Основные параметры метрической резьбы

Метрическая резьба: таблица размеров и параметры по ГОСТ

Метрическая резьба – это винтовая нарезка на наружных или внутренних поверхностях изделий. Форма выступов и впадин, которые ее формируют, представляет собой равнобедренный треугольник. Метрической эту резьбу называют потому, что все ее геометрические параметры измеряются в миллиметрах. Она может наноситься на поверхности как цилиндрической, так и конической формы и использоваться для изготовления крепежных элементов различного назначения. Кроме того, в зависимости от направления подъема витков резьба метрического типа бывает правая или левая. Помимо метрической, как известно, есть и другие типы резьбы – дюймовая, питчевая и др. Отдельную категорию составляет модульная резьба, которую используют для изготовления элементов червячных передач.

От точности исполнения метрической резьбы зависит надежность разъемного соединения

Основные параметры и сферы применения

Наиболее распространенной является метрическая резьба, наносимая на наружные и внутренние поверхности цилиндрической формы. Именно она чаще всего используется при изготовлении крепежных элементов различного типа:

• анкерных и обычных болтов;
• гаек;
• шпилек;
• винтов и др.

Детали конической формы, на поверхность которых нанесена резьба метрического типа, требуются в тех случаях, когда создаваемому соединению необходимо придать высокую герметичность. Профиль метрической резьбы, нанесенной на конические поверхности, позволяет формировать плотные соединения даже без использования дополнительных уплотнительных элементов. Именно поэтому она успешно применяется при монтаже трубопроводов, по которым транспортируются различные среды, а также при изготовлении пробок для емкостей, содержащих жидкие и газообразные вещества. Следует иметь в виду, что профиль резьбы метрического типа один и тот же на цилиндрических и на конических поверхностях.

Параметры конусной метрической резьбы

Виды резьб, относящихся к метрическому типу, выделяют по ряду параметров, к которым относятся:

• размеры (диаметр и шаг резьбы);
• направление подъема витков (левая или правая резьба);
• расположение на изделии (внутренняя или наружная резьба).

Есть и дополнительные параметры, в зависимости от которых метрические резьбы разделяются на различные виды.

Внутренняя метрическая резьба

Наружная метрическая резьба

Геометрические параметры

Рассмотрим геометрические параметры, которые характеризуют основные элементы резьбы метрического типа.

• Номинальный диаметр резьбы обозначается буквами D и d. При этом под буквой D понимают номинальный диаметр наружной резьбы, а под буквой d – аналогичный параметр внутренней.
• Средний диаметр резьбы в зависимости от ее наружного или внутреннего расположения обозначается буквами D2 и d2.
• Внутренний диаметр резьбы в зависимости от ее наружного или внутреннего расположения имеет обозначения D1 и d1.
• Внутренний диаметр болта используется для расчета напряжений, создаваемых в структуре такого крепежного изделия.
• Шаг резьбы характеризует расстояние между вершинами или впадинами соседних резьбовых витков. Для резьбового элемента одного и того же диаметра различают основной шаг, а также шаг резьбы с уменьшенными геометрическими параметрами. Для обозначения этой важной характеристики используют букву P.
• Ход резьбы представляет собой расстояние между вершинами или впадинами соседних витков, сформированных одной винтовой поверхностью. Ход резьбы, которая создана одной винтовой поверхностью (однозаходная), равен ее шагу. Кроме того, значение, которому соответствует ход резьбы, характеризует величину линейного перемещения резьбового элемента, совершаемого им за один оборот.
• Такой параметр, как высота треугольника, который формирует профиль резьбовых элементов, обозначается буквой H.

Геометрические параметры основного профиля метрической резьбы

Значения диаметров метрической резьбы (мм)

Полная таблица метрических резьб согласно ГОСТ 24705-2004

Этот стандарт содержит требования к параметрам шага резьбы и ее диаметра. ГОСТ 8724, действующая редакция которого вступила в силу в 2004 году, является аналогом международного стандарта ISO 261-98. Требования последнего распространяются на метрические резьбы диаметром от 1 до 300 мм. По сравнению с этим документом, ГОСТ 8724 действует для более широкого диапазона диаметров (0,25–600 мм). В настоящий момент актуальна редакция ГОСТа 8724 2002, вступившего в действие в 2004 году вместо ГОСТа 8724 81. Следует иметь в виду, что ГОСТ 8724 регламентирует отдельные параметры метрической резьбы, требования к которой оговаривают и другие стандарты резьб. Удобство использования ГОСТа 8724 2002 (как и других подобных документов) состоит в том, что вся информация в нем содержится в таблицах, в которые включены метрические резьбы с диаметрами, находящимися в вышеуказанном интервале. Требованиям данного стандарта должна соответствовать как левая, так и правая резьба метрического типа.

ГОСТ 24705 2004

Данный стандарт оговаривает, какие должна иметь резьба метрическая основные размеры. ГОСТ 24705 2004 распространяется на все резьбы, требования к которым регламентируются ГОСТом 8724 2002, а также ГОСТом 9150 2002.

Это нормативный документ, в котором оговорены требования к профилю метрической резьбы. ГОСТ 9150, в частности, содержит данные о том, каким геометрическим параметрам должен соответствовать основной резьбовой профиль различных типоразмеров. Требования ГОСТа 9150, разработанного в 2002 году, как и двух предыдущих стандартов, распространяются на метрические резьбы, витки которых поднимаются слева вверх (правого типа), и на те, винтовая линия которых поднимается влево (левого типа). Положения данного нормативного документа тесно перекликаются с требованиями, которые приводит ГОСТ 16093 (а также ГОСТы 24705 и 8724).

Данный стандарт оговаривает требования к допускам на метрическую резьбу. Кроме того, ГОСТ 16093 предписывает, как должно осуществляться обозначение резьбы метрического типа. ГОСТ 16093 в последней редакции, которая вступила в действие в 2005 году, включает в себя положения международных стандартов ISO 965-1 и ISO 965-3. Под требования такого нормативного документа, как ГОСТ 16093, подпадает как левая, так и правая резьба.

Стандартизируемым параметрам, указанным в таблицах резьб метрического типа, должны соответствовать размеры резьбы на чертеже будущего изделия. Выбор инструмента, при помощи которого будет выполняться ее нарезка, должен быть обусловлен данными параметрами.

Правила обозначения

Для обозначения поля допуска отдельного диаметра метрической резьбы используется сочетание цифры, которая указывает на класс точности резьбы, и буквы, определяющей основное отклонение. Поле допуска резьбы также должно обозначаться двумя буквенно-цифровыми элементами: на первом месте – поле допуска d2 (средний диаметр), на втором – поле допуска d (наружный диаметр). В том случае, если поля допусков наружного и среднего диаметров совпадают, то в обозначении они не повторяются.

Обозначение метрической резьбы

По правилам первым проставляется обозначение резьбы, затем следует обозначение поля допуска. Следует иметь в виду, что шаг резьбы в маркировке не обозначается. Узнать данный параметр можно из специальных таблиц.

В обозначении резьбы также указывается, к какой группе по длине свинчивания она относится. Всего существует три таких группы:

• N – нормальная, которая не указывается в обозначении;
• S – короткая;
• L – длинная.

Буквы S и L, если они необходимы, идут за обозначением поля допуска и отделяются от него длинной горизонтальной чертой.

Пример обозначение резьбы на 24 мм различного типа (по ГОСТу 8724)

Обязательно указывается и такой важный параметр, как посадка резьбового соединения. Это дробь, формируемая следующим образом: в числителе проставляется обозначение внутренней резьбы, относящееся к полю ее допуска, а в знаменателе – обозначение поля допуска на резьбу наружного типа.

Пример обозначения посадки резьбового соединения на чертежах

Поля допусков

Поля допусков на метрический резьбовой элемент могут относиться к одному из трех типов:

• точные (с такими полями допуска выполняется резьба, к точности которой предъявляются высокие требования);
• средние (группа полей допуска для резьбы общего назначения);
• грубые (с такими полями допуска выполняют резьбонарезание на горячекатаных прутках и в глубоких глухих отверстиях).

Свинчиваемость деталей в резьбовом соединении обеспечивается допусками

Поля допусков на резьбы выбираются из специальных таблиц, при этом надо придерживаться следующих рекомендаций:

• в первую очередь выбираются поля допусков, выделенные жирным шрифтом;
• во вторую – поля допусков, значения которых вписаны в таблицу светлым шрифтом;
• в третью – поля допусков, значения которых указаны в круглых скобках;
• в четвертую (для крепежных изделий коммерческого назначения) – поля допусков, значения которых содержатся в квадратных скобках.

В отдельных случаях разрешается использовать поля допусков, образованные отсутствующими в таблицах сочетаниями d2 и d. Допуски и предельные отклонения на резьбу, на которую впоследствии будет наноситься покрытие, учитываются по отношению к размерам резьбового изделия, пока еще не обработанного с помощью такого покрытия.

Параметры резьбы

Параметры резьбы

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

) > 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:

Стандартные шаги метрической резьбы

Надежность крепежных соединений достигается за счет резьбы. Она представляет собой чередование впадин и выступов на внутренней и внешней поверхности вращающихся деталей. Существует множество разновидностей резьбы: дюймовая, трубная, шуруповертная и метрическая. В этой статье более подробно описана метрическая резьба и ее особенности, поскольку именно она является наиболее универсальной и востребованной из всех перечисленных.

Резьбовые соединения применяются везде, где нужен крепеж, и для передачи движения. У каждой разновидности резьбовых соединений есть ряд типовых характеристик:

• Профиль резьбы — рисунок «гребенки», которая проходит вдоль оси крепежа.
• Шаг резьбы — расстояние между двумя соседними вершинами, замеренное вдоль оси стержня элемента крепежа.
• Наружный диаметр — измеряется по верхним точкам профиля.
• Внутренний диаметр — размер вписанного цилиндра в углубления наружной резьбы, либо по точкам вершин внутренней.
• Ход резьбы — расстояние от одной вершины профиля до другой в проекции на ось крепежа.
• Угол профиля резьбы — угол между боковыми сторонами профиля.

Также существуют другие параметры резьбы: высота профиля, длина ввинчивания, количество витков. В метрической резьбе профиль состоит из равносторонних треугольников. Угол профиля метрической резьбы составляет 60º. Нормативы размеров стандартного шага устанавливает ГОСТ 8724-81 (ИСО 261-98) «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги». Согласно этому документу, на поверхностях диаметром 1–68 мм шаг резьбы может быть крупным или мелким. При диаметре поверхности крепежного элемента свыше 68 мм метрическая резьба может иметь только мелкий шаг. Каждому диаметру соответствует один вариант крупного шага резьбы, и несколько вариантов мелкого шага. Например, при диаметре 10 мм возможен крупный шаг в 1,5 мм и три варианта мелкого шага. Крупный шаг в обозначении метрической резьбы опускается, поскольку его значение всегда неизменно, и его можно узнать по таблице.

Полное наименование резьбы состоит из следующих данных:

• М — метрическая резьба.
• Диаметр резьбы в миллиметрах.
• Размер мелкого шага в миллиметрах.
• Направление хода (есть левосторонняя и правосторонняя резьба).
• Обозначение хода для многозаходной резьбы.

Шаг метрической резьбы определяют по таблице, или по маркировке крепежного элемента. Кроме табличных и справочных данных, существуют и практические способы определения шага резьбового профиля:

• Можно сравнить резьбу на разных изделиях, и определить искомое значение путем сопоставления.
• Для измерения шага применяют резьбовые калибры — специальные инструменты без шкалы. Калибры помогают определить различные параметры резьбового профиля: диаметры, высоту треугольника, длину шага.
• Если наружная резьба легко и без сопротивления ввинчивается во внутреннюю, так можно предположительно установить шаг наружного профиля.
• Проведите измерения: с помощью штангенциркуля определите длину резьбы и разделите полученное значение на число витков.

Еще один важный параметр резьбового соединения — поле допуска. Эта величина обозначает максимальную длину сопряжения сторон резьбовых профилей винта и гайки, и других разновидностей крепежных изделий. Существует три класса полей допусков. Если крепеж принадлежит к первому классу допусков, он является надежным и применяется в областях, где требуется высокая точность и надежная фиксация. Второй класс полей допусков — это наиболее часто используемый стандарт. Грубый класс допусков используется там, где не требуется большая точность резьбового соединения.

При выборе крепежа тип резьбового соединения имеет решающее значение. На территории Российской Федерации наиболее востребованы метизы с крупным шагом резьбы. Крепежные элементы с мелким шагом применяются для соединения изделий, подверженных вибрации, экспериментальным и переменным динамическим нагрузкам. Область применения метизов с мелким шагом резьбового профиля — автомобиле- и судостроение, производство станков, электроники и бытовой техники. В строительстве и других сферах в основном используется крепеж с крупным шагом метрической резьбы. Если требуется рассчитать, какие болты требуются для определенных строительных или иных задач, современные специалисты используют расчетные формулы, либо специальное программное обеспечение. Расчет параметров крепежа онлайн доступен на многих специализированных интернет-ресурсах бесплатно. Также существуют онлайн-калькуляторы для подсчета параметров метрической резьбы по набору исходных размеров. Необходимые размеры рекомендуется замерять с помощью штангенциркуля.

Под метрической резьбой также принято подразумевать любую резьбу, обозначение которой указано в миллиметрах. По форме профиля различают следующие типы резьбы:

• Дюймовая — профиль состоит из равнобедренных треугольников, угол при вершине у которых составляет 55о.
• Трубная цилиндрическая — разновидность дюймовой резьбы, соответствует стандартам ГОСТ 6357-81. Номинальный размер резьбы соотносится с внутренним диаметром трубы или условно определенного отверстия.
• Трапецеидальная — профиль выглядит как трапеция с равными боковыми сторонами и острым углом при основании. Этот вид резьбы применяется в подвижных соединениях и служит для передачи возвратно-поступательного движения. Трапецеидальная резьба бывает однозаходной и многозаходной.
• Упорная — разновидность трапецеидальной, профиль выглядит как не равнобочная трапеция. Соответствует нормам ГОСТ 10177-82.
• Прямоугольная — этот вид резьбы выполняется на ходовых винтах, испытывающих высокие нагрузки, для передачи поступательно-вращательного движения.
• Круглая — профиль выглядит как частный случай синусоиды. Этот тип резьбы отличается значительной устойчивостью к частому закручиванию и раскручиванию. Пример использования — цоколь лампочки (резьба Эдисона), шпиндели, вентили, сантехнический крепеж и арматурные изделия.

Кроме миллиметров для измерения резьбовых соединений также используют другие системы мер: дюйм, модуль — отношение шага в миллиметрах к числу пи, питч — отношение числа пи к шагу, длина которого указана в дюймах.

Параметры метрической резьбы;

Сайт СТУДОПЕДИЯ проводит ОПРОС! Прими участие 🙂 — нам важно ваше мнение.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ РЕЗЬБ

Метрическая резьба— изготовляется по стандарту с крупным и мелким шагом. Угол наклона у боковой стороны профиля дает возмож­ность самоторможения и обеспечивает восприятие больших осевых сил. Мелкие резьбы применяют в соединениях, работающих при пе­ременных напряжениях.Метрическую резьбу обозначают буквой М и наружным диаметром резьбы. В мелких резьбах дополнительно указывается шаг резьбы.

Дюймовая резьбаимеет треугольный профиль с углом при вер­шине ά = 55°. Число витков задают на дюйм (1 дюйм = 25,4 мм). В РФ используется при ремонте импортного оборудования. Не стандартизована.

Трубная резьбаимеет профиль равнобед­ренного треугольника с закругленными вы­ступами и впадинами.

Трапецеидальная резьба— основная в пе­редаче винт—гайка. Профиль — равнобочная трапеция, угол профиля а = 30°, угол наклона боковой стороны γ = 15° (рис. 1.41). Характеризуется технологичностью, малыми потерями на трение, КПД выше, чем у резьб треугольного профиля. Применяется для реверсивных передач под нагруз­кой (домкраты, прессы, ходовые винты станков).

Упорная резьбаПрофиль — неравнобочная трапеция с γ= 3°. Применяют в передаче винт—гайка при больших односторонних нагрузках (винты домкратов, прессов).

Прямоугольная резьба. Профиль резьбы — квадрат, γ = 0°. Имеет самый высо­кий среди резьб КПД, но затруднительна в изготовлении. Затруднение вызваны тем, что эту резьбу нельзя фрезеровать и шлифовать, т. к. угол профиля а = 0°. Не стандартизиро­вана. Применение ограниченно (малонагруженные передачи винт—гайка).

1. Шаг Р резьбы — расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля, лежащими в одной осевой плоскости.

Наиболее часто применяют однозаходную резьбу (п = 1), для которой шаг (ход) Рн винтовых линий резьбы равен шагу Р резьбы:

Для многозаходных резьб ход винтовых линий

где п — число заходов (для стандартных резьб п

В качестве крепёжной в нашей стране используется резьба метрическая по ГОСТ 24705-81, характеризуемая параметрами: диаметрами, формой и размерами профиля, шагом, числом заходов и углом подъёма. В болтовых соединениях используется однозаходная резьба.

Наружный диаметр резьбы болта диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы. Этот диаметр является номинальным диаметром резьбы.

Наружный диаметр резьбы гайки .

Внутренний диаметр резьбы болта и гайки диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин внутренней резьбы.

Средний диметр резьбы болта и гайки диаметр воображаемого цилиндра, на поверхности которого ширина витков равна ширине впадин.

Внутренний диаметр резьбы болта по дну впадин .

Профиль резьбы (рис.2) контур сечения витка в плоскости, проходящей через ось резьбы. Метрическая резьба характеризуется углом профиля .

Шаг резьбы Р расстояние между параллельными сторонами профиля двух соседних витков, измеренное вдоль оси.

Осевое перемещение, соответствующее полному обороту (ε = 2 π), называют шагом или ходом Р_h винтовой линии.

Для многозаходных резьб ход винтовых линий

Р_h = пР, где п — число заходов; Р — шаг резьбы.

Ход P_h равен осевому перемещению винта при повороте на один оборот в неподвижной гайке.

В резьбовых соединениях используют обычно однозаходную крепежную треугольную резьбу: метрическую и трубную.

шаг резьбы р — расстояние между соседни­ми одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, парал­лельном оси резьбы; число заходов n (заходность резьбы легко определя­ется на торце винта по числу сбегающих витков).

Метрические резьбы разделяют на резьбы с крупными и мелкими шагами. Резьбу с крупным шагом обозначают буквой М и числом, соответствующим номинальному диаметру резьбы в мм, например М16, а для резьбы с мелким шагом дополнительно указывают шаг, например Параметры метрической резьбы приведены в таблице