Выбор норм точности деталей резьбового соединения 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Выбор норм точности деталей резьбового соединения



Резьбовым соединением по ГОСТ 11708-82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба. Термины и определения» называется соединение двух деталей с помощью резьбы, в которой одна из деталей имеет наружную резьбу, а другая – внутреннюю.

Резьбовые соединения являются одним из самых распространенных видов соединений. В машиностроении около 80 % деталей либо имеют резьбовые поверхности, либо их крепление осуществляется с помощью резьбовых изделий.

Основными достоинствами резьбовых соединений являются сравнительно легкая сборка-разборка и высокий уровень взаимозаменяемости изделий.

К недостаткам резьбовых соединений можно отнести усложнение конструкции и технологии (обработка резьбовых поверхностей требует применения специального оборудования и инструмента, усложняется контроль деталей).

В зависимости от формы профиля резьбы делятся на:

· метрические (с треугольным профилем, исходным для которого является равносторонний треугольник с углом при вершине 60°);

· дюймовые (с симметричным треугольным профилем и углом при вершине 55°), применяемые обычно для труб, трубные;

· прямоугольные (с прямоугольным профилем);

· трапецеидальные (с симметричным трапецеидальным про-филем);

· упорные (с несимметричным трапецеидальным профилем);

· круглые (с профилем, образованным дугами).

Кроме того, разработаны резьбы, предназначенные для деталей из определенных материалов, например, для деталей из пластмасс, для керамических деталей, специальные резьбы для конкретных видов изделий, например, окулярные резьбы и др.

По функциональному назначению следует различать резьбовые соединения делительные («отсчетные») и силовые. Пер-вые предназначены для обеспечения высокой точности линейных и угловых перемещений в измерительных приборах и технологическом оборудовании. Так, в микрометрических при-борах основной измерительный преобразователь – микрометрическая пара винт – гайка, в делительных машинах также основным механизмом является пара винт – гайка.

Силовые резьбовые соединения предназначены для создания значительных сил при перемещении деталей (винтовые прессы, домкраты) или для предотвращения взаимного перемещения соединенных деталей (соединения крышка – корпус, резьбовые соединения деталей трубопроводов, крепление втул-ки на валу и др.). Деление резьбовых соединений на «отсчетные» и силовые условно и осуществляется исходя из основной функции механизма.

В зависимости от характера функционирования различают неподвижные (крепежные) и подвижные (кинематические) резьбовые соединения. Подвижные резьбовые соединения образуются благодаря применению посадок с зазором. В неподвижных соединениях можно использовать все виды посадок – с натягом, переходные и с зазором. Для того чтобы обеспечить неподвижность резьбового соединения при посадке с зазором, используют искусственные методы его выборки (вплоть до создания натягов в соединении) либо применяют дополнительные конструктивные элементы, предохраняющие детали от самоотвинчивания (стопорные шайбы, контргайки, проволочные замки, герметики и др.). Из этого следует, что в неподвижных резьбовых соединениях, полученных применением посадки с зазором, после окончательной сборки возможны натяги по рабочим сторонам профиля резьбы при сохранении зазоров по противоположным сторонам профиля. В тех резьбовых соединениях, где применяют переходные посадки, натяги создают с использованием специальных «элементов заклинивания» (плоский бурт или цилиндрическая цапфа на шпильке либо заклинивание по не полностью нарезанному профилю резьбы).

В практической деятельности набольшее распространение получили метрические резьбы.

Для метрических резьб стандартизованы:

· профиль резьбы;

· номинальные диаметры и шаги;

· нормы точности.

Профиль метрической резьбы регламентирован
ГОСТ 9150-2002 (ИСО 68-1-98) «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Профиль».

В основу профиля резьбы положен исходный треугольник резьбы (рис. 30) с углом профиля 60°, высотой исходного треугольника Н и заданным шагом Р.

 

Рис. 30. Номинальный профиль метрической резьбы

и основные размеры его элементов

К основным размерам элементов метрической резьбы относятся:

d, D – наружный диаметр наружной резьбы (болта), наружный диаметр внутренней резьбы (гайки);

d 2, D 2 средний диаметр наружной резьбы (болта), средний диаметр внутренний резьбы (гайки);

d 1, D 1 внутренний диаметр наружной резьбы (болта), внутренний диаметр внутренней резьбы (гайки);

d 3 внутренний диаметр болта по дну впадины;

Р – шаг резьбы;

Н – высота исходного треугольника;

α – угол профиля резьбы;

R – номинальный радиус закругления впадины болта;

Н 1 = 5/8 Н – рабочая высота профиля.

ГОСТ 8724-2002 (ИСО 261-98) «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги» устанавливает диаметры метрической резьбы от 0,25 до 600 мм и шаги от 0,075 до 6мм.

Стандартом установлены 3 ряда диаметров резьбы (при выборе диаметра предпочтение отдается первому ряду). Для каждого номинального диаметра резьбы определены соответствующие шаги, которые могут включать крупный шаг и один или несколько мелких шагов.

Номинальные значения диаметров метрической резьбы регламентированы ГОСТ 24705-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры».

Стандартизованы резьбовые посадки с зазором, с натягом и переходные, которые определяют характер соединения по боковым сторонам резьбового профиля.

Система допусков и посадок метрической резьбы нормирована следующими стандартами:

- ГОСТ 16093-81 «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».

Для получения резьбовых посадок с зазором нормируют допуски диаметров резьбы по степеням точности от 3 до 10. Для нормирования положения полей допусков внутренней резьбы (гайки) предусмотрены четыре основных отклонения – Н, G, F, E (рис. 31), а для наружной резьбы (болта) пять основных отклонений – h, g, f, e, d (рис. 32).

 

а б

Рис. 31. Схемы полей допусков внутренней резьбы:

а – с основными отклонениями E, F, G;б – с основным отклонением Н

 

а б

 

Рис. 32. Схемы полей допусков наружной резьбы:

а – с основными отклонениями d, e, f, g, б – с основным отклонением h

 

Для наружной и внутренней резьбы кроме степеней точности установлены также три класса точности, условно названные точный, средний и грубый, в которые входят допуски определенных стандартом степеней точности.

Резьбы точного класса рекомендуется применять для ответственных статически нагруженных резьбовых соединений и при необходимости малых колебаний характера посадки. Средний класс точности рекомендуется для резьб общего назначения. Для резьб, нарезаемых на горячекатаных заготовках, в длинных глухих отверстиях и т.д., предпочтение отдается грубому классу точности.

ГОСТ 16093 устанавливает также три группы длин свинчивания: короткие S, нормальные N и длинные L.

При одном и том же классе точности допуск на средний диаметр резьбы при длине свинчивания L рекомендуется увеличивать, а при длине свинчивания S – уменьшать на одну степень точности по сравнению с допусками, установленными для длины свинчивания N. Данные рекомендации позволяют выбирать точность резьбы в зависимости от конструктивных и технологических требований.

Соответствие полей допусков наружной и внутренней резьбы классам точности и длинам свинчивания приведено в табл. 23.

 

Таблица 23

 

Kлассы точности резьбовых поверхностей

 

Класс точности Длина свинчивания наружной резьбы Длина свинчивания внутренней резьбы
S N L S N L
Точный (3 h 4 h) 4 g; 4 h (5 h 4 h) 4 Н 4 Н 5 Н; 5 Н 6 Н
Средний 5 g 6 g (5 h 6 h) 6 d; 6 e; 6 f; 6g; 6 h (7 е 6 е); 7 g 6 g; (7 h 6 h) (5 G); 5 Н 6 G; (7 G); 7 Н
Грубый   8 g (8 h)* (9 g 8 g)   7 G; 7 Н 8 G; 8 Н

 

П р и м е ч а н и я:

1. Выделенные подчеркиванием поля допусков предпочтительны.

2. Применение полей допусков, заключенных в скобки, следует по возможности ограничить.

3. При длинах свинчивания S и L допускаются поля допусков, установленные при длинах свинчивания N.

* Только для резьбы с шагом Р ≥ 0,8 мм.

Резьбовые посадки с гарантированным зазором применяют для крепежных резьб в следующих случаях:

· для соединений деталей, работающих при высокой температуре (для компенсации температурных деформаций, предохранения соединений от заедания и обеспечения возможности разборки деталей без повреждения, размещения смазки);

· при необходимости быстрой и легкой свинчиваемости деталей (даже при наличии небольшого загрязнения или повреждения резьбы);

· при нанесении на резьбовые детали антикоррозионного покрытия значительной толщины.

Обозначение поля допуска резьбы состоит из цифры, обозначающей степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение (например, 5 Н, 6 e), и следует за обозначением размера резьбы.

Для внутренней резьбы (гайки) поля допусков задаются на средний D 2 и внутренний D 1 диаметры; для наружной резьбы (болта) – на средний d 2 и наружный d диаметры. Например, в обозначении 5 Н 6 Н указаны поле допуска внутренней резьбы по диаметру D 2 (5 Н) и поле допуска внутренней резьбы по диаметру D 1(6 Н).

Если обозначения полей допусков двух диаметров совпадают, то в общем обозначении они не повторяются. Например, 6 e – поля допусков наружной резьбы (болта) по диаметрам d 2 и d.

Посадка в резьбовом соединении обозначается дробью, в числителе которой указывается обозначение поля допуска внут-ренней резьбы, в знаменателе – наружной резьбы. Например: М 12 - 6 Н/ 6 g, где М – резьба метрическая; 12 мм – номинальный диаметр резьбы;шаг резьбы – крупный (Р = 1,75 мм – в обозначе-нии не указывается); 6 Н – поле допуска внутренней резьбы (гайки) по среднему и внутреннему диаметрам; 6 g – поле допуска наружной резьбы (болта) по среднему и наружному диаметрам.

Обозначение левой метрической резьбы с мелким шагом и длиной свинчивания, отличающейся от нормальной, имеет следующий вид: M12×1 LH- 6 H /6 g – 30, где шаг резьбы – мелкий
(Р = 1 мм); LH – левая резьба; длина свинчивания 30 мм. Нормальная длина свинчивания (N) в обозначении не указывается.

При обозначении многозаходной метрической резьбы указываются буква М, номинальный диаметр резьбы, буквы Ph и значение хода резьбы, буква Р и значение шага. Например, условное обозначение двухзаходной резьбы с номинальным диаметром 16 мм, ходом 3 мм и шагом 1,5 мм: М16× Ph 3 Р 1,5.

Резьбовые посадки с натягом (ГОСТ 4608) предусмотрены для метрических резьб с диаметрами от 5 до 45 мм и шагами от 0,8 до 3 мм. Эти посадки предназначены для наружных резьбовых деталей из стали, сопрягаемых с внутренними резь-бами в деталях из стали, высокопрочных и титановых сплавов, чугуна, алюминиевых и магниевых сплавов.

Для получения резьбовых посадок с натягом по среднему диаметру предусмотрены следующие поля допусков (рис. 33): для внутренней резьбы (гайки) – 2 Н, для наружной резьбы (болта) – 3 n,3 p,2 r, для диаметров выступов внутренней резьбы – 4 D,5 D,4 С,5 С, а для диаметров выступов наружной резьбы – 6 e,6 с.

 

Рис. 33. Поля допусков резьб для соединений с натягом

Посадки с натягом по среднему диаметру резьбы предусмотрены только в системе основного отверстия.

Резьбовые посадки с натягом по среднему диаметру используют в тех случаях, когда необходимо обеспечить гер-метичность или предотвратить самоотвинчивание шпилек под действием вибраций, переменных нагрузок и изменения ра-бочей температуры. Примером может служить посадка резь-бы шпилек в корпуса двигателей, в ступицы колёс автомобилей и т. п.

При необходимости обеспечения более однородного натяга и повышения прочности соединений резьбовые детали сортируют на группы, а затем собирают из одноименных групп (селективная сборка). Предусмотрена сортировка резьбовых деталей по среднему диаметру на две или три группы.

Для устранения заклинивания при свинчивании тугой резь-бы по наружному и внутреннему диаметрам предусмотрены гарантированные зазоры.

Для резьб с натягом стандартом нормированы предельные отклонения шага и угла наклона боковой стороны профиля. Кроме того, на качество резьбовых соединений с натягом влияют отклонения формы наружной и внутренней резьбы. В данном случае отклонение формы, определяемое разностью между наибольшим и наименьшим действительными средними диаметрами,не должно превышать 25 % допуска среднего диаметра. «Обратная конусность» не допускается.

Виды посадок с натягом в зависимости от материала детали с внутренней резьбой и шага резьбы приведены в табл. 24.

Пример условного обозначения резьбовой посадки с натягом резьбы: М16-2 Н 4 С (3)/3 п (3), где М– резьба метрическая; 16 мм – номинальный диаметр резьбы;шаг резьбы – крупный (Р = 2 мм, в обозначении не указывается); 2 Н – поле допуска внутренней резьбы по среднему диаметру, 4 С – поле допуска внутренней резьбы по внутреннему диаметру; 3 п – поле допуска наружной резьбы по среднему диаметру; в скобках указано число сортировочных групп (3). Поля допусков наружной резьбы по наружному диаметру – 6 е (Р до 1,25 мм) или 6 с (Р свыше 1,25 мм) в обозначении не указываются.Данная резьба применяется, если материал детали с внутренней резьбой – сталь или высокопрочные и титановые сплавы.

 

Таблица 24

 

Резьбовые посадки с натягом

 

Материал детали с внутренней резьбой Посадка при Р, мм Дополнительные условия сборки
до 1,25 св. 1,25
Чугун и алюминиевые сплавы 2 H 5 D /2 r 2 H 5 C /2 r
Чугун, алюминиевые и магниевые сплавы 2 H 5 D (2)/3 p (2) 2 H 5 C (2)/3 p (2) Сортировка на две группы
Сталь, высокопрочные и титановые сплавы 2 H 4 D (3)/3 n (3) 2 H 4 C (3)/3 n (3) Сортировка на три группы

 

Для образования переходных резьбовых посадок ГОСТ 24834 предусматривает следующие поля допусков (рис. 34): для внут-ренней резьбы (гайки) – 3 Н, 4 Н, 5 Н, 6 Н, для наружной резьбы (болта) – 2 m, 4 jh, 4 j, 4 jk, 6 g.

В переходных посадках дополнительно применяются элементы заклинивания шпилек: конический сбег резьбы, плоский бурт и цилиндрическая цапфа.

Варианты переходных резьбовых посадок в зависимости от номинального диаметра резьбы и материала детали с внутренней резьбой приведены в табл. 25.

Для деталей в переходных резьбовых посадках требования к точности шага, углов, отклонениям формы наружной и внутренней резьбы аналогичны требованиямк деталям для резьбовых соединений с натягом.

Пример условного обозначениярезьбовой переходной посадки: М16-4 Н 6 Н /4 jk, где М– резьба метрическая; 16 мм – номинальный диаметр резьбы;шаг резьбы – крупный и Р = 2 мм (в обозначении не указывается); 4 Н – поле допуска внутренней резьбы (гайки) по среднему диаметру, 6 Н – поле допуска внутренней резьбы (гайки) по внутреннему диаметру; 4 jk – поле допуска наружной резьбы (болта) по среднему диаметру. Поле допуска наружной резьбы (болта) по наружному диаметру 6 g (в обозначении не указывается).

 

 

 

Рис. 34. Поля допусков резьб для соединений

с переходными посадками

 

 

Таблица 25

 

Переходные резьбовые посадки

 

Номинальный диаметр резьбы, мм Материал детали с внутренней резьбой Посадки
  От 5 до 16 Сталь 4 H 6 H /4 jk; 3 H 6 H /2 m
Чугун, алюминиевые и магниевые сплавы 5 H 6 H /4 jk; 3 H 6 H /2 m
  От 18 до 30 Сталь 4 H 6 H /4 j; 3 H 6 H /2 m
Чугун, алюминиевые и магниевые сплавы 5 H 6 H /4 j; 3 H 6 H /2 m
От 30 до 45 Сталь, чугун, алюминиевые и магниевые сплавы 5 H 6 H /4 jh

 

Примеры расчёта посадок резьбовых соединений

Дана резьбовая посадка с зазором: М12×1,5 – 6 Н /6 g.

Определяем номинальные значения диаметров внутренней резьбы (гайки) и наружной резьбы (болта) по ГОСТ 24705:

d = D = 12,000 мм;

 

d 2 = D 2 = 11,026 мм;

 

d 1 = D 1 = 10,376 мм;

 

d 3 = 10,160 мм;

 

P = 1,5 мм.

 

Предельные отклонения диаметров резьбовых деталей с внутренней резьбой (гайки) и наружной резьбой (болта) выбираем по ГОСТ 16093 и результаты представляем в таблице (табл. 26).

Таблица 26

 

Предельные отклонения диаметров

резьбовых поверхностей

 

Номинальный диаметр резьбы, мм Предельные отклонения болта, мкм Предельные отклонения гайки, мкм
еs ei ES EI
D = d = 12,000 – 32 – 268 не ограничено  
D 2 = d 2 = 11,026 – 32 – 172 + 190  
D 1 = d 1 = 10,376 – 32 не ограничено + 300  

 

Определяем предельные размеры внутренней резьбы (гайки) и наружной резьбы (болта) и результаты представляем в таблице (табл. 27).

 

Таблица 27

 

Предельные размеры резьбовых поверхностей

(по диаметрам)

 

Предельный размер, мм Болт Гайка
d, мм d 2, мм d 1, мм D, мм D 2, мм D 1, мм
Наибольший 12,000 – – 0,032 = = 11,968 11,026 – – 0,032 = = 10,994 10,376 – – 0,032 = = 10,344 не ограничен 11,026 + + 0,190 = = 11,216 10,376 + + 0,300 = = 10,676
Наименьший 12,000 – – 0,268 = = 11,732 11,026 – – 0,172 = = 10,854 не огра-ничен 12,000 11,026 10,676

 

Строим схему расположения полей допусков резьбового соединения M12×1,5 – 6 H /6 g (рис. 35).

 

 

Рис. 35. Схема расположения полей допусков резьбового соединения M12×1,5-6 H /6 g

 

Рассчитываем предельные значения зазоров в резьбовой посадке:

· по D (d):

 

S min = D min – d max = 12,000 – 11,968 = 0,032 мм,

 

S maxне нормируется;

 

· по D 2 (d 2):

 

S 2min = D 2min – d 2max = 11,026 – 10,994 = 0,032 мм,

 

S 2max = D 2max – d 2min = 11,216 – 10,854 = 0,362 мм;

 

 

· по D 1 (d 1):

 

S 1min = D 1min – d 1max = 12,000 – 11,968 = 0,032 мм,

 

S 1maxне нормируется.

 

Дана резьбовая посадка с натягом М16 – 2 Н 5 С /2 r.

Определяем номинальные значения диаметров внутренней и наружной резьб (ГОСТ 24705):

 

d = D = 16,000 мм;

 

d 2 = D 2 = 14,701 мм;

 

d 1 = D 1 = 13,835 мм;

 

d 3 = 13,546 мм;

 

P = 2 мм.

 

Предельные отклонения диаметров резьбовых поверхностей внутренней и наружной резьбы выбираем по ГОСТ 4608 и результаты представляем в таблице (табл. 28).

 

Таблица 28

 

Предельные отклонения диаметров резьбовых поверхностей

 

Номинальный диаметр резьбы, мм Предельные отклонения болта, мкм Предельные отклонения гайки, мкм
еs ei ES EI
D = d = 16,000 – 150 – 430 не ограничено  
D 2 = d 2 = 14,701 + 173 + 110 + 85  
D 1 = d 1 = 13,835 + 450 +150

 

Определяем предельные размеры внутренней (гайки) и наружной (болта) резьбы и результаты представляем в таблице (табл. 29).

Таблица 29

 

Предельные размеры внутренней и наружной резьбы

 

Предельный размер, мм Болт Гайка
d, мм d 2, мм D,мм D 2,мм D 1,мм
Наибольший 16,000 – – 0,15 = = 15,850 14,701+ + 0,173 = = 14, 874 не ограничен 14,701+ + 0,085 = = 14,786 13,835+ + 0,450 = = 14,285
Наименьший 16,000 – – 0,430 = = 15,570 14,701+ + 0,110= = 14,811 16,000 14,701 13,835 + +0,150 = = 13,985

 

Строим схему расположения полей допусков резьбового соединения М16 – 2 Н 5 С /2 r (рис. 36).

 

 

Рис. 36. Схема расположения полей допусков резьбового соединения

М16 – 2 Н 5 С /2 r

Рассчитываем предельные значения натягов в резьбовой посадке (только по среднему диаметру):

 

N 2 max = d 2max – D 2min = 14, 874 – 14, 701 = 0,173 мм;

N 2 min = d 2min – D 2max = 14,811 – 14,786 = 0,025 мм.

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-08; просмотров: 533; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.204.214.205 (0.112 с.)