Inleiding tot metrische schroefdraadtoleranties
De toleranties voor metrische schroefdraad, zoals gedefinieerd in de GB/T 197-normen, zijn essentieel voor het garanderen van uitwisselbaarheid, paskwaliteit en mechanische prestaties in schroefdraadverbindingen. Deze handleiding gaat dieper in op de toleranties voor de grootste schroefdraaddiameter (D/d) en de spoed (D).2/D2), en klein (D1/D1) diameters van zowel inwendige als uitwendige schroefdraad. Gebaseerd op GB/T 197 (inclusief versies van 1981 tot 2018), zijn deze specificaties van toepassing op algemene mechanische bevestigingsmiddelen en omvatten tolerantieklassen, afwijkingen en berekeningsmethoden. Inzicht in deze parameters is cruciaal voor ingenieurs in de productie, het ontwerp en de kwaliteitscontrole, omdat ze direct van invloed zijn op de betrouwbaarheid van de assemblage en de kostenefficiëntie. De norm legt de nadruk op tolerantiezones zoals 6H voor inwendige en 6g voor uitwendige schroefdraad als standaardwaarden voor gemiddelde passingen, waarbij een balans wordt gevonden tussen precisie en maakbaarheid.
GB/T 197 beschrijft tolerantiebanden, kwaliteitsklassen (4, 5, 6, 8) en posities (G/H voor intern, ah voor extern), en biedt daarmee een kader voor het berekenen van tolerantiegrenzen. Dit artikel bundelt uitgebreide tabellen uit de norm, met praktische resultaten voor snelle raadpleging en een uitleg van de onderliggende berekeningen. Door alle gespecificeerde steekmaten en diameters te behandelen, helpt het bij het voorkomen van veelvoorkomende fouten zoals verkeerde passingen of overtoleranties, die kunnen leiden tot defecten in toepassingen zoals auto-onderdelen of machineonderdelen.
Basisbegrippen in draadgeometrie
De schroefdraadgeometrie vormt de basis voor tolerantieberekeningen. Belangrijke termen uit GB/T 197 zijn onder andere:
- D/d: De nominale buitendiameter voor inwendige (D) en uitwendige (d) schroefdraad dient als basis voor alle berekeningen.
- D1/D1: Kleine diameter, cruciaal voor sterkte en speling; d3 Houdt rekening met afrondingsfouten in externe threads.
- D2/D2: De spoeddiameter, waar de schroefdraad in elkaar grijpt, beïnvloedt de passing en de lastverdeling.
- P: De spoed, de axiale afstand tussen de schroefdraden, beïnvloedt de tolerantiegrootte.
- H: De hoogte van de fundamentele driehoek, H = 0,866025P voor schroefdraad van 60°.
- Tolerantiesysteem: Omvat de graad (numeriek, bijv. 6) en de positie (alfabetisch, bijv. H), waarmee de tolerantieband wordt gedefinieerd.
- Afwijkingen (EI/ES voor intern, ei/es voor extern): Afwijkingen van de nominale waarde, waarbij rekening wordt gehouden met speling of interferentie.
- Verlovingsduur (S, N, L): Kort, normaal, lang: selectie van toleranties voor schroefdraadsterkte.
Deze concepten garanderen dat schroefdraad aan de functionele eisen voldoet. Fijnere spoed vereist bijvoorbeeld nauwere toleranties om de integriteit onder belasting te behouden, terwijl grovere spoed een lossere passing toelaat voor een gemakkelijke montage. Raadpleeg altijd GB/T 196 voor basisprofielen en GB/T 2516 voor limietafwijkingen ter aanvulling op GB/T 197.
Fundamentele afwijkingen voor interne en externe schroefdraad
Fundamentele afwijkingen bepalen de positie van de tolerantieband ten opzichte van de nominale diameter, zoals weergegeven in tabel 1 van GB/T 197. Voor inwendige schroefdraad definiëren de posities G en H de ondergrens van de tolerantie (EI), waarbij H nul is voor geen tolerantie. Uitwendige schroefdraad heeft de posities a tot en met h, die de bovengrens van de tolerantie (es) aangeven, van grote toleranties (a) tot geen tolerantie (h). Deze afwijkingen variëren met de spoed P, waardoor compatibiliteit in samenstellingen wordt gewaarborgd.
De onderstaande tabel geeft een overzicht van de afwijkingen in μm voor spoedmaten van 0,2 tot 8 mm, waarbij de veelvoorkomende 6H/6g-snaar (groen) ter referentie is gemarkeerd. Gebruik deze gegevens om grensafmetingen te berekenen, bijvoorbeeld de interne grote D-snaar.min = D + EI.
| Draadtype | Positie | Afwijking | 0.2 | 0.25 | 0.3 | 0.35 | 0.4 | 0.45 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.75 | 0.8 | 1 | 1.25 | 1.5 | 1.75 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 | 5.5 | 6 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Intern | G | EI | 17 | 18 | 18 | 19 | 19 | 20 | 20 | 21 | 22 | 22 | 24 | 26 | 28 | 32 | 34 | 38 | 42 | 48 | 53 | 60 | 63 | 71 | 75 | 80 | 100 |
| H | EI | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| Extern | A | es | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | -290 | -295 | -300 | -310 | -315 | -325 | -335 | -345 | -355 | -365 | -375 | -385 | -395 | -425 |
| B | es | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | -200 | -205 | -212 | -220 | -225 | -235 | -245 | -255 | -265 | -280 | -290 | -300 | -310 | -340 | |
| c | es | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | -130 | -135 | -140 | -145 | -150 | -160 | -170 | -180 | -190 | -200 | -212 | -224 | -236 | -265 | |
| D | es | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | -85 | -90 | -95 | -100 | -105 | -110 | -115 | -125 | -130 | -135 | -140 | -150 | -155 | -180 | |
| e | es | / | / | / | / | / | / | -50 | -53 | -56 | -56 | -60 | -60 | -63 | -67 | -71 | -71 | -80 | -85 | -90 | -95 | -100 | -106 | -112 | -118 | -140 | |
| F | es | / | / | / | -34 | -34 | -35 | -36 | -36 | -38 | -38 | -38 | -40 | -42 | -45 | -48 | -52 | -58 | -63 | -70 | -75 | -80 | -85 | -90 | -95 | -118 | |
| G | es | -17 | -18 | -18 | -19 | -19 | -20 | -20 | -21 | -22 | -22 | -24 | -26 | -28 | -32 | -34 | -38 | -42 | -48 | -53 | -60 | -63 | -71 | -75 | -80 | -100 | |
| H | es | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Bijvoorbeeld, voor P=0,8 mm, is de externe g-positie es = -24 μm, waardoor de bovengrens voor d wordt ingesteld op nominaal -0,024 mm. Dit systeem maakt aanpassingen op maat mogelijk, waarbij groen de standaardaanbevelingen markeert.
Berekeningsmethoden voor de grote, spoed- en kleine diameters
GB/T 197 geeft formules voor tolerantie T en grenswaarden. Voor interne kleine D1, TD1 = 0,0015 * D⁰,⁵ * P⁰,³³³ * factor (afhankelijk van de kwaliteit). Grenzen = nominaal + EI + T voor de bovengrens, nominaal + EI voor de ondergrens. Hetzelfde geldt voor andere diameters.
Stapsgewijze handleiding voor externe hoofdvakken: 1. Nominale d. 2. es uit de tabel. 3. TD vanaf graad 4. Max = d + es, Min = d + es – TDDeze garanderen precisie, met voorbeelden zoals M5x0.8-6g: max d = 5 – 0.024 = 4,976 mm (uitgaande van T).
Voor toonhoogte d2, nominaal = d – 0,6495P, en vervolgens afwijkingen toepassen. Nauwkeurige berekeningen voorkomen problemen zoals het beschadigen van de schroefdraad.
Tolerantietabellen voor verschillende diameters
Hieronder vindt u tabellen uit GB/T 197 met grenswaarden voor de maten M1 tot en met M300 en steekmaten. Groen geeft de 6H/6g-normen aan. Gebruik deze tabellen voor ontwerpverificatie.
| Interne hoofdvak Dmin (mm) | H | G |
|---|---|---|
| M1 (0,25/0,2) | 1 | 1.018 |
| M300 (diverse veldmaten) | 300 | 300 + afwijking |
Vergelijkbare tabellen voor andere diameters volgen hetzelfde patroon en bieden minimum- en maximumwaarden voor nauwkeurige bewerking.
Beste werkwijzen voor aanvraag en verificatie
Selecteer toleranties op basis van de toepassing: 6H/6g voor algemeen gebruik, nauwere toleranties voor hoge precisie. Controleer met meetinstrumenten, rekening houdend met de galvanisatie volgens GB/T 4042. Documenteer voor traceerbaarheid.
- Bereken eerst de nominale waarden.
- Pas afwijkingen en T toe.
- Controleer met micrometers of meetpennen.
- Aanpassen voor lengtegroepen (S/N/L).
- Zorg voor compatibiliteit met de bijbehorende onderdelen.
Deze werkwijzen minimaliseren defecten en verhogen de duurzaamheid van mechanische systemen.
Veelgestelde vragen
Wat is de standaard tolerantieklasse voor metrische threads?
6H voor inwendig gebruik en 6g voor uitwendig gebruik, wat volgens GB/T 197 een gemiddelde pasvorm oplevert voor algemeen gebruik.
Hoe bereken je de maximale uitwendige buitendiameter voor M6x1-6g?
Max d = 6 + es = 6 – 0,026 = 5,974 mm; min = max – TD uit cijfertabellen.
Waarom worden afwijkingen in schroefdraadontwerp gebruikt?
Afwijkingen zorgen voor speling, waardoor interferentie of speling in de assemblage wordt voorkomen.
Wat als de toonhoogte niet in de tabel staat?
Interpoleren of de GB/T 197-formules gebruiken voor aangepaste spoedafstanden, en deze verifiëren met standaarden.
Welke invloed hebben inschakelduurmetingen op de toleranties?
Langere lengtes (L) vereisen mogelijk nauwere toleranties om de sterkte te behouden, zoals aangegeven in de GB/T 197-groepen.
Zijn deze toleranties ook van toepassing op geplateerde schroefdraad?
Ja, voeg een toeslag voor de laagdikte toe, doorgaans 4-8 μm, en pas de limieten dienovereenkomstig aan.
