Аналитическая основа для расчета различных разрушающих нагрузок была разработана в публикациях Александера [14]. Теория Александера подтверждена практическими результатами многочисленных экспериментальных испытаний. Современные исследования, включая расчеты методом конечных элементов, подтверждают теорию Александера [15].
Три типа гаек (см. 4.1) отличаются своей высотой. Это дает возможность выбора изготовителю для определенных классов прочности применять процесс закалки и отпуска с использованием меньшего объема материала для достижения требуемых свойств или использовать больший объем материала без дополнительной термической обработки.
Таблица А.1 - Минимальная высота шестигранных гаек
Резьба, D | Размер под ключ, s мм | Минимальная высота шестигранных гаек | |||
Нормальная гайка (тип 1) | Высокая гайка (тип 2) | ||||
 мм |  | мм | | ||
| М5 | 8 | 4,40 | 0,88 | 4,80 | 0,96 |
| М6 | 10 | 4,90 | 0,82 | 5,40 | 0,90 |
| М7 | 11 | 6,14 | 0,88 | 6,84 | 0,98 |
| М8 | 13 | 6,44 | 0,81 | 7,14 | 0,90 |
| М10 | 16 | 8,04 | 0,80 | 8,94 | 0,89 |
| М12 | 18 | 10,37 | 0,86 | 11,57 | 0,96 |
| М14 | 21 | 12,10 | 0,86 | 13,40 | 0,96 |
| М16 | 24 | 14,10 | 0,88 | 15,70 | 0,98 |
| М18 | 27 | 15,10 | 0,84 | 16,90 | 0,94 |
| М20 | 30 | 16,90 | 0,85 | 19,00 | 0,95 |
| М22 | 34 | 18,10 | 0,82 | 20,50 | 0,93 |
| М24 | 36 | 20,20 | 0,84 | 22,60 | 0,94 |
| М27 | 41 | 22,50 | 0,83 | 25,40 | 0,94 |
| М30 | 46 | 24,30 | 0,81 | 27,30 | 0,91 |
| М33 | 50 | 27,40 | 0,83 | 30,90 | 0,94 |
| М36 | 55 | 29,40 | 0,82 | 33,10 | 0,92 |
| М39 | 60 | 31,80 | 0,82 | 35,90 | 0,92 |
Подробную техническую информацию о принципе конструирования гаек см. в ISO/TR 16224.
А.2 Гайки с диаметром D<М5 и D>М39
Механические свойства сборки болта и гайки были оптимизированы для крепежных изделий с резьбой от М5 до М39 включительно на основе размеров шестигранных гаек, установленных в ISO 4032 (нормальные гайки, тип 1) и ISO 4033 (высокие гайки, тип 2). В общем для сборки болта и гайки малого диаметра необходимы пониженная твердость гайки и (или) уменьшенная относительная высота гайки (m/D) вследствие большего отношения P/D.
Гайки с D<М5, установленные в ISO 4032, имеют минимальную высоту, 
, меньше чем 0,8D, которая является слишком низкой в соответствии с этим принципом конструирования. Это означает, что для таких гаек необходимо более высокое значение твердости, чтобы избежать характера разрушения - среза резьбы (см. таблицу А.2).
, меньше чем 0,8D, которая является слишком низкой в соответствии с этим принципом конструирования. Это означает, что для таких гаек необходимо более высокое значение твердости, чтобы избежать характера разрушения - среза резьбы (см. таблицу А.2). Таблица А.2 - Примерная минимальная твердость по Виккерсу для нормальных гаек (тип 1) с D<М5
Резьба, D | Минимальная твердость гаек по Виккерсу, HV | ||||
Классы прочности | |||||
5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
| М3 | 151 | 178 | 233 | 284 | 347 |
| М3,5 | 157 | 184 | 240 | 294 | 357 |
| М4 | 147 | 174 | 228 | 277 | 337 |
Гайки с D>М39, приведенные в ISO 4032, имеют минимальную высоту гайки, , меньше чем 0,8D, которая является слишком низкой в соответствии с этим принципом конструирования. Таким образом, механические свойства этих гаек не определены в настоящем стандарте и классы прочности не установлены в ISO 4032 (механические свойства по соглашению между заказчиком и поставщиком).
Приложение В (справочное). Размеры резьбы испытательной оправки
Приложение В
(справочное)
Таблица В.1 - Размеры резьбы оправки для испытания пробной нагрузкой - крупная резьба
Гайка | Оправка (крупная резьба) | |||
Резьба, D | Наружный диаметр резьбы оправки (нижняя четверть поля допуска 6g) | Средний диаметр резьбы оправки (поле допуска 5h) | ||
Не более | Не менее | Не более | Не менее | |
| М3 | 2,901 | 2,874 | 2,675 | 2,615 |
| М3,5 | 3,385 | 3,354 | 3,110 | 3,043 |
| М4 | 3,873 | 3,838 | 3,545 | 3,474 |
| М5 | 4,864 | 4,826 | 4,480 | 4,405 |
| М6 | 5,839 | 5,794 | 5,350 | 5,260 |
| М7 | 6,839 | 6,794 | 6,350 | 6,260 |
| М8 | 7,813 | 7,760 | 7,188 | 7,093 |
| М10 | 9,791 | 9,732 | 9,026 | 8,920 |
| М12 | 11,767 | 11,701 | 10,863 | 10,745 |
| М14 | 13,752 | 13,682 | 12,701 | 12,576 |
| М16 | 15,752 | 15,682 | 14,701 | 14,576 |
| М18 | 17,707 | 17,623 | 16,376 | 16,244 |
| М20 | 19,707 | 19,623 | 18,376 | 18,244 |
| М22 | 21,707 | 21,623 | 20,376 | 20,244 |
| М24 | 23,671 | 23,577 | 22,051 | 21,891 |
| М27 | 26,671 | 26,577 | 25,051 | 24,891 |
| М30 | 29,628 | 29,522 | 27,727 | 27,557 |
| М33 | 32,628 | 32,522 | 30,727 | 30,557 |
| М36 | 35,584 | 35,465 | 33,402 | 33,222 |
| М39 | 38,584 | 38,465 | 36,402 | 36,222 |
Таблица В.2 - Размеры резьбы оправки для испытания пробной нагрузкой - резьба с мелким шагом
Гайка | Оправка (мелкий шаг резьбы) | |||
Резьба, DxP | Наружный диаметр резьбы оправки (нижняя четверть поля допуска 6g) | Средний диаметр резьбы оправки (поле допуска 5h) | ||
Не более | Не менее | Не более | Не менее | |
| М8х1 | 7,839 | 7,794 | 7,350 | 7,260 |
| М10х1,25 | 9,813 | 9,760 | 9,188 | 9,093 |
| М10х1 | 9,839 | 9,794 | 9,350 | 9,260 |
| М12х1,5 | 11,791 | 11,732 | 11,026 | 10,914 |
| М12x1,25 | 11,813 | 11,760 | 11,188 | 11,082 |
| М14х1,5 | 13,791 | 13,732 | 13,026 | 12,911 |
| М16х1,5 | 15,791 | 15,732 | 15,026 | 14,914 |
| М18х2 | 17,752 | 17,682 | 16,701 | 16,569 |
| М18х1,5 | 17,791 | 17,732 | 17,026 | 16,914 |
| М20х2 | 19,752 | 19,682 | 18,701 | 18,569 |
| М20х1,5 | 19,791 | 19,732 | 19,026 | 18,914 |
| М22х2 | 21,752 | 21,682 | 20,701 | 20,569 |
| М22х1,5 | 21,791 | 21,732 | 21,026 | 20,914 |
| М24х2 | 23,752 | 23,682 | 22,701 | 22,569 |
| М27х2 | 26,752 | 26,682 | 25,701 | 25,569 |
| М30х2 | 29,752 | 29,682 | 28,701 | 28,569 |
| М33х2 | 32,752 | 32,682 | 31,701 | 31,569 |
| М36х3 | 35,671 | 35,577 | 34,051 | 33,891 |
| М39х3 | 38,671 | 38,577 | 37,051 | 36,891 |
Приложение ДА (справочное). Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов межгосударственным стандартам
Приложение ДА
(справочное)
Таблица ДА.1 - Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов межгосударственным стандартам.
Обозначение международного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование межгосударственного стандарта |
| ISO 6157-2 | IDT | ГОСТ ISO 6157-2-2015 "Изделия крепежные. Дефекты поверхности. Часть 2. Гайки" |
| ISO 6506-1 | NEQ | ГОСТ 9012-59 "Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю" |
| ISO 6507-1 | NEQ | ГОСТ 2999-75 "Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу" |
| ISO 6508-1 | NEQ | ГОСТ 9013-59 "Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу" |
| ISO 6892-1 | NEQ | ГОСТ 1497-84 "Металлы. Методы испытания на растяжение" |
| ISO 7500-1 | NEQ | ГОСТ 14017-68 "Государственная система обеспечения единства измерений. Машины силоизмерительные образцовые 2-го разряда. Методы и средства поверки" |
| ISO 16426 | IDT | ГОСТ ISO 16426-2015 "Изделия крепежные. Система обеспечения качества" |
| Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов:- IDТ - идентичные стандарты;- NEQ - неэквивалентные стандарты. | ||
Библиография
| [1] | ISO 68-1, ISO general purpose screw threads - Basic profile - Part 1: Metric screwthreads |
| [2] | ISO 261, ISO general purpose metric screw threads - General plan |
| [3] | ISO 262, ISO general purpose metric screw threads - Selected sizes for screws, bolts and nuts |
| [4] | ISO 286-2, Geometrical product specifications (GPS) - ISO code system for tolerances in linear sizes - Part 2: Table of standard tolerance classes and limit deviations for holes and shafts |
| [5] | ISO 2320, Prevailing torque type steel nuts - Mechanical and performance properties |
| [6] | ISO 4032, Hexagon nuts, style 1 - Product grades A and В |
| [7] | ISO 4033, Hexagon nuts, style 2 - Product grades A and В |
| [8] | ISO 10684, Fasteners - Hot dip galvanized coatings |
| [9] | ISO 16047, Fasteners - Torque/clamp force testing |
| [10] | ISO/ТR 16224, Technical aspects of nut design |
| [11] | EN 10269, Steels and nickel alloys for fasteners with specified elevated and/or lowtemperature properties |
| [12] | ASTM A320/A320M, Standard Specification for Alloy-Steel and Stainless Steel Bolting for Low-Temperature Service |
| [13] | ASTM F2281, Standard Specification for Stainless Steel and Nickel Alloy Bolts, Hex Cap Screws, and Studs, for Heat Resistance and High Temperature Applications |
| [14] | Alexander E.M. Analysis and design of threaded assemblies. 1977 SAE Transactions, Paper No. 770420 |
| [15] | Hagiwara M., Hiroaki S. Verification of the Design Concept in Bolt/Nut Assemblies for the revision of ISO 898-2 and ISO 898-6, Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing, vol.1, no.5, 2007, pp.755-762. |