Оптимальной посадки

Максимально допустимая статическая нагрузка при условии среза витков резьбы гайки подсчитывается по следующей формуле:

,

(4.1)

где Р₀ – статическая нагрузка, кН;

– допускаемое напряжение на срез, Па;

d – номинальный наружный диаметр резьбы болта, м;

L – длина свинчивания, м;

m – коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки витков резьбы;

при ;

k_с – коэффициент полноты сечения витков резьбы.

где – номинальное значение коэффициента полноты сечения витков резьбы, для треугольной метрической резьбы = 0, 875;

– нижнее отклонение наружного диаметра болта, мм;

– верхнее отклонение среднего диаметра гайки, мм;

H – высота исходного профиля метрической резьбы, для треугольной метрической резьбы Н = 0, 866 ∙ Р, где Р – шаг резьбы.

Значения и находятся по ГОСТ 16093-81.

Для рассмотрения предложены три наиболее применяемые в промышленности посадки:

.

По формуле (4.1) необходимо рассчитать максимально допустимую статическую нагрузку для каждой из трех посадок и выбрать такую посадку, чтобы выполнялось следующее условие:

, (4.2)

где – коэффициент запаса прочности резьбового соединения;

– максимальная статическая нагрузка, определяемая эксплуатационными соображениями.

4.2. Определение основных параметров резьбы

Основные параметры резьбы определяются по ГОСТ 9150-81 (профиль резьбы), ГОСТ 24705-81 (основные размеры), ГОСТ 8724-81 (диаметры и шаги).

Полученные значения этих параметров подставляются в рисунок 1, который выполнен в соответствии с ГОСТ.

Рис.4.1. Профиль резьбы

4.3. Определение отклонений и предельных размеров резьбовых деталей

По ГОСТ 16093-81 определяются верхние (es, ES) и нижние (ei, EI) отклонения наружного, внутреннего и среднего диаметров резьбы болта и гайки для выбранного варианта посадки. Затем подсчитываются значения допусков и предельных размеров наружного, внутреннего и среднего диаметров резьбы болта и гайки.

Все полученные значения оформляются в виде таблицы:

Номиналь-ные размеры, мм	Болт	Гайка
Предельные отклонения, мкм	допуск, мкм	Предельные размеры, мм	Предельные отклонения, мкм	допуск, мкм	Предельные размеры, мм
верх-нее es	ниж-нее ei	наиб	наим	верх-нее ES	ниж-нее EI	наиб	наим

В соответствии с ГОСТ 16093-81 выполняется рисунок 2 для выбранного варианта посадки.

Внутренняя резьба (гайка), основное отклонение Н

Наружная резьба (болт), основное отклонение g

Рис.4.2. Схема расположения полей допусков резьбовых

деталей

4.4. Определение предельных и вероятностных зазоров в резьбовом соединении по среднему диаметру

Предельные зазоры по среднему диаметру подсчитываются по следующим формулам:

,

.

где , – наибольший и наименьший зазоры, мкм;

– верхнее и нижнее отклонения среднего диаметра резьбы гайки соответственно, мкм;

– верхнее и нижнее отклонения среднего диаметра резьбы болта соответственно, мкм.

Вероятностные зазоры по среднему диаметру подсчитываются по следующим формулам:

,

.

где , – наибольший и наименьший вероятностные зазоры по среднему диаметру, мкм;

– допуски среднего диаметра болта и гайки соответственно, мкм;

– средний зазор, мкм.

Средний зазор определяется уравнением:

,

где k – коэффициент, учитывающий степень ответственности резьбовых соединений.

k = 0, 8 для ответственных высокоточных соединений (точный класс).

k = 1, 0 для обычных соединений (средний и грубый класс).

Подсчет приведенного среднего диаметра и заключение о годности резьбовой детали

Приведенный средний диаметр треугольной метрической резьбы равен:

для болта

, мм

для гайки

, мм

— действительные средние диаметры резьбы болта и гайки соответственно, мм;

— погрешность шага резьбы, мкм;

— погрешность половины угла профиля резьбы, мин.

Погрешность шага и половины угла профиля резь­бы определяются по следующим формулам:

где — среднее значение результатов измерения шага резьбы, мм;

— номинальный шаг резьбы, мм;

— количество измеряемых шагов резьбы.

, — результаты измерения шага по правой и левой сторонам профиля резьбы, мм.

—погрешности половины угла, полу­ченные в результате измерения по правой и левой сторонам профиля резьбы

— номинальное значение половины угла профиля (для треугольной метрической резьбы )

— определяются по формулам:

—действительные значения правой поло­вины угла профиля, измеренные по вы­ступу и впадине соответственно.

— действительные значения левой полови­ны угла профиля, измеренные по высту­пу и впадине соответственно.

Резьба признается годной в том случае, если приведенный средний диаметр лежит в интервале предельных размеров среднего диаметра по стандарту (см. таблицу), т. е. находится в поле допуска среднего диаметра резьбы. В противном слу­чае, резьба признается браком.