Метрическая резьба и ее параметры
Общие положения
ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ ДЕТАЛЕЙ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Резьбовые соединения широко распространены в конструкциях различных механизмов, машин, приборов, агрегатов и других изделий (в большинстве современных машин свыше 60% всех деталей имеют резьбу).
Существует большое разнообразие резьб как общего, так и специального назначения. К резьбам общего назначения относятся:
- крепежные резьбы (метрическая, дюймовая), обеспечивающие прочность соединений в процессе длительной эксплуатации разъемных деталей машин и приборов;
- кинематические резьбы (трапецеидальная, прямоугольная, упорная), применяемые для преобразования вращательного движения в поступательное;
- трубные и арматурные (трубные цилиндрическая и коническая, коническая дюймовая), применяемые для трубопроводов и арматур разнообразного назначения, главное требование к которым - обеспечение герметичности соединений.
Резьбы специального назначения применяются только для соединения одного типа деталей, например, круглая - для цоколей и патронов электрических ламп, окулярная - для оптических приборов и др.
Общим требованием для всех резьб является обеспечение свинчиваемости независимо изготовленных деталей без какой-либо пригонки и надежное выполнение предписанных эксплуатационных функций. Основные понятия, определения и обозначения элементов, цилиндрических и конических резьб устанавливает ГОСТ 11708-82.
Из всего многообразия резьб для рассмотрения резьбовых соединений следует принять крепежную цилиндрическую метрическую резьбу, которая наиболее применяется в различных видах производства.
Какой ГОСТ устанавливает номинальный профиль метрической резьбы?
ГОСТ 9150-81 распространяется на все разновидности метрических резьб и устанавливает единый для всех резьб номинальный профиль (рис. 49). Профиль метрической резьбы является треугольным с углом при вершине 60° и плоскими срезами по вершинам и впадинам, предназначенным для повышения прочности болта и улучшения технологичности изготовления резьб.
Рис.49. Резьба метрическая. Профиль. ГОСТ 9150-81:
d; D - наружный диаметр болта и гайки;
d2; D2 - средний диаметр болта и гайки;
d1; D1 - внутренний диаметр болта и гайки;
Р - шаг резьбы;
H - высота исходного треугольника;
H1 - рабочая высота профиля;
R - номинальный радиус закругления впадины болта
Номинальный профиль является общим для болта и гайки, т.е. номинальные размеры параметров резьбы являются общими для наружной (болта) и для внутренней (гайки) резьб.
Какие параметры резьбы называются основными?
Основными параметрами резьбы являются:
наружный диаметр резьбы d, D - диаметр воображаемого цилиндра, касательного к вершинам наружной резьбы или впадинам внутренней резьбы. Эти диаметры принимаются за номинальный диаметр резьбы;
- средний диаметр резьбы d2, D2 - диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, образующая которого пересекает профиль витков в точках, где ширина выступа равна ширине канавки;
- внутренний диаметр резьбы d1, D1 - диаметр воображаемого цилиндра, вписанного касательно к вершинам внутренней резьбы или впадинам наружной резьбы;
- шаг резьбы Р - расстояние между соседними одноименными (правыми или левыми) боковыми сторонами профиля, измеренное в направлении, параллельном оси резьбы. Для многозаходных резьб введено понятие «ход резьбы» - величина относительного и осевого смещения винта (гайки} за один полный оборот.
Ход резьбы равен Р · n = Рn,
где Р - шаг резьбы; n - число заходов; Рn - ход резьбы.
Диаметры средний и внутренний в зависимости от шага рассчитываются согласно формулам, приведенным в табл.21;
угол профиля α - угол между боковыми сторонами профиля в осевой плоскости. Поскольку в метрической резьбе важна симметрия угла профиля, поэтому измеряют угол наклона боковой стороны профиля, т.е. половину угла профиля α/2 - угол между стороной профиля и перпендикуляром, опущенным из вершины профиля на ось резьбы;
высота исходного треугольника Н - высота остроугольного профиля, полученного продолжением боковых сторон профиля до их пересечения;
рабочая высота профиля H1 - высота соприкосновения сторон профиля наружной и внутренней резьб в направлении, перпендикуляр ном оси резьбы.
Таблица 21
Расчет номинальных размеров среднего и внутреннего диаметров метрических резьб
Шаг резьбы Р, мм | Диаметры резьбы болта и гайки, мм | Шаг резьбы Р, мм | Диаметры резьбы болта и гайки, мм | |||
средний (d2; D2) | внутренний (d1; D1) | средний (d2; D2) | внутренний (d1; D1) | |||
0.20 | d-1+0.870 | d-1+0.783 | 1.25 | d-1+0.188 | d-2+0.64/ | |
0.25 | d-1+0.838 | d-1+0.730 | 1.50 | d-1+0.026 | d-2+0.376 | |
0.30 | d-1+0.805 | d-1+0.675 | 1.75 | d-2+0.863 | d-2+0,106 | |
0.35 | d-1+0.773 | d-1+0.621 | 2.00 | d-2+0.701 | d-3+0.83:. | |
0.40 | d-1+0.740 | d-1+0.567 | 2.50 | d-2+0.376 | d-3+0.284 | |
0.45 | d-1+0.708 | d-1+0.513 | 3.00 | d-2+0.051 | d-4+0.752 | |
0.50 | d-1+0.675 | d-1+0.459 | 3.50 | d-3+0.727 | d-4+0.211 | |
0.60 | d-1+0.610 | d-1+0.350 | 4.00 | d-3+0.402 | d-5+0.670 | |
0.70 | d-1+0.546 | d-1+0.242 | 4.50 | d-3+0.077 | d-5+0.129 | |
0.75 | d-1+0.513 | d-1+0.188 | 5.00 | d-4+0.752 | d-6+0.587 | |
0.80 | d-1+0.480 | d-1+0.134 | 5.50 | d-4+0.428 | d-6+0.046 | |
1.00 | d-1+0.350 | d-2+0,918 | 6.00 | d-4+0.103 | d-7+0.505 |
Важнейшими параметрами резьбы, обеспечивающими свинчиваемость резьбовой пары, являются: средний диаметр, шаг и половина угла профиля.
Что означает понятие «резьба с крупным шагом», «резьба с мелким шагом»?
Метрическая резьба общего назначения (номинальными диаметрами от 0,25 до 600 мм) согласно ГОСТ 8724-81 делится на резьбу с крупными шагами и резьбу с мелкими шагами.
Установлено три ряда диаметров метрической резьбы и каждому диаметру присвоены крупный и мелкие шаги с тем, чтобы при выборе резьб первый ряд предпочитать второму, второй - третьему. У резьб с крупным шагом каждому номинальному диаметру соответствует один определенный шаг. У резьб с мелким шагом одному и тому же номинальному диаметру соответствует несколько шагов, которые по величине меньше крупного.
Как узнать по записи на чертеже - резьба с крупным или мелким шагом?
Резьбы с крупным шагом обозначаются только своим номинальным диаметром наружным (d) для болтов и наружным (D) для гаек. Например, М8, М10. Крупный шаг этих резьб (1,25 для М8 и 1,5 мм для М10) нигде не записывается.
Резьбы с мелким шагом обозначаются номинальным размером и шагом, выбранным из числа мелких, исходя из эксплуатационного назначения соединения. Например: M1Oxl, M10xl,25, М8х1.
Резьбы с мелким шагом применяются при соединении тонкостенных деталей, при ограниченной длине свинчивания, а также в тех случаях, когда требуется повышенная прочность соединения.