра с полем допуска диаметра выступов (диаметра d для болтов и диаметра D 1 для гаек).
Обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из цифры, показывающей степень точности, и буквы, означающей основное отклонение.
Обозначение поля допуска резьбы включает в себя обозначение поля допуска среднего диаметра, помещаемого на первом месте, и обозначения поля допуска наружного диаметра для болтов (внутреннего диаметра для гаек).
Если обозначение поля допуска диаметра по вершинам резьбы совпадает с обозначением поля допуска среднего диаметра, то его в обозначении поля допуска резьбы не повторяют.
Примеры обозначения полей допусков
резьбы с крупным шагом :
- болт М10 – 6g;
- гайка М10 – 6Н;
резьбы с мелким шагом :
- болт М10 X 1 – 6g;
- гайка М10 X 1 – 6Н.
Посадки резьбовых деталей обозначают дробью, в числителе которой указывают обозначение поля допуска гайки, а в знаменателе – обозначение поля допуска болта. Например: М10 – 6H/6g и М10×1 – 6H/6g.
В зависимости от требований, предъявляемых к точности резьбового соединения, поля допусков резьбы болтов и гаек установлены в трех условных классах точности (знаком ∗ отмечены поля допусков предпочтительного применения):
Согласно ГОСТ 16093-81 допускаются любые сочетания полей допусков резьбы болтов и гаек, но сочетание полей допусков разных классов точности на средний и наружный (или внутренний для гаек) диаметры резьбы должно быть обосновано.
В соединениях шпилек с корпусами, а также при наличии специальных требований к резьбовым соединениям применяют переходные посадки, а также посадки с натягом. Неподвижность и прочность соединения обеспечиваются при посадках с натягом за счет натяга по среднему диаметру, при переходных посадках – за счет применения дополнительных элементов заклинивания: конического сбега, плоского бурта или цилиндрической цапфы.
Схема расположения полей допусков для посадок с натягом показана на (рис. 2, а). По наружному и внутреннему диаметрам предусмотрены зазоры, компенсирующие пластическое течение материала к вершинам резьбы. Для образования полей допусков в посадках с натягом установлены основные отклонения диаметров резьбы в зависимости от степени точности.
Рис. 2 – Схемы расположения полей допусков диаметров (а) и среднего диаметра (б) резьбы с натягом
При малых натягах не исключается вывинчивание шпилек в эксплуатации, а при чрезмерно больших натягах возможно скручивание шпилек и разрушение резьбы в корпусах при монтаже, поэтому на средние диаметры резьб деталей стандартом установлены более высокие степени точности: 3-я и 2-я – для шпилек, 2-я – для гнезд.
Для обеспечения более однородных натягов в партии соединений резьбовые детали сортируют на группы.
На (рис. 2, б) в качестве примера показаны схемы расположения полей допусков среднего диаметра резьбы М14×1,5 с натягом при сборке без сортировки на группы (случай А), а также с сортировкой на две (В) и три (С) группы. Номера сортировочных групп обозначены цифрами Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ.
Посадки с натягом предусмотрены только в системе отверстия, что обеспечивает технологические преимущества. Рекомендуемые поля допусков и посадки приведены в табл. (ГОСТ 4608-81).
Стандартные профили, диаметры, шаги
рассмотрим на примере метрической резьбы.
Рисунок 1 – Параметры метрической резьбы
Профиль, номинальные размеры диаметров и параметры Р , α и Н 1 являются общими для наружной и внутренней резьб.
Метрическая резьба одного диаметра может иметь один крупный и до пяти мелких шагов. Крупный шаг в обозначении резьбы можно не указывать. Установлено три ряда диаметров, в каждом из которых предусмотрены крупный и мелкие шаги. Первый ряд предпочтительнее второго, второй – третьего.
Длины свинчивания подразделяют на три группы: S (малые), N (нормальные) и L (большие). Длина свинчивания, к которой относится допуск резьбы, при необходимости должна быть оговорена в технических требованиях или указана в обозначении резьбы.
5 Погрешности размеров резьбы.
При изготовлении резьбовых деталей неизбежны погрешности профиля резьбы, такие как кинематическая погрешность резьбы, кинематическая погрешность винтовой пары, наибольшая кинематическая погрешность резьбы и наибольшая кинематическая погрешность винтовой пары. Возможны погрешности ее размеров, отклонение от концентричности винтовой и цилиндрической поверхностей и т. д. Основными погрешностями резьбы являются набег шага и искажение угла профиля.
Источники погрешностей параметров резьбы можно разделить на три группы:
Технологические (заточка режущей части инструмента, установка режущего инструмента относительно оси изделия, износ режущего инструмента, качество материала обрабатываемого изделия, режимы резания, человеческий фактор);
Конструктивные (габариты и конфигурация изделия, номинальные размеры резьбы, жесткость детали);
Эксплуатационные (температура окружающей среды, изменение физико-механических характеристик и размеров от времени и эксплуатации; отличие коэффициентов линейного термического расширения соединяемых деталей).
Преобладающее влияние на точность резьбы оказывают три технологических фактора: заточка режущей части инструмента, установка резца относительно оси детали, износ режущего инструмента. Они составляют 30-40 % от суммарной погрешности резьбы.
6 Влияние отклонений диаметров, шагов, угла наклона боковой стороны профиля на прочность резьбы и свинчиваемость.
В случае отклонений диаметров «не в тело» болт и гайка могут не свинчиваться.
Ухудшает свинчиваемость отклонение шага в любую сторону.
Циклическая прочность зависит от равномерности распределения усилий между витками. Наличие зазоров по d 2 , d 1 и d устраняет заклинивание витков, уменьшает трение между ними и увеличивает податливость резьбы, компенсируя погрешности изготовления и равномерно распределяет нагрузку между витками.
При прогрессивной ошибке и отклонении половины угла профиля статическая прочность резьбы снижается. Отклонения шага снижают циклическую прочность резьбового соединения, а отклонения половины угла профиля – повышают.
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.
