Допуски резьбовых соединений

2.9.1. Общие сведения и понятия.При изготовлении резьбы получается отклонение действительного профиля резьбы от теоретического. Для обеспечения условий взаимозаменяемости резьбовых соединений и достижений необходимых конструктивных резьбовых сопряжений эти отклонения устанавливаются допусками. Допуски на наружный и внутренний диаметры задаются таким образом, чтобы исключить возможность ка­сания и зацепления по вершинам и впадинам резьбы.

Основным элементом, определяющим характер резьбового соединения, является средний диаметр резьбы. Сопряжение резьбового соединения должно происходить только по сторонам (образующим) резьбового профиля. Основной и наиболее распространенной посадкой для резьбовых соединений является скользящая посадка, при которой номинальный средний диаметр равен наибольшему среднему диаметру резьбы болта и наименьшему среднему диаметру резьбы гайки.

По характеру использования и назначения сопряжения резьбовые соеди­нения подразделяются на неподвижные и подвижные (кинематические). Неподвижное сопряжение имеют обычные крепежные и соединительные резьбовые соединения типа «болт — гайка», «труба — муфта» и т. д., в ко­торых используются резьбы крепежные, трубные и др.

К подвижным резьбовым сопряжениям относят ходовые винты: микро­метрические, дифференциальные, грузовые, в которых используются тра­пецеидальные, упорные и другие резьбы.

Диаметральные погрешности уменьшения наружной резьбы и погрешности увеличения – для диаметров внутренней резьбы не повлияют на свинчиваемость. Однако любая погрешность шага резьбы и угла профиля мешает свинчиванию крепежной детали.

2.9.2 Стандарты на посадки соединений с метрической резьбой. В России стандартизованы:

· посадки с зазором (ГОСТ 16093–81, заменён межгосударственным ГОСТ 16093–2004 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором»),

· переходные (ГОСТ 24834–81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Переходные посадки»)

· с натягом (ГОСТ 4608–81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Посадки с натягом»).

Наиболее распространена посадка с зазором, где номинальный средний диаметр равен наибольшему среднему диаметру резьбы гайки. Расположение полей допусков метрической резьбы в посадках с зазором показано на рисунке 2.29. Отклонения (ГОСТ 16093-81) отсчитываются от линии номинального профиля резьбы перпендикулярно оси резьбы.

Допуски для диаметров резьбы болтови гаек определяются в зависимости от принятой степени точности, обозначаемой числами. Принят следующий дискретный ряд значений степени точности для диаметров болта и гайки: d = 4, 6, 8; d₂ = 4, 6, 7, 8; D₁ = 5, 6, 7; D₂ = 4, 5, 6, 7. Допуски диаметров d₁ и D не устанавливаются.

Расположение полей допусков диаметров резьбы относительно номинального профиля определяют ряды основных отклонений: верхние отклонения es для наружной резьбы шпилек и нижние отклонения EI для внутренней резьбы гаек.

Значения допусков диаметров зависят от степени точности и шага резьбы (допуск среднего диаметра зависит, кроме этого, ещё и от номинального диаметра резьбы). Стандартом описаны допуски среднего диаметра Т_d2, T_D2, наружной и внутренней резьб, наружного диаметра T_d наружной резьбы и внутреннего диаметра T_D1 внутренней резьбы (рис. 2.29).

2.9.3 Обозначение полей допусков резьбы с зазором. Допуски средних диаметров являются суммарными, включающими отклонения собственно среднего диаметра и диаметральные компенсации отклонений шага и половины угла профиля.

Поле допуска резьбы образуется сочетанием поля допуска среднего диаметра с полем допуска диаметра выступов (диаметра d для болтов и диаметра D₁ для гаек).

Обозначение поля допуска диаметра резьбы состоит из значения точности (цифры) и буквы, означающей основное отклонение.

Обозначение поля допуска резьбы включает в себя:

1) обозначение поля допуска среднего диаметра, помещаемого на первом месте,

2) обозначения поля допуска наружного диаметра для болтов(внутреннего – для гаек).

Если обозначения полей допуска диаметра по вершинам резьбы и среднего диаметра совпадают, то в поле допуска резьбы обозначение не дублируется.

Примеры обозначения полей допусков:

· резьбы с крупным шагом: болт М10 — 6g, гайка М10 — 6Н;

· резьбы с мелким шагом: болт М10 х 1 — 6g; гайка М10 х 1 — 6Н.

96

а, б - наружная резьба; в, г - внутренняя резьба;
d, e, f, g, (а); h (б); E, F, G (в); H (г) – основные отклонения

Рисунок 2.29. Поля допусков метрической резьбы крепежа для посадок с зазором

Посадки крепежных изделий обозначают дробью, в числителе которой указывают обозначение поля допуска гайки, а в знаменателе — обозначение поля допуска болта, к примеру: М10 — 6H/6g и М10 х 1 — 6H/6g.

В зависимости от требований, предъявляемых к точности резьбового соединения, поля допусков резьбы болтов и гаек установлены в трех условных классах точности.

Таблица 2.13 – Поля допусков крепежных изделий

2.9.4 Поля допусков крепежной резьбы с натягом. Согласно ГОСТ 16093—81 допускаются любые сочетания полей допусков резьбы болтов и гаек, но сочетание полей допусков разных классов точности на средний и наружный (или внутренний для гаек) диаметры резьбы должно быть обосновано.

В соединениях шпилек с корпусами, а также при наличии специальных требований к резьбовым соединениям применяют переходные посадки, а также посадки с натягом. Неподвижность и прочность соединения обеспечиваются при посадках с натягом за счет натяга по среднему диаметру, при переходных посадках — за счет применения дополнительных элементов заклинивания:

· конического сбега;

· плоского бурта;

· цилиндрической цапфы.

Схема расположения полей допусков для посадок с натягом показана на рисунке 2.30.По наружному и внутреннему диаметрам предусмотрены зазоры, компенсирующие пластическое течение материала к вершинам резьбы. Для образования полей допусков в посадках с натягом установлены основные отклонения диаметров резьбы в зависимости от степени точности.

Посадки с натягом предусмотрены только в системе отверстия, что обеспечивает технологические преимущества. Рекомендуемые поля допусков и посадки приведены в таблице 1.1 ГОСТ 4608—81.

Таким образом, наиболее употребимой для крепежной резьбы фланцевых соединений является посадка с зазором: она предотвращает защемление резьбы по вершинам и впадинам витков.

А б

Рисунок 2.30 Поля допусков диаметров крепежной резьбы с натягом (а)