Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная многозаходная

Продукция | Винтовые резьбы | Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трапецеидальная многозаходная

ГОСТ 24739-81

Группа Г13

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Основные нормы взаимозаменяемости

РЕЗЬБА ТРАПЕЦЕИДАЛЬНАЯ МНОГОЗАХОДНАЯ

Basic norms of interchangeability. Trapezoidal multistart screw thread

Дата введения 1982-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством станкостроительной и инструментальной промышленности

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.04.81 N 2266

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 185-79

5. Стандарт соответствует международным стандартам ИСО 2902-77*, ИСО 2903-77* ________________ * Доступ к международным и зарубежным документам можно получить, перейдя по ссылке на сайт https://shop.cntd.ru. — Примечание изготовителя базы данных.

6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, приложения
ГОСТ 9484-81	2.1
ГОСТ 9562-81	6.1, 7.1, 8.1, 9.3, приложение 1
ГОСТ 24737-81	3.2
ГОСТ 24738-81	3.1

7. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1989 г. (ИУС 7-89)

Настоящий стандарт распространяется на трапециедальную многозаходную резьбу и устанавливает номинальные диаметры, шаги, ходы и допуски.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СИСТЕМЫ ДОПУСКОВ

4.1. Система допусков резьбы предусматривает:

— допуски диаметров резьбы;

— положения полей допусков диаметров резьбы;

— классификацию длин свинчивания;

— поля допусков резьбы и их выбор с учетом длин свинчивания и классов точности.

4.2. Схемы полей допусков наружной и внутренней резьбы приведены на черт.2.

Черт.2. Положения полей допусков

Положения полей допусков наружной резьбы

Положения полей допусков внутренней резьбы

1

— номинальный профиль

Черт.2

Отклонения отсчитываются от номинального профиля резьбы в направлении, перпендикулярном оси резьбы.

4.3. Допуски диаметров резьбы устанавливаются по степеням точности, обозначаемым цифрами.

Степени точности диаметров резьбы приведены в табл.2.

Таблица 2

Вид резьбы	Диаметр резьбы	Степень точности
Наружная резьба	4; 6
7; 8; 9; 10
Внутренняя резьба	7; 8; 9
4

Примечания:

1. Степень точности 6 диаметра допускается применять для резьбы, изготовляемой накатыванием.

2. Степень точности диаметра должна соответствовать степени точности диаметра .

Допуски среднего диаметра резьбы являются суммарными.

Допуски диаметра не устанавливаются.

4.4. Диаметральная компенсация отклонений шага не должна превышать 30% допуска среднего диаметра для обеспечения равномерного зацепления всех витков резьбы.

Данная норма не подлежит обязательному контролю, если это не оговорено особо.

4.5. Для резьбы с углом подъема более 10° суммарный допуск не включает диаметральной компенсации отклонения от прямолинейности боковых сторон профиля в осевом сечении.

Выбором соответствующего метода изготовления резьбы (например, изготовления выпуклых боковых поверхностей резьбы) должно быть обеспечено прилегание боковых сторон профиля наружной и внутренней резьбы в их средней части.

4.6. Положение полей допусков диаметра резьбы определяется основным отклонением (верхним — для наружной резьбы и нижним — для внутренней) и обозначается буквами латинского алфавита (строчной для наружной резьбы и прописной — для внутренней).

Положения полей допусков приведены на черт.2, основные отклонения — в табл.3.

Таблица 3

Вид резьбы	Диаметр резьбы	Основное отклонение
Наружная резьба	h
c; e; g
h
Внутренняя резьба	H

4.7. Длины свинчивания подразделяются на две группы: нормальные и длинные .

4.8. Поле допуска диаметра резьбы образуется сочетанием допуска и основного отклонения.

Поле допуска наружной резьбы образуется сочетанием полей допусков наружного, среднего и внутреннего диаметров.

Поле допуска внутренней резьбы образуется сочетанием полей допусков среднего и внутреннего диаметров.

4.9. Расчетные формулы и правила округления числовых значений допусков, основных отклонений и длин свинчивания приведены в обязательном приложении 1.

Стороны трапеции

Парные стороны трапеций имеют свои названия:

1. Основания трапеции – стороны, которые располагаются на параллельных прямых.
2. Боковые – стороны, которые не находятся на параллельных прямых.

Закрепим это с помощью рисунка:

В данном случае стороны АВ и CD параллельны друг другу. А значит, именно они являются основаниями. А вот АС и BD – наоборот, явно не параллельны. И соответственно, это боковые стороны.

Кстати, расположение сторон не зависит от расположения самой фигуры. Даже вот в таких положениях

все равно параллельные стороны будут считаться основаниями, а непараллельные – боковыми.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

5.1. В условное обозначение трапецеидальной многозаходной резьбы должны входить: буквы Тr, номинальный диаметр резьбы, числовое значение хода и в скобках буква и числовое значение шага, буквы для левой резьбы.

Пример условного обозначения трапецеидальной многозаходной резьбы номинальным диаметром 20 мм, числовым значением хода 8 мм и шагом 4 мм:

Тr 20×8 (Р4)

То же, левой:

Тr 20×8 (Р4) LH

5.2. Обозначение поля допуска многозаходной трапецеидальной резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра, т.е. цифры, обозначающей степень точности, и буквы, обозначающей основное отклонение.

Например: 8е, 8Н.

Поле допуска 4h диаметра и поле допуска 4Н диаметра в условном обозначении резьбы не указывают.

В тех случаях, когда для наружного диаметра назначают поле допуска 6h, то его дополнительно указывают в условном обозначении поля допуска резьбы:

Например:

5.3. В условном обозначении резьбы обозначение поля допуска должно следовать за обозначением размера резьбы.

Например:

Тr 20×8 (Р4)-8е

Тr 20×8 (Р4)-8Н

Тr 20×8 (Р4) LH-8e

5.4. Длина свинчивания, если она отличается от длины резьбы, указывается в миллиметрах в конце обозначения резьбы, например:

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.5. Посадку в резьбовом соединении обозначают дробью, в числителе которой указывают обозначение поля допуска внутренней резьбы, а в знаменателе — обозначение поля допуска наружной резьбы.

Например:

Тr 20×8 (Р4)-8Н/8е

Тr 20×8 (Р4) LH-8H/8e

Контроль качества

Чтобы удостовериться в том, что заготовка была обработана правильно, необходимо воспользоваться резьбовыми шаблонами. С их помощью проверяется шаг резьбы.
Но для комплексной оценки применяется резьбовой калибр. Для удобства его устанавливают в стойке, и настраивают по эталону или шаблону, затем проверяется ход самой детали.

Также можно воспользоваться самым простым и часто используемым методом. Берётся гайка или болт, и прокручивается по выполненной детали.

Если походу движения на резьбе заметны задиры, или нужно прикладывать больше усилий, тогда вы допустили погрешность в работе. Теперь вы уже знаете, как пользоваться токарным станком для выполнения различных гаек, болтов или резьбовых соединений.

Важно помнить, что такие детали, требуют к себе большой осторожности и нежности при каждом проходе, и даже проверки качества. Лучше потратить больше времени на работу, чем потом испортить несколько заготовок

ДОПУСКИ

6.1. Числовые значения допусков диаметров и — по ГОСТ 9562.

6.2. Числовые значения допусков диаметров и должны соответствовать указанным в табл.4, а диаметра — в табл.5.

Таблица 4

Номинальный диаметр резьбы , мм	Шаг , мм	Наружная резьба						Внутренняя резьба
Степень точности
7	8	9		10		7	8	9
Допуск, мкм
Св. 5,6 до 11,2	1,5	По ГОСТ 9562			335		По ГОСТ 9562
2				375
Св. 11,2 до 22,4	2				400
3				450
4				530
Св. 22,4 до 45	2				425
3				500
5				600
6				670
7				710
8				750
10				800
12				850
Св. 45 до 90	3				530
4				600
5				630
8				800
9				850
10				850
12				950
14				1000
16				1060
18				1120
20				1120
Св. 90 до 180	4				630
5				710
6				750
8				850
12				1000
14				1060
16				1120
18				1180
20				1180
22				1250
24				1320
28				1400
32				1500
Св. 180 до 355	8				900
10				1000
12				1060
18				1250
20				1320
22				1320
24				1400
32				1600
36				1700
40				1700
44				1800
48				1900

Таблица 5

Номинальный диаметр резьбы , мм	Шаг , мм	Основное отклонение диаметра
с			e			g
Степень точности
8	9	10	7		8	7
Допуск , мкм
Св. 5,6 до 11,2	1,5	По ГОСТ 9562		559		По ГОСТ 9562
2			619
Св. 11,2 до 22,4	2			650
3			733
4			853
Св. 22,4 до 45	2			682
3			795
5			962
6			1074
7			1138
8			1203
10			1300
12			1398
Св. 45 до 90	3			833
4			940
5			1000
8			1265
9			1343
10			1363
12			1523
14			1605
16			1700
18			1800
20			1825
Св. 90 до 180	4			978
5			1100
6			1174
8			1328
12			1585
14			1680
16			1775
18			1875
20			1900
22			2013
24			2125
28			2250
32			2405
Св. 180 до 355	8			1390
10			1550
12			1660
18			1963
20			2075
22			2100
24			2225
32			2530
36			2685
40			2725
44			2880
48			3045

Нарезание многозаходной резьбы

Для нарезания требуется соблюдения определённых правил на металлорежущем оборудовании. Операция требует точного соблюдения угловых делений в момент последовательного перехода от одного шага к другому. Это позволяет выдержать точное число заходов резьбы.

Нарезание производится следующими способами:

• постепенным поворотом закреплённой детали на заданный угол в поводковом патроне;
• фрезерованием изделия дисковыми или гребенчатыми фрезами (обработка производиться непрерывно или последовательно путём деления на составные части).

Настройку станка производят не на шаг, как для однозаходной конструкции, а на величину хода. В этом случае шаг и ход определяют расстояние, которое должен проходить резец или фреза за один оборот вращения заготовки. Например, для нарезания трёхзаходной системы на болт диаметром 20 миллиметров величина шага должна составлять два миллиметра. На станках, оборудованных для проведения таких операций, на коробке передач предусмотрены специальные положения. Нарезание многозаходной конструкции с указанными параметрами, производится установкой рычага управления коробки передач на передней бабке на шаг с индексами 2х3. На других станках величину хода настраивают при помощи специального звена по изменению шага.

Полученный результат позволяет определить количество секторов и угол, на который необходимо повернуть заготовку, закрепив заново в шпинделе. В некоторых станках для решения этой задачи предусмотрены делительные устройства. Они позволяют точно выставить необходимый угол. Например, для нарезания трёхзаходной резьбы его поворачивают по часовой стрелке на двадцать делений. Для чётырёхзаходной необходимо осуществить поворот на 15 делений. Чем больше количество необходимых нарезок, тем меньшее количество делений следует выставить.

Если такое устройство не предусмотрено, используют отверстия, предусмотренные в шпинделе. Они позволяют производить изменение угла, начиная с 30° с изменяемым шагом в 15 и 30 градусов. Они соответствуют наиболее часто используемым количествам заходов от 12 до 2.

ПОЛЯ ДОПУСКОВ

9.1. Поля допусков наружной и внутренней резьбы, установленные в классах точности (точный, средний и грубый), должны соответствовать указанным в табл.6.

Таблица 6

Класс точности	Наружная резьба		Внутренняя резьба
Длина свинчивания
Поле допуска
Точный	7е, 7g	8е	7Н	8Н
Средний	8с,	9с	9Н
Грубый	9с	10с	9Н	9Н

Примечания:

1. При повышенных требованиях к точности для длин свинчивания допускается применять поля допусков, установленные для длин свинчивания .

2. Поля допусков, заключенные в рамки, являются предпочтительными.

9.2. Поля допусков наружной и внутренней резьбы, указанные в табл.6, являются ограничительным отбором из всей совокупности полей допусков, которые могут быть получены различным сочетанием степеней точности по табл.2 и основных отклонений по табл.3.

Поля допусков, не предусмотренные табл.6, являются специальными. Их применение допускается в технически и экономически обоснованных случаях, если поля допусков по табл.6 не могут обеспечить требования, предъявляемые к изделию.

9.3. Предельные отклонения наружной и внутренней резьбы, соответствующие полям допусков, установленным в табл.6, приведены в ГОСТ 9562 и приложении 2.

9.4. В посадках допускаются любые сочетания полей допусков наружной и внутренней резьбы, установленные настоящим стандартом. Предпочтительней сочетать поля допусков одного класса точности.

Особенности многозаходной резьбы

Чтобы наделить винт прочностными характеристиками и увеличить его ход используют многозаходную трапецеидальную резьбу. В данном случае все параметры, такие как высота резьбы, ее диаметр — абсолютно одинаковые, с однозаходовым видом. Единственным отличием является количество ходов на один шаг. Например, трехзаходовые виды резьб имеют ход втрое больше их шага. Все это можно наблюдать на рисунках.

Приведем пример, чтобы данный вид стал понятным каждому человеку. Все используют обычные крышки для консервирования овощей и фруктов. Для их открытия необходимо приложить минимум усилий. При использовании цилиндров больших диаметров попасть в пазы одноходовой резьбы гораздо сложнее. Именно поэтому используют многоходовые.

Такой вид резьбы можно определить визуально, достаточно посмотреть на рисунок.

Недостатки соединений

Отрицательных сторон у данного вида соединений не так уж и много. Одна из них – это возникновение большого напряжения во впадинах. Кроме того, их нельзя применять в устройствах и механизмах, которые обладают высокой вибрацией, так как винты могут самостоятельно выкручиваться, что не является хорошим знаком.

Такое качество, как стоимость, можно отнести как к положительным, так и к отрицательным сторонам.

Итак, мы выяснили, что собой представляет такой вид соединения, как трапецеидальная резьба, размеры ее, преимущества и недостатки.

Трапецеидальная резьба – свойства и способы нарезания

Наиболее широкое применение нашли трапецеидальная резьба и прямоугольная резьба, они применяются при изготовлении разнообразных винтов, например ходовых винтов металлорежущих станков, винтов прессов и различных подъемных устройств, а также червячных передачах.

Если прямоугольная резьба имеет профиль в виде прямоугольника, то трапецеидальная резьба имеет вид равнобокой трапеции. Данная резьба может иметь угол профиля, который равен 15,24,30 и 40 градусам. Во время работы винта возникают естественные силы трения, которые вызваны наличием смазки, шероховатостью поверхности, материалов, из которых изготовлены детали, а также величины угла профиля. Если у прямоугольной резьбы, у которой угол профиля равен нулю, будет меньший коэффициент трения, то трапецеидальная резьба выигрывает в том, что у нее радиальные зазоры могут определяться посадкой по среднему диаметру, в то время как у прямоугольной они определяются по наружному или внутреннему диаметру.

Если проводить сравнение указанных резьб с точки зрения сложности выполнения, то трапециевидная резьба проще в изготовлении, поэтому и применяется намного чаще. Наиболее часто она изготавливается с углом профиля в 30 °.

Трапецеидальная резьба имеет технологический процесс нарезания практически сходный с изготовлением прямоугольной. Возникают некоторые особенности нарезания, которые зависят от размера чистоты поверхности и ее точности.

Существует несколько методов нарезания указанного вида резьбы.

Нарезание резьбы одним резцом:

• проводится замер заготовки и проточка канавки для выхода резца;
• в соответствии с существующим шаблоном, проводится заточка чистового резца;
• проводится точная установка резца и его закрепление, при этом он должен находиться на линии центров и быть параллельным оси нарезаемой резьбы;
• наладка станка и подача резца для нарезания профиля резьбы;
• проводится проверка полученного профиля с помощью шаблона, а также среднего диаметра резьбы.

Нарезание резьбы тремя резцами:

• проводится подготовка заготовки;
• затачиваются три резца – прорезной прямой, прорезной узкий и профильный;
• проводится установка прорезных резцов и надежное их закрепление. В зависимости от угла подъема, они располагаются либо перпендикулярно к сторонам винтовой канавки, либо параллельно оси резьбы и должны находиться на высоте линии центров.

На некоторых производствах получил распространение следующий способ, при помощи которого изготавливаются винты с трапецеидальной резьбой:

• производится наладка оборудования для выполнения данной операции;
• проводится прорезка канавки до половины необходимой глубины при помощи прорезного резца;
• применяя узкий прорезной резец, проводится дальнейшее прорезание канавки до размера внутреннего диаметра;
• используя профильный резец, проводится окончательное нарезание трапецеидальной резьбы;
• выполняется проверка выполненной работы, для чего применяют резьбовой калибр и шаблон.

Таким образом, мы рассмотрели основные способы выполнения данного вида резьбы. Теперь рассмотрим подробно, как практически выполняются работы по нарезанию трапецеидальной резьбы:

1. Необходимо подготовить заготовку для проведения указанного вида работ.
2. Следуя схеме обработки, необходимо провести заточку профильного чернового, канавочного и чистового резцов.
3. Провести все необходимые наладки оборудования для выполнения данного вида работ.
4. При помощи первого профильного резца на 85% глубины нарезать трапецеидальную канавку.
5. Провести обработку дна канавки канавочным резцом.
6. Провести окончательное нарезание и зачистку боковых сторон полученного профиля.
7. Проверить при помощи шаблона и калибра качество выполненной работы.

Как видите, все достаточно понятно и легко реализуемо.

Процесс нарезания

Перед тем, как приступить к нарезке, следует с помощью свёрл проделать в заготовке отверстие. Диаметр отверстия от сверла должен совпадать с внутренним размером резьбы. Когда размер сделанного свёрлами отверстия подобран неправильно, можно сломать инструмент или канавки получатся некачественными.

Например, при нарезке М5 (диаметр канавки составляет 5 мм) следует выбирать сверло под отверстие 4,2 миллиметра. Для нарезания М4 диаметр сверла должен составлять 3,3 миллиметра, а перед работой метчиком М6 предварительно выполняется отверстие сверлом 5 мм. Вычисляется этот показатель с учетом шага резьбы. Шаг можно вычислить математически, но на практике прибегают к таблицам соответствия, где для метчика М5 шаг составляет 0,8, для М4 этот показатель составляет 0,7, для М6 — 1. Из диаметра вычитаем показатель шага и получаем нужный диаметр сверла. При работе с хрупкими металлами, например, чугуном, диаметр сверла следует уменьшить на 0,1 мм по сравнению с рекомендованным в таблице размером.

Формула вычисления диаметра отверстия при работе с трехпроходными метчиками:

здесь: Дм — диаметр метчика.

Тип	Диаметр	Шаг
М1	0,75	0,25
М1,2	0,95	0,25
1,4	1,1	0,3
1,7	1,3	0,36
2,6	1,6	0,4
2,8	1,9	0,4
М3	2,1	0,46
М3	2,5	0,5
М4	3,3	0,7
М5	4,1	0,8
М6	4,9	1
М8	6,7	1,25
М10	8,4	1,5

Таблица 1. Соответствие диаметров резьбы и подготовительного отверстия

Перед началом работы метчик вставляют в квадратный хвостовик — вороток. Воротки могут быть обычными или с трещоткой. Резьба выполняется аккуратно, первый проход делают метчиком №1 до конца

Особое внимание необходимо обратить на направление движения: только по часовой стрелке, при этом необходимо приложить некоторое усилие. Выполняется так: 12 оборота по ходу чередуется с 14 оборота против хода винта для разрушения стружки

Резьба в дюймах	Наружный Д, мм	Диаметр, в мм	Шаг, мм
18″	2,095	0,74	1,058
14″	6,35	4,72	1,27
316″	4,762	3,47	1,058
516″	7,938	6,13	1,411
716″	11,112	8,79	1,814
38″	9,525	7,49	1,588

Таблица 2. Диаметры отверстия под дюймовые резьбы

Применение

Раньше резьба с прямоугольным сечением использовалась преимущественно при изготовлении винтовых механизмов. Сейчас этот вид нарезки применяется очень редко из-за технологических сложностей, возникающих во время создания резьбового соединения, и большого количества зазоров, появляющихся между винтовыми витками при износе. В нынешнее время этот вид нарезки полностью заменен трапецеидальной резьбой. В ней зазоры устраняются при помощи стягивания разрезной гайки.

Резьбу с прямоугольным сечением продолжают применять в промышленном секторе для изготовления креплений, регулировочных инструментов и соединений, где необходимо свести самоотвиничивание силовых элементов к минимальным значениям. С применением технологии прямоугольной нарезки производятся следующие устройства:

1. Болт – стержень цилиндрической формы с головкой. Согласно ГОСТ 7798-70, это крепежное изделие изготавливается в 3 исполнениях, различающимися местоположением отверстий. Размеры стержня и головки болта должны соответствовать длине диаметра резьбового соединения. Чаще всего болты с прямоугольной резьбой изготавливаются с шестигранной головкой.
2. Шпильки – цилиндрические стержни, на обоих концах которых присутствует резьба с квадратным профилем. Применяются для соединения различных устройств и деталей. Пример обозначения шпильки: M300´1.6-6g´110.59, где соответственно указывается диаметр изделия, его шаг, поле допуска, длина и класс прочности. Шпильки применяются в тех случаях, когда соединить детали невозможно при помощи болтов, что связано с высокими показателями толщины изделия.
3. Винты – стержень цилиндрической формы с головкой и резьбой. Эти устройства отличаются от болтов наличием углублений для отверток и других инструментов. Они применяются для фиксации деталей во время процедуры их сборки или ремонта. Существует 3 разновидности винтовых конструкций: установочные, регулирующие и крепежные. Согласно ГОСТ № 1491-80 и ГОСТ № 17474-80 винты обязаны изготавливаться с цилиндрической или полупотайной головкой. Резьба с квадратным профилем используется при изготовлении ходовых или грузовых винтов.
4. Гайки – детали, навинчиваемые на болты или шпильки. Они обладают резьбовыми отверстиями и характеризуются по параметру высоты: низкие, средние, высокие и особо высокие.
5. Шайбы – штампованные кольца, подкладываемые под гайки или головки крепежных инструментов. Они могут исполняться как с фаской, так и без нее. ГОСТ 11371-78 устанавливают для шайб параметры толщины, длины, материала и покрытия.

Ограниченность применения резьбы с прямоугольным профилем обусловлена невозможностью устранения ее главных недостатков. Ее нельзя подвергнуть фрезерованию или шлифовке. По этой причине этот вид нарезки очень трудно создавать в промышленных масштабах. Основной областью применения прямоугольного вида резьбы является машиностроительный и приборостроительный сектора, где часто используются крепежные устройства (болты, гайки, шайбы, шпильки и винты).