Как найти средний диаметр болта

Средний диаметр резьбы

Средний диаметр
резьбы
оказывает определяющее
влияние на
свинчиваемость резьбовых соединений.
Поэтому в процессе изготовления резьб
измеряется именно средний диаметр
резьбы.

Средний диаметр
резьбы – d₂,
(D₂)
– диаметр
воображаемого соосного цилиндра,
образующая которого пересекает профиль
витков в точках, где ширина канавки
равна половике номинального шага «Р»
для однозаходной резьбы и для многозаходной
резьбы – половине полного хода – “t“,
разделенного на число заходов.

При отсутствии
погрешностей шага “Р”
и половины угла профиля – α/2,
образующая цилиндра пересекает профиль
витков таким образом, что ширина канавки
равна ширине выступа.

Приведенный
средний диаметр резьбы
– значение среднего диаметра, увеличенное
для наружной резьбы (или уменьшенное
для внутренней резьбы) на суммарную
диаметральную компенсацию отклонений
шага – «Р»
и по­ловину угла профиля – α/2,
называется приведенным средним диаметром
резьбы. Для наружной резьбы приведенный
средний диаметр:

d_2пр
= d2d
+ f_p
+ f_a.

где d2d
– измеренный средний диаметр болта.

Для внутренней
резьбы:

D_2пр
= D_2d
– f_p
– f_a,

где
D_2d
–
измеренный средний диаметр гайки.

Задаваемый в
стандартах суммарный (полный) допуск,
на средний диаметр болта – Т_d2
и гайки – Т_D2
включает допуск собственно на средний
диаметр болта – Т_d2.
и гайки – Т_D2,
а также значения компенсаций f_p
и f_a,
то есть:

Т_d2
(Т_D2)
= Т′_d2
(Т′_D2)
+ f_p
+ f_a.

Тогда (Т′_D2)
= Т_d2
(Т_D2)
– (f_p
+ f_a).

Допуск Т′_d2
(Т′_D2)
представляет собой ту часть суммарного
допуска Т_d2
(Т_D2),которая
может быть использована как собственно
допуск по среднему диаметру при наличии
погрешностей шага и углов профиля.

При раздельной
проверке шага, половины угла профиля и
среднего диаметра приведенный средний
диаметр должен быть не больше номинального
у болта и не меньше номинального у гайки.
Измеренный средний диаметр должен быть
для болта d_2д
> d_2min
и для гайки
D_2д
< D_2max.

При контроле
резьбовых изделий предельными калибрами
нет необходимости в поэлементной
проверке, так как эти элементы (Т′_d2,
f_p,
f_a)
косвенно
контролируются проходными и непроходными
калибрами.

Для предельных
отклонений и допусков отдельных диаметров
резьбы применяют следующие условные
обозначения:

es
– верхнее отклонение диаметров наружной
резьбы;

ei
– нижнее отклонение диаметров наружной
резьбы;

ES
– верхнее отклонение диаметров внутренней
резьбы;

EI
– нижнее отклонение диаметров внутренней
резьбы;

Т_d2
– допуск
среднего диаметра наружной резьбы;

Т_D2
– допуск
среднего диаметра внутренней резьбы.

Степень точности
резьбы

Поля допусков на
параметры резьбы (наружный, средний и
внутренний диаметры) назначают не по
квалитетам, а по
степеням точности.
Поэтому
допуски на линейные размеры и на диаметры
резьбы не совпадают!

В условном
обозначении поля допуска на резьбовое
изделие степень точности принято
указывать слева от основного отклонения.

Пример.
Обозначение на чертеже резьбы М12
– 7Н
расшифровывается следующим образом.
Резьба внутренняя (так как основное
отклонение Н является заглавной буквой),
резьба с крупным шагом Р=1,75 мм (так как
в условном обозначении шаг резьбы не
указан), 7-ая степень точности с основным
отклонением Н.

Для аналогичного
гладкого цилиндрического отверстия с
тем же основным отклонением Н и номинальным
диаметром 12 мм условное обозначение на
чертеже будет – 12Н7
(7
здесь называется уже квалитетом, а не
степенью точности).

Стандартом
установлены
следующие
степени
точности,
определяющие значения допусков диаметров
наружной и внутренней резьбы:

Диаметр болта
наружный d
. . . . . . . . . . . . 4; 6; 8

средний
d2
. . . . . . . . . …….3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10

гайки
внутренний D1.
. . . . . . . . . .4; 5: 6; 7; 8

средний D2.
. . . . . . . . . . . . .4; 5; 6: 7; 8; 9

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Навигация по странице

• резьба метрическая
• резьба трубная

     Метрическая резьба является наиболее распространенной. Находит применение при изготовлении
метизов, валов, фитингов рукавов высокого давления, деталей приборов, деталей средств измерения и др.
     Профиль резьбы – это сечение витка резьбы плоскостью, проходящей через ось
цилиндра, на котором образована резьба. Профиль метрической резьбы является треугольным с углом профиля 60°.
     Резьбы бывают однозаходными и многозаходными. Однозаходные резьбы характеризуются шагом,
многозаходные – шагом и ходом. Шаг резьбы – это расстояние между соседними витками.
Ход резьбы – это расстояние между витками одного захода. Ход равен расстоянию, на которое
переместится по оси болт или гайка за один оборот. Ход равен шагу, умноженному на число заходов резьбы. Ход и
шаг однозаходной резьбы равны.

     Также резьбы могут быть правыми и левыми.
     Резьба характеризуется еще таким параметром, как угол подъема резьбы. Этот угол определяют
по формуле:

σ = arctg(S/(π*d₂))

где S – ход резьбы, мм;
      d₂ – средний диаметр резьбы, мм.

     Метрическая резьба является наиболее распространенной. Находит применение при изготовлении
метизов, валов, фитингов рукавов высокого давления, деталей приборов, деталей средств измерения и др.
Профиль метрической резьбы является треугольным с углом профиля 60°.
     С помощью калькулятора ниже вы сможете рассчитать параметры резьбы по
ГОСТ 24705-2004.
Данный ГОСТ определяет параметры резьбы метрической цилиндрической общего назначения с углом профиля α = 60°.
     d ₃ используется для расчетов на прочность. Так же необходимо при расчетах учитывать
верхнее отклонение среднего диаметра по ГОСТ 16093-2004.
     Диаметры отверстий под резьбы можно посмотреть в ГОСТ 19257-73

     Трубная цилиндрическая резьба применяется в трубопроводах, цилиндрических
резьбовых соединениях (в том числе в соединениях наружной трубной конической с внутренней трубной цилиндрической).
Профиль трубной резьбы по ГОСТ 6357-81 является треугольным с углом профиля 55°.
     С помощью калькулятора ниже вы сможете рассчитать параметры резьбы по
ГОСТ 6357-81.
Данный ГОСТ определяет параметры резьбы трубной цилиндрической с углом профиля α = 55°, а также
допуски на нее.
     Числовые значения наружных диаметров эмпирические.

наружный диаметр резьбы

Отделяйте целые дюймы от дробных пробелом

  D=d, мм

Наружный диаметр резьбы в дюймах по ГОСТ 6357-81:
1/16, 1/8, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4, 7/8, 1, 1 1/8,
1 1/4, 1 3/8, 1 1/2, 1 3/4, 2, 2 1/4, 2 1/2, 2 3/4, 3, 3 1/4, 3 1/2, 3 3/4, 4, 4 1/2, 5, 5 1/2, 6. 6 дюймов это максимальная резьба по ГОСТ 6357-81″.

Примеры решения задач по метрологии

Расчет резьбового соединения



Решение:

Параметры резьбы определяем в соответствии с ГОСТ 16093-81 (см. рис. 1).

Условные обозначения параметров резьбового соединения в соответствии с ГОСТ 16093-81:
d – наружный диаметр наружной резьбы (болта);
d₁ – внутренний диаметр наружной резьбы;
d₂ – средний диаметр наружной резьбы;
D – наружный диаметр внутренней резьбы (гайки);
D₁ – внутренний диаметр внутренней резьбы;
D₂ – средний диаметр внутренней резьбы;
P – шаг резьбы;
Td; Td₂; TD₁; ТD₂ – допуски диаметров d, d₂, D₁, D₂;
es – верхнее отклонение диаметров наружной резьбы;
ES – верхнее отклонение диаметров внутренней резьбы;
ei – нижнее отклонение диаметров наружной резьбы;
EI – нижнее отклонение диаметров внутренней резьбы.

Исходя из условного обозначения заданной резьбы М12×1,25-Н6/6g можно определить ее номинальный диаметр, который указан после обозначения типа резьбы «М» – резьба метрическая: D = d = 12 мм.

Шаг резьбы Р указывается после обозначения номинального диаметра (если резьба мелкая) через знак умножения «×», и для заданной резьбы равен Р = 1,25 мм.
В соответствии с ГОСТ 24705-81 номинальные значения наружного, среднего и внутреннего диаметров резьбы М12×1,25 должны соответствовать следующим значениям:

• Р = 1,25 мм;
• d = D = 12,000 мм;
• d₂ = D₂ = 11,188 мм;
• d₁ = D₁ = 10,647 мм.

При изготовлении, как болт, так и гайка имеют какие-то погрешности шага резьбы и угла профиля, поэтому резьбовая пара свинчиваться не будет, если средний диаметр болта выполнен по наибольшему предельному размеру, а гайки по наименьшему, т.е. эти диаметры равны.

Чтобы не допустить подъема профиля резьбы болта выше номинального профиля гайки ниже номинального, необходимо произвести для болта некоторое искусственное занижение его, а для гайки – завышение. Эти занижение и завышение, так называемые диаметральные компенсации, призваны скомпенсировать отклонения половины угла профиля и шага.
Поэтому принято различать два понятия: собственно средний диаметр, т.е. диаметр без рассмотренных погрешностей, и приведенный средний диаметр, учитывающий отклонения (см. рисунки 2,а и 2,б).
Диаметральные компенсации получают, используя допуски на изготовление резьбы, которые рассчитываются по предельным отклонениям диаметров, устанавливаемым ГОСТ 16093-81.

Поле допуска для болта (наружная резьба) М12×1,25-6g определим по таблице 1 указанного ГОСТа.
Для номинальных диаметров свыше 11,2 до 22,4 мм предельные отклонения диаметров будут равны (см. таблицу):

Поле допуска для гайки (внутренняя резьба) М12×1,25-6H определим по таблице 2 ГОСТ 16093-81.
Для номинальных диаметров свыше 11,2 до 22,4 мм предельные отклонения диаметров будут равны (см. таблицу):

В соответствии с размерами диаметров резьбового соединения и с учетом нормируемых стандартом допусков выполним расчет предельных диаметров резьбы болта и гайки, а также величины зазоров и натягов в соединении.

Для болта:

• d_max = d + es = 12,000 + 0,00125 = 12,00125 мм;
• d_min = d + ei = 12,000 + (-0,028) = 11,972 мм;
• d_2max = d₂ + es₂ = 11,188 + (-0,240) = 10,948 мм;
• d_2min = d₂ + ei₂ = 11,188 + (-0,028) = 11,160 мм;
• d_1max = d₁ + es₁ = 10,647 + (-0,160) = 10,487 мм;
• d_1min = d₁ + ei₁ = 10,647 + (-0,028) = 10,619 мм;



Для гайки:

• D_max = D + ES = 12,000 + 0,180 = 12,180 мм;
• D_min = D + EI = 12,000 + 0 = 12,000 мм;
• D_2max = D₂ + ES₂ = 11,188 + 0,265 = 11,453 мм;
• D_2min = D₂ + EI₂ = 11,188 + 0 = 11,188 мм;
• D_1max = D₁ + ES₁ = 10,647 + 0,028 = 10,675 мм;
• D_1min = D₁ + EI₁ = 10,647 + 0,252 = 10,899 мм.

Зазоры в резьбовом соединении определим исходя из величины предельных диаметров:

• S_max = D_max – d_min = 12,180 – 11,972 = 0,208 мм;
• S_min = D_min – d_max = 12,000 – 12,00125 = -0,00125 мм (натяг);
• S_2max = D_2max – d_2min = 11,453 – 11,160 = 0,293 мм;
• S_2min = D_2min – d_2max = 11,188 – 10,948 = 0,240 мм;
• S_1max = D_1max – d_1min = 10,675 – 10,619 = 0,056 мм;
• S_1min = D_1min – d_1max = 10,899 – 10,487 = 0,412 мм.

По результатам расчета резьбового соединения строим графическое изображение полей допусков (см. рисунок 3) в масштабе 1:2000, и указываем на полях допусков значения предельных зазоров в соединении.

***

Пример расчета допусков и посадок гладких цилиндрических соединений



Размеры резьбы и точность ее профиля являются решающими факторами при определении следующего:

• возможно ли выполнение поверхностной обработки болта;
• возможно ли свободное соединение;
• сможет ли резьба выдерживать усилия, на которое рассчитано соединение деталей.

Расчет параметров резьбы основывается на номинальном диаметре резьбы, шаге резьбы и внутреннем диаметре резьбы:

D…    Номинальный наружный диаметр внутренней резьбы (гайка) d…     Номинальный наружный диаметр наружной резьбы (болт) _____________________________________________________ D/d     Номинальный диаметр резьбы D2/d2 Номинальный средний диаметр резьбы D1/d3 Номинальный внутренний диаметр резьбы P        Шаг резьбы

Значение диаметров метрической резьбы вычисляют по формулам:

D2 (d2) = D(d) – 0,6495P
D1 (d1) = D(d) – 1,0825P

Размеры наружной резьбы (болта) измеряются калибрами, микрометрами или оптическими измерительными приборами, в то время как внутренняя резьба (гайка) измеряется цилиндрическими калибрами.

Основные параметры резьбы, учитываемые при соединении деталей:

Допуск на резьбу

Устанавливается допуски для двух диаметров резьбы – среднего диаметра и диаметра выступов (наружного диаметра наружной резьбы и внутреннего диаметра внутренней резьбы).

Допуск среднего диаметра резьбы определяет допустимую степень отклонения номинального среднего диаметра наружной (d2) и внутренней резьбы (D2).

Допуск на диаметр выступов устанавливает допустимую степень отклонения номинального наружного диаметра (d) крепежа с наружной резьбой (например, болты, винты) и номинального внутреннего диаметра (D) крепежа с внутренней резьбой (например, гайки).

Значение допуска среднего диаметра и диаметра выступов всегда отрицательное для крепежа с наружной резьбой и положительное для крепежа с внутренней резьбой.

Положительный допуск на внутреннюю резьбу и отрицательный на внешнюю позволяет оставлять необходимый допуск на возможную последующую обработку.

0        – нулевая отметка (h/H) – Номинальный диаметр +/-      – положительные/отрицательные зоны расположения допусков e/g/G – положение допуска относительно 0 (h/H) 6/7/8 – степень точности допуска *        – стандартный размер допуска болта/гайки Es/ei – максимальный размер границы поля допуска Ei/es – минимальный размер границы поля допуска ↨        – допуск зазора для антикоррозийного покрытия

Поле допуска

Расстояние между максимальным и минимальным значением установленного ограничения (размер поля es-ei/EI-ES) определяет поле допуска. Поле допуска резьбы образуется сочетанием полей допусков среднего диаметра и диаметра выступов.

Положение поля допуска диаметра резьбы определяется основным отклонением (верхним для наружной резьбы и нижним для внутренней резьбы) и обозначается буквой латинского алфавита, строчной для наружной резьбы и прописной для внутренней.

Обозначение поля допуска отдельного диаметра резьбы состоит из цифры, указывающей степень точности, и буквы, указывающей основное отклонение. Например, 4h; 6g; 6H.

Обозначение поля допуска резьбы состоит из обозначения поля допуска среднего диаметра помещаемого на первом месте, и обозначения поля допуска диаметра выступов: 7g 6g (поле допуска d2 и d).

Если обозначение поля допуска диаметров выступов совпадает с обозначением поля среднего диаметра, то оно в обозначении поля допуска резьбы не повторяется.

Рекомендованные поля допуска для длины свинчивания N (до нанесения антикоррозийного покрытия) на крепеж с DIN, ISO, DIN ISO, DIN EN ISO, ГОСТ стандартами:

Длина свинчивания резьбы

Длины свинчивания резьбы подразделяются на 3 группы: «короткие» S, «нормальные» N, «длинные» L. Длина свинчивания традиционных соединений (группа N) зависит от шага резьбы согласно ISO 965/DIN 13-14

Длина свинчивания N max для мелкой и крупной резьбы:

Размеры метрической резьбы (согласно ISO 965-2 / DIN 13-20, 21, 22, 27):

Требования к метрической резьбе изделий, производимых в РФ, представлены в стандарте ГОСТ 16093-2004.