Нормирование точности метрической резьбы

Реферат

НОРМИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ МЕТРИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ

1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЗЬБЫ

Резьбовые соединения широко применяются в машиностроении и приборостроении (около 60% всех деталей имеют резьбу).

Резьбы делятся по назначению на крепежные и специальные. Крепежные резьбы используют для соединения деталей, подлежащих периодическому разъему. Специальные резьбы могут быть кинематическими (для передачи движения и усилий), упорными (для восприятия односторонних больших нагрузок), трубными (для герметичных соединений) и др. Общими требованиями для всех резьбовых соединений является обеспечение взаимозаменяемости и свинчиваемости, т.е. соединение гайки и болта без ощутимого люфта (зазора).

Метрическая резьба является универсальной, и получила наиболее широкое распространение [2, 4, 14]. Профиль метрической резьбы и основные параметры установлены по ГОСТ 9150.

Рис. 1.1 Профиль метрической резьбы:

H высота исходного треугольника, H = 0,866P , H 1 = 0,541P ; 3/8H= 0,325P;H /8=0,108 P; H /4=0,216 P

Метрическая резьба может выполняться с крупным и мелким шагом. Мелкий шаг назначается для тонкостенных деталей, при короткой длине свинчивания, равной высоте гайки, при работе в условиях вибрационных нагрузок. Зависимость шага от диаметра резьбы и ряды предпочтительного применения установлены в ГОСТ8724 (см. табл. 1.1).

Основные размеры метрической резьбы выполняются по ГОСТ24705. Расчетные значения диаметров резьбы ( d 1, d 2, d 3) могут быть определены по формулам.

Основные параметры — общие для наружной (болта) и внутренней (гайки) резьбы: номинальный наружный диаметр d (D ) (указывается в условном обозначении резьбы), номинальный внутренний диаметр d 1 (D 1), номинальный средний диаметр d 2 (D 2 ), шаг резьбы Р , угол профиля =60°, высота исходного треугольника витка Н ; рабочая высота витка Н 1.

Форма впадины у наружной резьбы может быть плоскосрезанной (по диаметру d 1) или радиусной (по диаметру d 3).

Во втором случае резьба более прочная.

Свинчиваемость болта и гайки производится по среднему диаметру.

Средний диаметр (ГОСТ 11708) — это диаметр воображаемого, соосного с резьбой цилиндра, который делит профиль резьбы так, что толщина витка равна ширине впадины и равна половине шага (Р /2).

8 стр., 3967 слов

Устройство и основные узлы токарного станка

... таблички. На токарных станках, на шильдиках указаны зависимость скорости перемещения или вращения узлов станка от выбранных ... работе на токарном станке Основными условиями безопасной работыне товарном станке явля­ются: значение ... часть шпинделя на поверхности имеет резьбу для установки крепёжных патронов, ... болтов, гаек; клиньев и других соединений; 21.6. Для регулировки зажимных приспособлений станка ( ...

2. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ МЕТРИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ С ЗАЗОРОМ

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.

приведенный средний диаметр

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-й ряд

2-й ряд

3-й ряд

Крупный

Мелкий

1-й ряд

2-й ряд

3-й ряд

Крупный

Мелкий

5

0,8

0,5

52

5

4; 3; 2; 1,5; 1

6

1

0,5

55

4;3;2;1,5

8

1,25

1; 0,75; 0,5

56

60

5,5

4; 3; 2; 1,5; 1

10

1,5

1,25; 1; 0,75; 0,5

58; 62

4; 3; 2; 1,5

12

1,75

1,5; 1,25; 1; 0,75; 0,5

64

68

6

4; 3; 2; 1,5; 1

14

2

1,5; 1,.25; 1; 0,75; 0,5

65

4; 3; 2; 1,5

15;17

1,5; 1

70

6; 4; 3; 2; 1,5

16

2

1,5; 1; 0,75; 0,5

75

4; 3; 2; 1,5

20

18; 22

2,5

2; 1,5; 1;

0,75

72;80

76

6; 4; 3; 2; 1,5; 1

24

27

3

2; 1.5; 1; 0,75

78; 82

2

25; 28

2; 1,5; 1

90

85

6; 4; 3; 2; 1,5

30

33

3,5

2; 1.5; 1; 0,75

95

6; 4; 3; 2; 1,5

26; 35;

38

1,5

100

105

6; 4; 3; 2; 1,5

36

39

4

3;2;1,5;1.

110

115

6; 4; 3; 2; 1,5

40

3;2;1,5

120

6; 4; 3; 2; 1,5

42

45

4,5

4; 3; 2; 1,5; 1

125

130

8; 6; 4; 3;

2;1,5

48

5

4; 3; 2; 1,5; 1

140;

160

150;

170

8; 6; 4; 3;

2;1,5.

50

3; 2; 1,5

180;

200

190

8; 6;4; 3;

2

Таблица 2.2 — Размеры диаметров метрической резьбы по ГОСТ 24705

Шаг

резьбы,

мм

Диаметр резьбы

Внутренний диаметр

болта по дну вп адин 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

1

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

2

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

3

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

4

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

5

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

6

d — 4+0,103

d — 7+0,505

d — 8+0,639

Рис. 2.2 Расположение полей допусков по профилю резьбы

g (f; e; d)

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

Номинальный диаметр резьбы d , мм

Шаг Р , мм

Степень точности

3

4

5

6

7

8

9

10

Свыше 5,6

до 11,2

0,5

42

53

67

85

106

(132)

0,75

50

63

80

100

125

(160)

1,0

56

71

90

112

140

180

224

280

1,25

60

75

95

118

150

190

236

300

1,5

67

85

106

132

170

212

265

335

Свыше 11,2

до 22,4

0,5

45

56

71

90

112

(140)

0,75

53

67

85

106

132

(170)

1,0

60

75

95

118

150

190

236

300

1,25

67

85

106

132

170

212

265

335

1,5

71

90

112

140

180

224

280

355

1,75

75

95

118

150

190

236

300

375

2,0

80

100

125

160

200

250

315

400

2,5

85

106

132

170

212

265

335

425

Свыше 22,4

до 45

0,5

48

60

75

95

118

0,75

56

71

90

112

140

(180)

1,0

63

80

100

125

160

200

250

315

1,5

75

95

118

150

190

236

300

375

2,0

85

106

132

170

212

265

335

425

3,0

100

125

160

200

250

315

400

500

3,5

106

132

170

212

265

335

425

530

4,0

112

140

180

224

280

355

450

560

4,5

118

150

190

236

300

375

475

600

Свыше 45

до 90

0,5

50

63

80

100

125

0,75

60

75

95

118

150

1,0

71

90

112

140

180

224

280

355

1,5

80

100

125

160

200

250

315

400

2,0

90

112

140

180

224

280

355

450

3,0

106

132

170

212

265

335

425

530

4,0

118

150

190

236

300

375

475

600

5,0

125

160

200

250

315

400

500

630

5,5

132

170

212

265

335

425

530

670

6,0

140

180

224

280

355

450

560

710

Свыше 90

до 180

1,0

75

95

118

150

190

1,5

85

106

132

170

212

265

335

425

2,0

95

118

150

190

236

300

375

475

3,0

112

140

180

224

280

355

450

560

4,0

125

160

200

250

315

400

500

630

6,0

150

190

236

300

375

472

600

750

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

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

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

Номинальный диаметр резьбы d , мм

Шаг Р , мм

Степень точности

4

5

6

7

8

Свыше 5,6

до 11,2

0,5

71

90

112

140

0,75

85

106

132

170

1,0

95

118

150

190

236

1,25

100

125

160

200

250

1,5

112

140

180

224

280

Свыше 11,2

до 22,4

0,5

75

95

118

150

0,75

90

112

140

180

1,0

100

125

160

200

250

1,25

112

140

180

224

280

1,5

118

150

190

236

300

1,75

125

160

200

250

315

2,0

132

170

212

265

335

2,5

140

180

224

280

355

Свыше 22,4

до 45

0,5

80

100

125

0,75

95

118

150

190

1,0

106

132

170

212

265

1,5

125

160

200

250

315

2,0

140

180

224

280

355

3,0

170

212

265

335

425

3,5

180

224

280

355

450

4,0

190

236

300

375

475

4,5

200

250

315

400

500

Свыше 45

до 90

0,5

85

106

132

0,75

100

125

160

1,0

118

150

190

236

300

1,5

132

170

212

265

335

2,0

150

190

236

300

375

3,0

180

224

280

355

450

4,0

200

250

315

400

500

5,0

212

265

335

425

530

5,5

224

280

355

450

560

6,0

236

300

376

475

600

Свыше 90

до 180

1,0

125

160

200

250

1,5

140

180

224

280

355

2,0

160

200

250

315

400

3,0

190

236

300

375

475

4,0

212

265

335

425

530

6,0

250

315

400

500

636

Таблица 2.5 — Допуски диаметров d и D 1, мкм

Шаг Р , мм

Степень точности

Наружная резьба Тd

Внутренняя резьба TD 1

4

6

8

4

5

6

7

8

0,5

67

106

90

112

140

180

0,75

90

140

118

150

190

236

0,8

95

150

236

125

160

200

250

315

1,0

112

180

280

150

190

236

300

375

1,25

132

212

335

170

212

265

335

425

1,5

150

236

375

190

236

300

375

472

1,75

170

265

425

212

265

335

425

530

2,0

180

280

450

236

300

375

475

600

2,5

212

335

530

280

355

450

560

710

3,0

236

375

600

315

400

500

630

800

3,5

265

425

670

355

450

560

710

900

4,0

300

475

750

375

475

600

750

950

4,5

315

500

800

425

530

670

850

1060

5,0

335

530

850

450

560

710

900

1120

5,5

355

560

900

475

600

750

950

1180

6,0

375

600

950

500

630

800

1000

1250

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

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

1,0

-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

2,0

-100

-71

— 52

-38

+71

+52

+38

2,5

-106

— 80

— 58

-42

+80

+42

3,0

-112

— 85

— 63

-48

+85

+48

3,5

-118

— 90

-53

+90

+53

4,0

-125

-95

-60

+95

+60

4,5

-132

-100

-63

+100

+63

5,0

-132

-106

-71

+106

+71

5,5

-140

-112

-75

+112

+75

6,0

-140

-118

-80

+118

+80

Примечание. Основные отклонения для h и Н равны 0.

Таблица 2.7 — 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

1,0

3,0

3,0

9

9

1,25

4,0

4,0

12

12

1,5

5,0

5,0

15

15

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

1,0

3,8

3,8

11

11

1,25

4,5

4,5

13

13

1,5

5,6

5,6

16

16

1,75

6,0

6,0

18

18

2,0

8,0

8,0

24

24

2,5

10

10

30

30

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

1,0

4,0

4,0

12

12

1,5

6,3

6,3

19

19

2,0

8,5

8,5

25

25

3

12

12

36

36

3,5

15

15

45

45

4

18

18

53

53

4,5

21

21

63

63

Свыше 45

до 90

1,0

4,8

4,8

14

14

1,5

7,5

7,5

22

22

2,0

9,5

9,5

28

28

3,0

15

15

45

45

4,0

19

19

56

56

5,0

24

24

71

71

5,5

28

28

85

85

6,0

32

32

95

95

Свыше 90

до 180

1,5

8,3

8,3

25

25

2,0

12

12

36

36

3,0

18

18

53

53

4,0

24

24

71

71

6,0

36

36

106

106

Примечание. Номинальные диаметры в указанных пределах выбирать по табл. 2.1.

Рис. 2.3. 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: 6 g ; 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 Ч 1,5-4 Н 5НLH гайка, шаг р = 1,5; D = 18; TD 2 по 4Н , TD 1 по 5Н , резьба левая; (завинчивают против часовой стрелки);

? M18-6 H 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. 2.4 Основные отклонения метрической резьбы с зазором:

а —

Таблица 2.8 — Поля допусков метрической резьбы с зазором по ГОСТ 16093

Класс точности

по ОСТ

Длина

свинчивания

Наружная

резьба

Внутренняя

резьба

S

(3 h 4h )

4 H

Точный

N

; 4 h

4 H 5H ; 5H

L

(5 h 4h )

6 H

S

5 g 6g ; (5h 6h )

(5 G ); 5H

Средний

N

6 d ; 6e ; 6f ; 6; ;6h

6 G ;

L

(7 e 6e ); 7g 6g ; (7h 6h )

(7 G ); 7H

S

————

————

Грубый

N

8 g ; (8h )

7 G ; 7H

L

(9 g 8g )

(8 G ); 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 резьб ообразующего инструмента.

Средний класс получил наибольшее применение. В машиностроении наиболее часто для резьбы с мелким шагом используют поля допусков: для болтов — 5g6g, а для гайки — 5Н.

Грубый класс применяется для резьбы в длинных глухих отверстиях, при пониженных требованиях к точности [12].

3. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ МЕТРИЧЕСКОЙ РЕЗЬБЫ С НАТЯГАМИ И ПЕРЕХОДНЫМИ ПОСАДКАМИ

Посадки с натягом для метрической резьбы назначаются по ГОСТ 4608, а переходные посадки по ГОСТ 24834. Применяют эти виды посадок для резьбовых шпилек, которые ввинчиваются в корпус. Номинальные диаметры шпилек, ряды предпочтительности и шаги даны. 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) [4] (см. табл. 5.10).

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 1 d 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 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 ( Tp и T ).

Допуски среднего диаметра резьбы с переходными посадками являются суммарными, как для резьб с зазором. Значения допусков и основных отклонений определять по стандартам и справочникам [1,4,12]. Cхемы расположения полей допусков для резьб с натягом даны на рис. 3.5, а для резьбовых соединений по переходным посадкам на рис. 3.6.

Таблица 3.1 — Метрическая резьба. Посадки с натягом и переходные. Диаметры и шаги, мм

Номинальный диаметр резьбы, d

Шаг, Р

Номинальный диаметр резьбы, d

Шаг, Р

1-й ряд

2-й ряд

Крупный

Мелкий

1-й ряд

2-й ряд

Крупный