Метрология




Допуски и посадки метрических резьбовых соединений



Соединение деталей с помощью резьбы широко применяется в машиностроении для образования неподвижных (крепежных) и подвижных (кинематических) соединений. Более подробную информацию о видах резьбы, достоинствах и недостатках этого вида разъемных соединений можно получить здесь.

допуски и посадки метрической резьбы

Современные методы нарезания и контроля резьб обеспечивают полную взаимозаменяемость резьбовых деталей. Главным условием взаимозаменяемости резьб является свинчиваемость винтов и гаек, имеющих резьбу одинакового профиля, шага и номинального диаметра, при получении данного характера соединения без подгонки.
Свинчиваемость и характер резьбового соединения определяются соотношением и точностью средних диаметров наружной (болта) и внутренней (гайки) резьб.

Метрическая резьба является основным типом крепежной резьбы.
Профиль резьбы установлен ГОСТ 9150–81 и представляет собой равносторонний треугольник с углом профиля α = 60°. Профиль резьбы на болте отличается от профиля резьбы в отверстии гайки величиной притупления его вершин и впадин.

Основными параметрами метрической резьбы являются: номинальный диаметр – d(D) и шаг резьбы – Р, устанавливаемые ГОСТ 8724–81 в миллиметрах, а также средний диаметр резьбы d2(D2) и внутренний диаметр резьбы d1(D1).

На рис. 1 показаны основные параметры и расположение полей допусков для крепежной метрической резьбы Н6/g6.

основные параметры метрической резьбы и допуски на ее изготовление

Для свинчиваемости парных резьб необходимо, чтобы на длине свинчивания действительные диаметры наружной и внутренней резьбы не выходили за пределы номинального контура, являющегося наибольшим предельным контуром наружной резьбы и наименьшим предельным контуром для внутренней резьбы.

Таким образом, действительные размеры реальных резьбовых поверхностей на всей длине свинчивания не должны выходить за предельные контуры резьбы.

У большинства резьб по наружным и внутренним диаметрам предусматриваются зазоры и поля допусков расположены так, что погрешности этих диаметров не препятствуют свинчиваемости резьб. Поэтому свинчиваемость резьб зависит только от точности средних диаметров (d2, D2), шага и угла профиля резьбы.
Указанные погрешности взаимно независимы, но между ними легко установить математическую связь. Это позволяет компенсировать допустимой погрешностью среднего диаметра резьбы влияние погрешностей шага и угла профиля на свинчиваемость (диаметральная компенсация, см. рис. 1).

диаметральная компенсация погрешностей резьбы

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. 1.

Таблица 1. Степени точности диаметров резьбы

Вид резьбы
Диаметр резьбы
Степень точности
Наружная
d2
3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10*
d
4, 6, 8
Внутренняя
D2
4, 5, 6, 7, 8 , 9*
D1
4, 5, 6, 7, 8
* 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. 2.

Таблица 2. Основные отклонения диаметров резьбы

Вид резьбы
Диаметр резьбы
Основное отклонение
Наружная
d2
d, e, f, g, h
d1
d, e, f, g, h
Внутренняя
D2
E, F, G, H
D1
E, F, G, H

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: 4h, 6g, 6H.

Обозначение поля допуска резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра, помещенного на первом месте, и обозначения поля допуска диаметра выступов.

Например: 7g6g; 5H6H,

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: 6g; 6H,

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:
М12×1LH–6g ( наружная резьба),
М12×1LH–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´ 1LH-6Н/6g.

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:

  • на средний диаметр наружной резьбы (d2) – 4jh;4j; 4jk; 2m;
  • на средний диаметр внутренней резьбы (D2) – 3H; 4Н; 5H;
  • на внутренний диаметр внутренней резьбы (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:

схемы полей допуска резьбы
  • 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. 3 ).

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.

***

Основные понятия о допусках и посадках