Взаимозаменяемость резьбовых соединений

Цель занятия: Привить навыки в нормировании параметры резьбовых соединений.

Основные положения.

Основными параметрами метрических резьб являются (рис. 13.1): d, (D) – наружный диаметр; d_2, (D₂ ) – средний диаметр; d_1,(D₁) – внутренний диаметр; d, d_2, d₁ – диаметры болта, D, D₂, D₁ – диаметры гайки; P – шаг резьбы; a - угол профиля резьбы; a2 – половина угла профиля; H – высота исходного треугольника; H₁ – рабочая высота профиля.

Размеры резьбы стандартизованы по диаметру и шагу. Диаметр, условно характеризующий размеры резьбы и используемый при её обозначении, называется номинальным диаметром резьбы. Номинальное значение угла для метрической резьбы равно 60⁰.

 

 

 

Рис. 13.1. Основные параметры резьбы

 

Метрическая резьба с крупным шагом обозначается буквой М и номинальным диаметром, например, М20. В обозначении резьбы с мелким шагом после номинального диаметра указывают величину шага в мм (М20 ´1,5).

Для левой резьбы в обозначении добавляются буквы LH, например: M20LH, M20 ´1,5LH.

В обозначении многозаходной резьбы указывают значение хода и в скобках шаг Р с числовым значением. Например, для трехзаходной резьбы с шагом 1 мм и значением хода 3 мм: M20´3(Р1); M20´3(Р1)LH.

При изготовлении резьбы из-за неточности станка, резьбонарезного инструмента и других причин неизбежно возникают ошибки в шаге и половине угла профиля, которые невозможно устранить. При наложении реального профиля резьбы, имеющей накопленную погрешность шага DР, на идеально точный профиль при равенстве средних диаметров болта и гайки детали не свинтятся.

Свинчиваемость резьбовых деталей обеспечивается тем, что средний диаметр резьбы болта уменьшается на величину f_р или средний диаметр резьбы гайки увеличивается на эту же величину.

Причем для метрических резьб

 

f_p = 1,73 × DR, (13.1)

 

где f_p – диаметральная компенсация погрешности шага, мкм;

DP - накопленная погрешность шага (разность между действительным и номинальным значениями n шагов на длине отвинчивания), мкм.

Аналогично ошибка половины угла профиля компенсируется за счет уменьшения среднего диаметра резьбы болта или увеличения среднего диаметра резьбы гайки на величину

Для метрических резьб

 

, (13.2)

 

где f_a - диаметральная компенсация погрешности половины угла профиля, мкм; Р – номинальный шаг резьбы, мм; Da2 – погрешность половины угла профиля (разность между действительным и номинальным значениями половины угла профиля), мкм. Для метрических резьб a2=30⁰.

Половина угла профиля a2, а не полный угол профиля, принята за один из основных параметров для того, чтобы учесть не только правильность изготовления всего угла (a=6° для метрических резьб), но и не перпендикулярность биссектрисы этого угла к оси резьбы.

Погрешности шага резьбы и половины угла профиля, хотя и имеются при обработке, для резьбы с зазором стандартом отдельно не установлены.

Допуски в таблицах стандартов заданы на приведенный средний диаметр, т. е. это суммарные допуски, учитывающие допускаемые погрешности изготовления собственного среднего диаметра, а также шага и половины угла профиля.

Под приведенным средним диаметром болта следует понимать средний диаметр реального болта, увеличенный на (f_p + f_a), т. е. как бы возвращенный к идеальному среднему диаметру сопрягающейся с ним гайки:

 

d_2пр = d_2изм + (f_p + f_a), (13.3)

 

где d_2пр - приведенный средний диаметр болта; d_2изм – собственно средний диаметр болта.

Для гайки приведенный диаметр определяется так:

 

D_2пр = D_2изм – (f_p + f_a). (13.4)

 

Контролировать резьбу можно комплексным и дифференцированными методами.

При комплексном контроле с помощью проходного резьбового калибра одновременно контролируют средний диаметр, шаг и половину угла профиля. При дифференцированном методе проверяют каждый параметр резьбы отдельно.

Порядок проведения занятия

Задание 1

Определите шаг, наружный, средний и внутренний диаметр для заданной резьбы болта.

Таблица 13.1

 

	Вариант
Наружный диаметр резьбы, мм	М16	М4	М42	М12	М6	М20	М18	М36	М24	М8

 

Окончание табл. 13.1

 

	Вариант
Наружный диаметр резьбы, мм	М30	М10	М48	М56	М20	М64	М5	М16	М14	М22

 

Задание 2

Запишите обозначение болта по заданным параметрам, приведенным в табл. 13.2. Пользуясь справочными данными, определите предельные отклонения для нормируемых размеров. Изобразите схемы расположения полей допусков.

Таблица 13.2

 

	Вариант
d
Шаг мелкий	1,25		0,75		0,5	1,5	0,75		0,25
Поле допуска d	6g	6e	6h	6d	6g	8g	6h	8g	6g	7h
Поле допуска d2	5g	6e	7h	6d	7g	9g	6h	8g	5g	7h

 

Окончание табл. 13.2

 

	Вариант
d
Шаг мелкий		1,5				0,75	0,75	0,5		1,5
Поле допуска d	6g	6e	6h	6f	6h	6h	6d	6e	6d	8h
Поле допуска d2	7g	6e	5h	6f	7h	5h	6d	7e	7d	8h

Задание 3

Запишите обозначение гайки по заданным параметрам, приведенным в табл. 13.3. Пользуясь справочными данными, определите предельные отклонения для нормируемых размеров. Изобразите схемы расположения полей допусков.

Таблица 13.3

 

	Вариант
D
Шаг мелкий	0,75		1,5	0,75			1,5		0,75
Поле допуска d	5H	6G	5H	4H	5H	8H	6G	7G	5H	7H
Поле допуска d2	5H	6G	4H	4H	5H	8H	6G	7G	5H	7H

 

Окончание табл. 13.3

 

	Вариант
D
Шаг мелкий				0,75	1,5		0,5
Основное отклонение d	5H	6H	7G	4H	6H	5G	8H	4H	7G	8H
Основное отклонение d2	4H	6H	7G	4H	6H	5G	8H	4H	7G	8H

 

Задание 4

Определите приведенный средний диаметр резьбы болта или гайки и установите соответствие его размера требованиям стандарта, если при измерении получены следующие данные (табл. 13.4).

 

Таблица 13.4

 

Варианты
Δp, мкм	-30			-35		-20		-50
Δα/2	27'	16'	40'	12'	45'	18'	12'	25'	5'	17'
Действительный средний диаметр, мм	14,950	9,51	18,680	17,51	22,440	19,47	43,90	16,92	27,612	18,95
Обозначение резьбы	М16х 1,5-8g	М10х 1-8Н	М20х 2-6g	М18х 1-16Н	М24х 2-6g	М20х 1-7Н	М45х 1,5-8g	М18х 2-7Н	М30- 6g	М20х 2-7Н

 

 

Продолжение табл. 13.4

 

Варианты
Δp, мкм
Δα/2	12'	6'	8'	40'	30'	35'	25'	34'	16'	10'
Действительный средний диаметр, мм	14,526	23,24	28,48	32,51	19,145	39,18	33,34	34,171	33,87	7,50
Обозна-чение резьбы	М16- 6g	М24х 1,5-6Н	М3х2-8g	М33х1-7Н	М20х 1-8g	М42- 6Н	М36- 6g	М36х 3-6Н	М35-6g	М8х 1-7Н

 

Оформление отчета

Отчет должен содержать:

1. Название темы и цель работы.

2. Выполненные задания 1-4, оформленные в соответствии с табл.13.6.

Таблица 13.6

 

Задания №1
Шаг, мм
Наружный диаметр, мм
Средний диаметр, мм
Внутренний диаметр, мм
Задания №2
Обозначение болта
Предельные отклонения
Схемы расположения полей допусков
Задание №3
Обозначение гайки
Предельные отклонения
Схемы расположения полей допусков
Задание №4
Расчет приведенного среднего диаметра
Заключение о годности

 

13.3. Контрольные вопросы

1. Какие различают виды резьб по профилю винтовой поверхности?

2. Перечислите основные параметры внутренней резьбы?

3. Как определить крупный шаг метрической резьбы?

4. Что такое диаметральная компенсация погрешности шага резьбы и как она определяется?

5. Как определить приведенный средний диаметр наружной резьбы?

6. По какому условию определяется годность внутренней резьбы?