Характеристика крепежных резьб

 

В зависимости от эксплуатационного назначения резьбы делятся на две группы:

1) крепежные резьбы общего применения;

2) специальные резьбы с узкой областью применения (прямоугольные, конические, трапецеидальные и т.д.)

В свою очередь резьбы первой группы можно разделить:

– на крепежные (метрические и дюймовые), используемые в разъемных соединениях деталей машин, обеспечивающих плотность соединений и неподвижность стыков;

– кинематические, применяемые для точного взаимного перемещения деталей машин при наименьшем трении (ходовые винты, винты суппортов станков и измерительных приборов), или для преобразования вращательного движения в прямолинейное (домкраты, прессы и т.д.);

– трубные резьбы, предназначенные для обеспечения герметичности соединений трубопроводов с их арматурой.

Кроме того, резьбы можно классифицировать:

- по форме профиля (треугольные, трапецеидальные, прямоугольные);

- числу заходов (однозаходные и многозаходные);

- форме винтовой поверхности (цилиндрические и конические);

- направлению винтовой линии (правые и левые).

Основными требованиями ко всем резьбам, независимо от их назначения, являются долговечность и свинчиваемость без дополнительной пригонки.

ГОСТ 9150 – 2002 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Профиль» и ГОСТ 24705 – 2004 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры» регламентируют основные параметры и размеры метрической резьбы общего назначения с диаметрами и шагами соответствующими ГОСТ 8724 – 2002 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги» (рис. 5.1):

d - наружный диаметр наружной резьбы (болт);

D - наружный диаметр внутренней резьбы (гайка);

d₂ - средний диаметр болта;

D₂ - средний диаметр гайки;

d₁ - внутренний диаметр болта;

D₁ - внутренний диаметр гайки;

d₃ - внутренний диаметр болта по дну впадины;

p - шаг резьбы;

H - высота исходного треугольника;

a - угол профиля резьбы.

Кроме того, установлены такие параметры, как:

b и g - угол наклона сторон профиля;

j - угол подъема резьбы;

H₁ - рабочая высота профиля;

l - длина свинчивания.

ГОСТ24705 - 2004 предусматривает общий для болта и гайки основной профиль и номинальные размеры наружного, среднего и внутреннего диаметров. По этому же стандарту предусмотрены плоские срезы на расстоянии Н/8 от вершины теоретического профиля наружного диаметра болта и на Н/4 - по внутреннему диаметру гайки. Такой профиль болта и гайки в резьбовом соединении позволяет повысить его прочность, увеличить самоторможение резьбы и упростить технологию ее нарезания.

Широкое распространение резьбовых соединений вызывает особые требования к вопросу их взаимозаменяемости.

Взаимозаменяемость и точность резьбовых сопряжений зависит от точности выполнения наружного, внутреннего и среднего диаметров резьбы болта и гайки, размеров шага и половины угла профиля резьбы.

Болт и гайка сопрягаются между собой по боковым сторонам профиля, поэтому предельные контуры резьбовых изделий должны иметь четкие ограничения.

Свинчиваемость резьбы будет обеспечиваться в том случае, если действительный контур каждой детали не будет выходить за предельный контур, (предельный контур - это контур, ограничивающий максимальную высоту (величину) снимаемого металла при обработке).

Отклонения размеров в резьбовой детали откладываются перпендикулярно оси резьбы.

Основным посадочным размером является средний диаметр, который и определяет характер соединений. При сопряжении наружных диаметров болта и гайки, т.е. по впадинам и выступам резьбы, для исключения заклинивания резьбы предусматриваются зазоры

Стандартом предусмотрены следующие ограничения резьбового профиля (рис. 5.2):

- допуск на средний диаметр болта и гайки - Td₂ и TD₂.;

- допуск на наружный диаметр болта – Td;

- допуск на внутренний диаметр гайки - TD₁;

Нижнее отклонение ei внутреннего диаметра d₁ наружной резьбы (болта) не устанавливается. Диаметр d₁ косвенно ограничивается геометрической формой и должен быть равен или меньше номинального значения.

Верхнее отклонение ES наружного диаметра D внутренней резьбы (гайки) также не устанавливается и косвенно ограничивается геометрической формой профиля. Диаметр D - должен быть равен или больше номинального значения.

Таким образом, допуски на наружный диаметр D гайки (TD) и внутренний диаметр d₁ болта (Td₁) не устанавливаются.

На шаг Р и половину угла профиля a/2 резьбы допуски отдельно не устанавливаются, т.к. погрешность их изготовления тесно связана с действительным средним диаметром.

При изготовлении резьбовых изделий неизбежно появление погрешности резьбового профиля и его размеров, отклонения от круглости, цилиндричности болта и гайки и т.д.

В процессе нарезания резьбы возникают погрешности шага, которые могут быть разделены на прогрессивные и местные.

Прогрессивные погрешности возрастают пропорционально числу витков и возникают из-за кинематической погрешности элементов станка.

Местные погрешности возникают вследствие местного износа резьбы ходового винта станка, неоднородности материала заготовки, погрешностей шага резьбонарезного инструмента, или других причин.

На рис. 5.3 представлены прогрессивные погрешности шага ΔP_n при нарезании резьбы, которые могут быть компенсированы соответствующим изменением среднего диаметра резьбы.

Для свинчивания болта с гайкой необходимо уменьшить средний диаметр болта d₂ или увеличить средний диаметр гайки D₂ на величину f_p.

Необходимое изменение диаметров можно рассчитать из треугольника авс,

ƒ_p = DР_n сtg (a/2)

где DР_n – накопленная погрешность n шагов

Диаметральная компенсация шага характеризует изменение средних диаметров резьбы болта и гайки, численно равна разности их значений и зависит от накопленной погрешности шага.

Погрешность угла профиля может быть вызвана погрешностями профиля резьбонарезного инструмента, его установки, перекосом оси детали и т.д. Анализируя погрешность угла профиля обычно рассматривают половину угла профиля a/2 (для метрической резьбы a/2 =30⁰). Эту погрешность также можно компенсировать изменением средних диаметров болта и гайки.

На рис. 5.4 представлена схема диаметральной компенсации погрешности половины угла профиля для метрической резьбы. Эту погрешность можно определить по формуле:

f_a =0,36 PD(a/2),

где Da/2 - отклонение половины угла профиля резьбы болта или гайки (т.е. разность между действительными и номинальными значениями a/2).

Таким образом, свинчиваемость резьбы будет обеспечена только в том случае, если зазор между средними диаметрами болта и гайки будет больше суммарной величины диаметральной компенсации погрешностей шага и половины угла профиля болта и гайки.

Для упрощения контроля и расчета допусков резьб введено понятие приведенный средний диаметр.

Приведенный средний диаметр для внутренней резьбы:

D_{2 пр.}= D_{2 изм.}- ( _R+ _a)

для наружной резьбы:

d_{2 пр.}= d_{2 изм.} + ( _R+ _a)

где d_{2 изм .}, D _2изм. – измеренные (действительные) средние диаметры болта и гайки, полученные в результате измерения.

Как уже отмечалось, основными параметрами, характеризующими характер резьбового сопряжения, его точность и прочность, являются средний диаметр, шаг и угол профиля резьбы. Учитывая, что эти параметры между собой связаны, отдельно их не нормируют (за исключением резьб с натягом, резьбовых калибров и резьбонарезного инструмента). Устанавливают суммарный допуск на средний диаметр болта Td₂ и гайки ТD₂:

Td₂ (TD₂) = Dd₂ (DD₂) + _p + _a

где: Dd₂ (DD₂) - допускаемые отклонения собственно самого среднего диаметра.

_p, _a - диаметральные компенсации погрешности шага и угла профиля.

Отсюда, приведенный средний диаметр резьбы равен номинальному, если _p + _a = 0. Исходя из этого, можно считать что, номинальный средний диаметр является наибольшим приведенным для болта и наименьшим приведенным для гайки.

Таким образом, суммарный допуск Тd₂ (TD₂) ограничивает: для наружной резьбы - наибольший приведенный средний диаметр (верхний предел) и наименьший собственно средний диаметр (нижний предел); для внутренний резьбы - наименьший приведенный средний диаметр (нижний предел) и наибольший собственно средний диаметр (верхний предел).

При контроле резьбовое изделие считается годным, если приведенный средний диаметр не выходит за указанные пределы.

Система допусков и посадок метрической резьбы регламентирована международными стандартами ГОСТ 16093 – 2004 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором», ГОСТ 4608 – 81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Посадки с натягом», ГОСТ 24834 – 81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Переходные посадки», которые позволяют обеспечить широкое распространение резьб, облегчающих сборку соединений.

В зависимости от характера соединений по боковым сторонам (по среднему диаметру) посадки резьбовых сопряжений могут быть с зазором, с натягом и переходные.

Допуски диаметров резьбы устанавливаются 10 степенями точности, которые обозначаются цифрами от 1 до 10 (10 степень – наиболее низкая).

 

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: