Основные параметры метрической резьбы

Номинальный профиль цилиндрической метрической резьбы, установленный ГОСТ 9150, приведен на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 – Основные параметры метрической резьбы

Номинальный профиль, общий для болта и гайки, является треугольным с углом при вершине  = 60 и исходной высотой Н, получен путем среза вершин витков по наружному диаметру на Н/8 и по внутреннему диаметру на Н/4.

Еcли собираемость и работоспособность гладкого цилиндрического сопряжения характеризуются одним размерным параметром – диаметром соединения, то конструктивно более сложное резьбовое соединение – пятью следующими параметрами по ГОСТ 24705:

• d (D) – наружный диаметр резьбы болта (гайки);

• d₁ (D₁) – внутренний диаметр резьбы болта (гайки);

• d₂ (D₂) – средний диаметр резьбы болта (гайки);

•  – угол профиля – угол между смежными боковыми сторонами резьбы в плоскости осевого сечения;

• Р – шаг резьбы – расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы. У многозаходных резьб различают понятия «шаг» и «ход резьбы» – величина относительного осевого перемещения болта (гайки) за один полный оборот; ход равен произведению шага на число заходов. У однозаходной резьбы ход равен шагу.

Метрические резьбы по ГОСТ 8724 подразделяют на резьбы с крупным шагом (для диаметров от 0,25 до 68 мм) и мелким шагом (для диаметров от 1 до 600 мм). У первых каждому диаметру резьбы соответствует один определенный шаг, а у вторых у каждого диаметра может быть несколько значений шага. В качестве основной крепежной применяют резьбу с крупным шагом. Резьба с мелким шагом применяется в резьбовых соединениях, подверженных переменным и знакопеременным нагрузкам, а также в тонкостенных деталях.

Номинальные значения среднего и внутреннего диаметров резьбы вычисляют в соответствии с рисунком 8.1 по формулам ГОСТ 24705:

D2 = D – 2 х Н = D – 0,6495 Р;	d2 = d – 2 х Н = d – 0,6495 Р;
D1 = D – 2 х Н = D – 1,0825 Р;	d1 = d – 2 х Н = d – 1,0825 Р
d3 = d – 2 х Н = d – 1,2267 Р.

Примечание – Номинальный диаметр d₃ приведен для расчетов на прочность.

Система допусков и посадок метрической резьбы

Для метрической резьбы стандартами установлены допуски на следующие элементы: наружный диаметр болта Т_d, внутренний диаметр гайки ТD₁, средний диаметр болта Td₂ и гайки TD₂.

Допуски диаметров резьбы установлены десятью степенями точности (для гладких соединений – квалитеты), обозначаемыми цифрами в порядке понижения точности: 1, 2, 3, ... , 10. Разные термины для рядов точности приняты для того, чтобы не путать гладкие и резьбовые элементы деталей.

Положение поля допуска диаметра резьбы определяется основным отклонением – верхним es для болтов и нижним EI для гайки, которые обозначаются буквами латинского алфавита: строчными d, e, f и др. для наружной и прописными E, F, H и др. – для внутренней резьбы.

Основные отклонения, определяющие положение полей допусков относительно номинального профиля зависят только от шага резьбы (кроме h и H). Для резьб с данным шагом одноименные отклонения для всех диаметров (наружного, среднего, внутреннего) равны.

Второе предельное отклонение определяют по принятой степени точности резьбы: ei = es – ITd; ei = es – ITd₂; ES = EI + ITD₁; ES = EI + ITD₂.

Все отклонения и допуски отсчитываются от номинального профиля в направлении, перпендикулярном оси резьбы, как это показано на рисунках 8.2 и 8.3. На схемах принято указывать половинные величины, полагая, что вторые половины расположены на диаметрально противоположных профилях.

Поля допусков резьбовых элементов образуются сочетанием основного отклонения, обозначаемого буквой, с допуском по принятой степени точности. В отличие от гладких цилиндрических сопряжений цифра степени точности пишется на первом месте, например 5Н, 6е, 6f. Обозначение цилиндрической метрической резьбы и резьбовых соединений подробно изложено в 8.2.

Поля допусков (степени точности) рекомендуется выбирать с учетом длины свинчивания – длина участка взаимного перекрытия наружной и внутренней резьбы в осевом направлении. Стандартом устанавливается три группы длин свинчивания, которые обозначаются прописными латинскими буквами и имеют следующие наименования: N – нормальная, S – короткая и L – длинная. Длина свинчивания зависит от шага и диаметра резьбы и приведена в 8.5.

Рисунок 8.2 – Расположение полей допусков метрической резьбы

болта при посадках с зазором

Рисунок 8.3 – Расположение полей допусков метрической резьбы

гайки при посадках с зазором

Кроме степеней точности стандартом устанавливаются классы точности: точный, средний и грубый. Понятие о классах точности условное. На чертежах указываются только поля допусков, а классы точности используются для сравнительной оценки точности резьбы. Точный класс рекомендуется для ответственных статически нагруженных резьбовых соединений, при высоких требованиях к соосности соединяемых деталей; средний класс – для резьб общего применения и грубый класс – для неответственных соединений и деталей из пластмасс или при неблагоприятных условиях обработки (при нарезании резьб на горячекатанных заготовках, в длинных глухих отверстиях и т.п.).

Наружная и внутренняя резьбы при свинчивании контактируют только по боковым сторонам профиля. Контакт по вершинам резьбы и впадинам исключается установленным расположением полей допусков. Посадки резьбовых элементов образуются путем различного сочетания основного отклонения внутренней резьбы с основными отклонениями наружной резьбы.

Для обеспечения свинчиваемости и прочности резьбовых соединений стандартами установлена система допусков, которая предусматривает посадки резьб с зазором, натягом и переходные. В машиностроении наиболее широкое применение получили посадки резьб с зазором и натягом.