Общие принципы обеспечения взаимозаменяемости цилиндрических резьб

При изготовлении резьбовых деталей неизбежны погрешности профиля резьбы и ее размеров. Свинчиваемость деталей зависит от точности выполнения среднего диаметра, шага и половины угла профиля резьб болта и гайки. По наружному и внутреннему диаметрам резьб болта и гайки предусмотрены зазоры (т.е. D > d и D1 > d1), которые практически всегда получаются при выборе соответствующих резьбообразующих инструментов.

При равенстве средних диаметров d2 = D2, шага Р и половины угла профиля α/2 болт и гайка свинчиваются беспрепятственно, плавно, без какого-либо ощутимого радиального или осевого зазора.

Если болт и гайка имеют одинаковые шаги Pб = Рг и α/2б = α/2г, но разные средние диаметры d2 D2, можно получить резьбу с зазором (если D2 > d2) или резьбу с натягом (если d2 > D2).

При равенстве средних диаметров D2 = d2, половин угла профиля α/2б = α/2г, разных шагах Рб Рг, свободного свинчивания болта и гайки невозможно. В этом случае имеет место врезание одной детали в другую. Величина врезания определяется как накопленная погрешность шага

где n - число шагов на длине свинчивания; - абсолютная величина разности действительных значений шагов резьбы болта и гайки.

Не будет беспрепятственной свинчиваемости и в том случае, если болт и гайка имеют одинаковые средние диаметры d2=D2, шаги Рб=Рг, но разные половины углов профиля α/2б α/2г.

Что надо сделать, чтобы обеспечить свинчиваемость резьбовой пары, имеющей погрешности в шаге и половине угла профиля?

Если болт и гайка имеют погрешности в шаге и половине угла профиля, а они неминуемы при изготовлении резьбы, надо создать между гайкой и болтом положительную разность по среднему диаметру. Эта разность необходима для компенсации накопленной погрешности шага и погрешности половины угла профиля. Погрешность разности между d2 и D2 достигается за счет уменьшения d2 или увеличения D2, или за счет того и другого вместе на величину fp + fα, которые называются диаметральными компенсациями по шагу резьбы (fp) и половине угла профиля (fα). Для метрической резьбы fp и fα определяются по формулам:

где fα - в мкм, Р - в мм, - в угловых минутах.

Следовательно, для обеспечения свинчиваемости болта и гайки, имеющих погрешности в шаге и половине угла профиля, надо создать суммарную положительную разность по среднему диаметру, определяемую выражением:

У резьбовых изделий (болта или гайки) есть приведенный средний диаметр. Что это такое?

Как было сказано выше, свинчиваемость будет обеспечена только в том случае, если разность средних диаметров резьб болта и гайки будет не меньше суммы диаметральных компенсаций отклонений шага и половины угла профиля обеих деталей. Для удобства контроля резьб и расчета допусков введено понятие «приведенный средний диаметр резьбы». Значение действительного среднего диаметра резьбы, увеличенного для наружной (болта) или уменьшенного для внутренней (гайки) резьб на суммарную диаметральную компенсацию шага и половины угла профиля fpα, называется приведенным средним диаметром:

Таким образом, приведенный средний диаметр резьбы равен собственному среднему диаметру (действительному, измеренному), которому придана поправка на погрешность шага и половины угла профиля.