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.