Тема. Системи допусків та посадок з’єднань різзю

1. Основні відомості.

2. Допуски та посадки метричних різей.

3. Утворення і позначення метричної різі на креслениках.

1. Основні відомості

Поняття гвинтової лінії.

Циліндрична гвинтова лінія – це просторова крива, яку описує точка за одночасного рівномірного обертання навколо осі циліндра і рівномірного переміщення за його твірною. Частина гвинтової лінії між точками, що відповідає одному повному оберту твірної циліндра, називається витком. Відстань між двома найближчими точками, в яких гвинтова лінія перетинає ту саму твірну циліндра, називається кроком Р гвинтової лінії.

Для побудови гвинтової лінії треба задати діаметр d циліндра і крок Р. Коло основи циліндра поділяють на кілька рівних частин, наприклад на вісім, і через точки поділу проводять проекції твірних циліндра. По висоті відкладають крок Р гвинтової лінії і ділять його на ту саму кількість рівних частин. Перетин фронтальних проекцій твірних з відповідними горизонтальними прямими, проведеними через точки поділу кроку, дають точки гвинтової лінії. Фронтальна проекція гвинтової лінії є синусоїда. На розгортці циліндричної поверхні гвинтова лінія зображується прямою, що є гіпотенузою трикутника, основа якого дорівнює довжині pd кола циліндра, а висота – кроку Р. Кут a між основою і гіпотенузою називається кутом підйому гвинтової лінії (tga=Р/pd). Довжину одного витка визначають за формулою .

Гвинтові лінії бувають правого і лівого напряму. Права гвинтова лінія характеризується підйомом видимих частин витків зліва направо, а ліва – справа наліво.

Гвинтова різь.

Різь – це поверхня, утворена під час гвинтового переміщення плоского контуру циліндричною, або конічною поверхнею.

Сукупність циліндра з утвореним гвинтовим виступом називається гвинтом.

Якщо на поверхні циліндра одночасно переміщати не один, а два, три або більше плоских профілів, рівномірно зміщених за колом один відносно одного, то можна утворити гвинти відповідно з двома, трьома або більше заходами. У двозахідній різі трикутні профілі зміщені один відносно одного на 180°. Число заходів гвинта легко визначити на його торцевій поверхні.

Класифікація різьб.

У сучасній техніці велике поширення мають різеві з’єднання, що застосовуються для рознімного з’єднання деталей. До їх позитивних якостей належать універсальність, надійність, зручність складання та розбирання, простота виготовлення.

Залежно від форми профілю розрізняють різі трикутні, прямокутні, трапецевидні, круглі тощо.

Залежно від розташування різі на поверхні стрижня або отвору вони поділяються на зовнішні та внутрішні, а залежно від поверхні, на якій нарізано різь – на циліндричні та конічні.

За кількістю заходів різі бувають одно- та багато західними (дво-, тризахідними тощо).

Залежно від напрямку гвинтової поверхні розрізняють праві та ліві. Правою різь називається тому, що для загвинчування гвинта (гайку) необхідно обертати праворуч (за ходом годинникової стрілки). При лівій різі гвинт або гайку слід обертати проти руху годинникової стрілки.

У будь-якій різьбі, відповідно до стандартів, розрізняють такі основні елементи: профіль різьби; кут профілю; висоту профілю; крок різі; зовнішній, зведений середній та внутрішній діаметри різі.

Профіль різі розглядається в перерізі, що проходить через вісь болта чи гайки. Найчастіше застосовується циліндрична трикутна різь, яку використовують на кріпильних деталях: гвинтах, шпильках гайках, болтах.

Прямокутна різь має прямокутний профіль (квадратний). Застосовується дуже рідко.

Трапецевидна різь має переріз у формі трапеції з кутом профілю 30°. Застосовується для передачі руху або великих зусиль (металорізальні верстати, домкрати, преси).

Упорна різь має профіль у вигляді нерівносторонньої трапеції з робочим кутом при вершині 30°. Ця різьба застосовується тоді, коли гвинт має передавати одностороннє велике зусилля (гвинти пресів, домкратів).

Кругла різь має профіль, утворений двома дугами, спряженими з невеликими прямолінійними ділянками, та кутом 30°. Застосовується в патронах, запобіжниках, цоколях ламп.

Кут профілю a – кут між суміжними бічними сторонами різьби у площині осьового перерізу. У метричній різьбі цей кут дорівнює 60°, у дюймовій – 55 .

Крок різьби Р – відстань по лінії, паралельній осі різьби, між середніми точками найближчих однойменних бічних сторін профілю різьби, що лежать в одній осьовій площині по один бік від осі різі.

Висота профілю різі H₁– відстань між вершиною та западиною різі в площині осьового перерізу в напрямку, перпендикулярному до осі різьби.

Зовнішній діаметр різьби d, D – діаметр уявного циліндра, описаного навколо різевої поверхні. Зовнішній діаметр вимірюється у болтів по вершинах профілю різьби, у гайок – по западинах.

Внутрішній діаметр різьби d₁, D₁ – діаметр уявлюваного циліндра, вписаного в різеву поверхню. Внутрішній діаметр вимірюється у болтів по западинах, у гайок - по вершинах різі.

Середній діаметр d₂, D₂ – діаметр уявлюваного циліндра, співвісного з різзю, твірні якого діляться бічними сторонами профілю на рівні відрізки.

2. Допуски та посадки метричних різей

Метричні різьби за експлуатаційним призначенням відносяться до кріпильних. Основним напрямком їх застосування є утворення роз’ємних з’єднань деталей машин з одночасним забезпеченням достатньої міцності та щільності з’єднань у процесі тривалої експлуатації.

У машинобудуванні найчастіше застосовується метрична різь з діаметрами від 1 мм до 600 мм. Профіль метричної різьби стандартизований, причому передбачені зрізи вершин різі: Н/4 - для гайки, Н/8 - для болта. Висота контуру різі визначається за формулою: Н = 0,866 Ρ, де Ρ - крок різі.

Рис. 1. Профіль і основні параметри метричної різі

До параметрів метричної різьби відносяться: d(D) - зовнішній діаметр, d₂, (D₂) - середній діаметр d₁, (D₁) - внутрішній діаметр, a - кут профілю різьби (a = 60°), Ρ – крок різі.

Встановлено 3 групи довжин згвинчування: S - короткі, N - нормальні, L - довгі.

l - довжина згвинчування (довжина контакту зовнішньої і внутрішньої різей в осьовому напрямку).

Класи точності різі: точний, середній, грубий.

Посадки з зазором

Поля допусків метричної різьби утворюють поєднанням ступеня точності та основного відхилення.

Рис. 2. Основні відхилення болта і гайки

Ступені точності розташовуються в порядку спадання точності: для болтів за зовнішнім діаметром d - 4, 6, 8; за середнім діаметром d₂ - 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; для гайок за внутрішнім і середнім діаметрам D₁ (D₂) - 4, 5, 6, 7, 8.

Таким чином, позначення 6Н означає поле допуску для гайки 6-го ступеня точності з основним відхиленням Н, позначення 7g означає поле допуску болта 7-го ступеня точності з основним відхиленням g.

На внутрішній діаметр болта d₁ і зовнішній діаметр гайки D поля допусків не встановлюються. Довжини згвинчування S і L вказують в технічних умовах або в позначенні різі, наприклад M12-7g6g–30 означає таке: М12 - болт з метричною різзю і номінальним діаметром 12 мм, поля допусків на діаметр d₂ - 7g, d - 6g, довжина згвинчування 30 мм.

Таблиця 1

Рекомендовані поля допусків у різьбових з’єднаннях з зазором

Клас точності	Зовнішня різь			Внутрішня різь
	довжини згвинчування			довжини згвинчування
	S	Ν	L	S	N	L
Точний	(3h4h)	4h, 4g	(5h4h)	4Н	4Н5Н,	6Н
					5Н
Середній	5h6h,	6h,	(7h6h),	5Н,	6Н,	7Н,
	5g6g	6g,	7g6g,	(5G)	6G	(7G)
		6f,	(7e6e)
		6e, 6g
Грубий	-	(8h),	(9g8g)	-	7Н,	8Н,
		8g			7G	(8G)

3. Утворення і позначення метричної різі на креслениках

Посадки метричних різьб утворюють поєднанням полів допусків болта і гайки та позначають їх у вигляді дробу, причому в чисельнику вказують поле допуску гайки, а в знаменнику - поле допуску болта.

Наприклад, позначення читається так:

Μ - метрична різьба,

12 - зовнішній (номінальний) діаметр рівний 12 мм,

1,5 - крок різі у мм,

6Н - поле допуску на діаметр гайки D₂,

5G - поле допуску на діаметр гайки D_1,

5h - поле допуску на діаметр болта d₂,

6g - поле допуску на діаметр болта d.

Якщо на обидва діаметри різьби встановлено однакові поля допусків, то в умовному позначенні символи не повторюють, наприклад

означатиме:

6Н - поле допуску на діаметри гайки D₂, D_l;

6g - поле допуску на діаметри болта d₂, d.

Приклад 1. Визначити граничні розміри діаметрів болта і гайки для різі. Накреслити схему розташування полів допусків за профілем різі болта і гайки, вказати номінальні розміри всіх діаметрів їх граничних відхилень і допусків.

Розв’язок. для заданого різевового з’єднання виписуємо номінальні значення діаметрів: d(D) = 24мм, d₂(D₂) = 24-2 +0,051 = 22,051 мм, d₁(D₁)=24-4+0,752 = 20,752 мм.

Визначаємо граничні відхилення і граничні розміри зовнішньої і внутрішньої різі і заносимо в таблицю.

Найменування різі	Параметр різі	Розміри			Допуск
		Номінальні	Мінімальні	Максимальні
Зовнішня	d	24	23,54	23,915	0,375
	d2	22,051	21,766	21,966	0,20
	d1	20,752	-	20,667	-
Внутрішня	D	24	24,048	-	-
	D2	22,051	22,099	22,364	0,265
	D1	20,752	20,8	21,3	0,5

Рис. 3 . Схема розміщення полів допусків за профілем різі різевового з’єднання

Контрольні запитання

1. Що таке гвинтова лінія?

2. Як визначається довжина витка гвинтової лінії?

3. Що таке різь?

4. Класифікуйте різі.

5. Назвіть основні параметри метричної різі.

6. Як утворюються поля допусків в посадках з зазором метричної рiзі?

7. Як позначаються посадки з зазором метричної рiзі на креслениках?

8. Які посадки з’єднань різі, окрім посадки з зазором ви знаєте?

Рекомендована література

Базова

1. Грушецька М.Г. Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання – Луцьк: РВВ ЛДТУ, 2004. – 144c.

2. Грушецька М.Г. Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання. Приклади розв’язку задач: Навчальний посібник. – Луцьк: РВВ ЛДТУ, 2006. – 194с.

Допоміжна

3. Козловский Н.С., Виноградов А.Н. Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения. – М.: Машиностроение, 1982. – 284с.

4. Козловский Н.С., Ключников В.М. Сборник примеров и задач по курсу «Основы стандартизации, допуски, посадки и технические измерения». Учебное пособие для учащихся техникумов. – М.: Машиностроение, 1983. – 304с.