Система допусков и посадок метрической резьбы

Для метрической резьбы стандартами установлены допуски на следующие элементы: наружный диаметр болта Т_d, внутренний диаметр гайки ТD₁, средний диаметр болта Td₂ и гайки TD₂.

Допуски диаметров резьбы установлены десятью степенями точности (для гладких соединений – квалитеты), обозначаемыми цифрами в порядке понижения точности: 1, 2, 3,..., 10. Разные термины для рядов точности приняты для того, чтобы не путать гладкие и резьбовые элементы деталей.

Положение поля допуска диаметра резьбы определяется основным отклонением – верхним es для болтов и нижним EI для гайки, которые обозначаются буквами латинского алфавита: строчными d, e, f и др. для наружной и прописными E, F, H и др. – для внутренней резьбы.

Основные отклонения, определяющие положение полей допусков относительно номинального профиля зависят только от шага резьбы (кроме h и H). Для резьб с данным шагом одноименные отклонения для всех диаметров (наружного, среднего, внутреннего) равны.

Второе предельное отклонение определяют по принятой степени точности резьбы: ei = es – ITd; ei = es – ITd₂; ES = EI + ITD₁; ES = EI + ITD₂.

Все отклонения и допуски отсчитываются от номинального профиля в направлении, перпендикулярном оси резьбы, как это показано на рисунках 8.2 и 8.3. На схемах принято указывать половинные величины, полагая, что вторые половины расположены на диаметрально противоположных профилях.

Поля допусков резьбовых элементов образуются сочетанием основного отклонения, обозначаемого буквой, с допуском по принятой степени точности. В отличие от гладких цилиндрических сопряжений цифра степени точности пишется на первом месте, например 5Н, 6е, 6f. Обозначение цилиндрической метрической резьбы и резьбовых соединений подробно изложено в 8.2.

Поля допусков (степени точности) рекомендуется выбирать с учетом длины свинчивания – длина участка взаимного перекрытия наружной и внутренней резьбы в осевом направлении. Стандартом устанавливается три группы длин свинчивания, которые обозначаются прописными латинскими буквами и имеют следующие наименования: N – нормальная, S – короткая и L – длинная. Длина свинчивания зависит от шага и диаметра резьбы и приведена в 8.5.

Рисунок 8.2 – Расположение полей допусков метрической резьбы

болта при посадках с зазором

Рисунок 8.3 – Расположение полей допусков метрической резьбы

гайки при посадках с зазором

Кроме степеней точности стандартом устанавливаются классы точности: точный, средний и грубый. Понятие о классах точности условное. На чертежах указываются только поля допусков, а классы точности используются для сравнительной оценки точности резьбы. Точный класс рекомендуется для ответственных статически нагруженных резьбовых соединений, при высоких требованиях к соосности соединяемых деталей; средний класс – для резьб общего применения и грубый класс – для неответственных соединений и деталей из пластмасс или при неблагоприятных условиях обработки (при нарезании резьб на горячекатанных заготовках, в длинных глухих отверстиях и т.п.).

Наружная и внутренняя резьбы при свинчивании контактируют только по боковым сторонам профиля. Контакт по вершинам резьбы и впадинам исключается установленным расположением полей допусков. Посадки резьбовых элементов образуются путем различного сочетания основного отклонения внутренней резьбы с основными отклонениями наружной резьбы.

Для обеспечения свинчиваемости и прочности резьбовых соединений стандартами установлена система допусков, которая предусматривает посадки резьб с зазором, натягом и переходные. В машиностроении наиболее широкое применение получили посадки резьб с зазором и натягом.

Посадки с зазором

Резьбовые соединения с зазором применяются при нанесении на резьбовые детали антикоррозионных покрытий, при работе в области высоких температур, а также для обеспечения быстрой и легкой сборки-разборки даже при наличии небольшого загрязнения.

Посадки с зазором регламентирует ГОСТ 16093, который устанавливает:

· номинальные значения наружного диаметра и шага резьбы, которые должны соответствовать данным 8.3 и 8.4;

· степени точности диаметров метрической резьбы, представленные в 8.6;

· основные отклонения диаметров наружной и внутренней резьбы, показанные на рисунках 8.2, 8.3 и представленные в 8.7;

· числовые значения основных отклонений диаметров наружной и внутренней резьбы, которые должны соответствовать данным 8.8;

· допуски диаметров наружной и внутренней резьбы, приведенные в 8.9-8.11;

· поля допусков наружной и внутренней резьбы, представленные в 8.12.

Крупный недостаток посадок с зазором – возможность самопроизвольного развинчивания резьбового соединения, особенно при воздействии динамических знакопеременных нагрузок. Во избежание этого усложняют конструкции резьбовых соединений, используя для стопорения дополнительные детали, или применяют посадки с натягом.

Посадки с натягом

Посадки с натягом применяются в тех случаях, когда конструкция изделия требует герметичности или гарантии от самоотвинчивания шпилек (без применения дополнительных элементов заклинивания) при действии вибраций, переменных нагрузок и изменений рабочих температур. Примером такой посадки является посадка резьбы шпилек в блоки двигателей внутреннего сгорания. Шпилька должна быть ввинчена в блок цилиндров настолько туго, чтобы исключить ее проворачивание при затяжке и отвинчивании гайки, соединенной с другим концом шпильки.

Посадки с натягом регламентирует ГОСТ 4608, который устанавливает:

· номинальные значения наружного диаметра и шага резьбы, которые должны соответствовать данным 8.13;

· основные отклонения и степени точности резьбы, представленные в 8.14;

· числовые значения основных отклонений диаметров наружной и внутренней резьбы, которые должны соответствовать данным 8.15;

· числовые значения допусков среднего диаметра наружной и внутренней резьбы, приведенные в 8.16;

· поля допусков и посадки с натягом резьбовых соединений, показанные на рисунке 8.4 и представленные в 8.17.

Рисунок 8.4 – Расположение полей допусков среднего диаметра метрической резьбы для посадок с натягом: I, II, III – номера сортировочных групп

Посадки с натягом предусмотрены только в системе отверстия. Стандартом установлены три поля допуска среднего диаметра d₂ для наружной резьбы (шпильки) – 3n, 3p, 2r и одно поле допуска среднего диаметра D₂ для внутренней резьбы (резьбовое отверстие) – 2Н (рис. 8.4). Для наружного диаметра d наружной резьбы предусмотрены поля допусков 6е и 6с, для внутреннего диаметра D₁ внутренней резьбы – 4D, 5D, 4C, 5C, что обеспечивает по наружному диаметру зазор, а по среднему диаметру – натяг.

Посадки с натягом требуют очень точного изготовления резьб, например внутренних по 2-й степени точности. При больших допусках на средний диаметр наибольший натяг N_max в соединении может привести при сборке к разрушению резьбовых деталей.

C целью удешевления производства и исключения поломок рекомендуется применять селективную сборку (метод групповой взаимозаменяемости), указанную в 8.17. При этом допуск на наружную резьбу расширяют, назначая его по 3-й степени точности, изготовленные резьбовые детали сортируют на группы по действительной величине среднего диаметра, а затем собирают резьбовые соединения из деталей одноименных групп. При такой сборке колебания натяга (от N_min до N_max) значительно уменьшаются, как это представлено на рисунке 8.4. Однако появляются организационные проблемы – усложняется замена шпилек при ремонте, в сборочном цехе может возникать незавершенное производство, когда оставшиеся шпильки и корпуса принадлежат разным группам. Поэтому иногда вместо посадок с натягом применяют переходные посадки.

Для резьб с натягом устанавливаются также допустимые отклонения формы наружной и внутренней резьб, которые определяются разностью между наибольшим и наименьшим действительными значениями среднего диаметра. Их величина не должна превышать 25% от допуска среднего диаметра.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: