一种螺纹连接结构及其设计方法技术

本发明专利技术涉及连接结构技术领域，具体公开了一种螺纹连接结构及其设计方法，螺纹连接结构包括：第一连接件，具有内螺纹，内螺纹的导程为第一导程P1；第二连接件，具有外螺纹，外螺纹的导程为第二导程P2，且|P1

【技术实现步骤摘要】
一种螺纹连接结构及其设计方法


[0001]本专利技术涉及连接结构
，尤其涉及一种螺纹连接结构及其设计方法。

技术介绍

[0002]在现有的技术中，螺钉(或螺栓)与螺母连接时，螺钉(或螺栓)的螺距与螺母的螺距相同，以保证顺利旋合。相同导程的螺钉(或螺栓)与螺母的配合，因导程相同，其在受载情况下，因每个牙的位移量相等，但每个螺纹对应的变形率不等，也就是每个螺纹的受力状态不同；最靠近受力位置处的第一圈螺纹，承载了大约60％的载荷；第二圈螺纹受到的载荷大约为30％左右；其余螺纹受到的载荷大约在10％左右；因此，通常螺纹的有效受力厚度为2.5倍螺距，这样当第一圈螺纹失效时，第二圈螺纹以及位于第二圈螺纹远离第一圈螺纹一侧的螺纹均未达到其极限受力状态，第二圈螺纹以及位于第二圈螺纹远离第一圈螺纹一侧的螺纹发挥的作用小，导致螺钉(或螺栓)与螺母在传动过程中的受载能力差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一个目的在于提供一种螺纹连接结构及其设计方法，以提高其螺纹螺接部分各圈螺纹受力均匀性，充分利用螺纹部分，从而实现螺纹连接结构更高的传动强度。
[0004]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种螺纹连接结构，包括：
[0006]第一连接件，具有内螺纹，所述内螺纹的导程为第一导程P1；
[0007]第二连接件，具有与所述内螺纹螺接的外螺纹，所述外螺纹的导程为第二导程P2，且|P1
‑
P2|＝
△
≠0；所述内螺纹与所述外螺纹的螺接长度为H；若所述P1＞P2，则所述内螺纹的牙的厚度为P1/2，所述外螺纹的相邻的两个牙中，相邻的两个螺旋面的间距L1≥P2/2+
△
*H/P1；若所述P1＜P2，则，所述外螺纹的牙的厚度为P2/2，所述内螺纹的相邻的两个牙中，相邻的两个螺旋面的间距L2≥P1/2+
△
*H/P2。
[0008]作为优选，所述P1＞P2，所述L1＝P2/2+
△
*H/P1，在所述第一连接件和所述第二连接件空载的情况下，所述内螺纹和所述外螺纹的相邻两个牙的间隙hN＝(N
‑
1)*
△
，其中N＝1，2
……
，所述内螺纹和所述外螺纹最外侧的螺接的一对牙为Y1，与所述Y1相邻的螺接的所述一对牙为Y2，以此类推，所述内螺纹和所述外螺纹最外侧的螺接的另一对牙为YN，所述Y1的间隙为h1，所述Y2的间隙为h2，以此类推，所述YN的间隙为hN。
[0009]作为优选，所述P1＜P2，所述L2＝P1/2+
△
*H/P2，在所述第一连接件和所述第二连接件空载的情况下，所述内螺纹和所述外螺纹的相邻两个牙的间隙hN＝(N
‑
1)*
△
，其中N＝1，2
……
，其中，所述内螺纹和所述外螺纹最外侧的螺接的一对牙为Y1，与所述Y1相邻的螺接的所述一对牙为Y2，以此类推，所述内螺纹和所述外螺纹最外侧的螺接的另一对牙为YN，所述Y1的间隙为h1，所述Y2的间隙为h2，以此类推，所述YN的间隙为hN。
[0010]作为优选，所述
△
＝ε1*P1+ε2*P2，所述ε1为所述第一连接件的断裂伸长率，所述ε2为所述第二连接件的断裂伸长率。
[0011]作为优选，所述第一连接件由塑料制成，所述第二连接件由金属制成，所述
△
＝ε1*P1。
[0012]作为优选，所述第二连接件由塑料制成，所述第一连接件由金属制成，所述
△
＝ε2*P2。
[0013]作为优选，所述第一连接件为螺母，所述第二连接件为螺栓。
[0014]作为优选，所述第一连接件为螺母，所述第二连接件为螺钉。
[0015]作为优选，所述第一连接件为螺母，所述第二连接件为螺杆。
[0016]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0017]一种螺纹连接结构设计方法，用于如上所述的螺纹连接结构，所述螺纹连接结构设计方法包括：
[0018]S1、确定第一连接件和第二连接件的材质；
[0019]S3、确定所述第一连接件的导程P1和所述第二连接件的导程P2中的一个；
[0020]S2、根据
△
＝|P1
‑
P2|＝ε1*P1+ε2*P2，计算所述
△
以及所述第一连接件的导程P1和所述第二连接件的导程P2中的另一个。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术提供的螺纹连接结构的内螺纹的导程不等于外螺纹的导程，当螺纹连接结构受力后，各圈螺纹的位移量不等，变形率相等，从而使得螺纹连接结构的各圈螺纹受力较均匀，充分利用各圈螺纹，实现螺纹连接结构更高的传动强度，本专利技术提供的螺纹连接结构较现有技术中的螺纹连接结构，使其承载力提高50％以上。L1≥P2/2+
△
*H/P1或L2≥P1/2+
△
*H/P2，即若第一连接件的第一导程P1大于第二连接件的第二导程P2，此时需要削薄第二连接件的牙的厚度，以使第一连接件的牙在不受压力的情况下，容置于第二连接件的两个牙之间，进而将第一连接件顺利地旋入第二连接件中；相反,若第一连接件的第一导程P1小于第二连接件的第二导程P2，此时需要削薄第一连接件的牙的厚度，以使第二连接件的牙在不受压力的情况下，容置于螺杆的两个牙之间，进而将第一连接件顺利地旋入第二连接件中。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例提供的螺纹连接结构空载时的结构示意图；
[0024]图2是本专利技术实施例提供的螺纹连接结构满载时的结构示意图。
[0025]图中：
[0026]1、螺栓；
[0027]2、螺母；21、第一牙；22、第二牙；23、第三牙；24、第四牙。
具体实施方式
[0028]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。
[0029]本专利技术中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本
专利技术保护范围的限制。
[0030]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0031本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺纹连接结构，其特征在于，包括：第一连接件，具有内螺纹，所述内螺纹的导程为第一导程P1；第二连接件，具有与所述内螺纹螺接的外螺纹，所述外螺纹的导程为第二导程P2，且|P1
‑
P2|＝
△
≠0；所述内螺纹与所述外螺纹的螺接长度为H；若所述P1＞P2，则所述内螺纹的牙的厚度为P1/2，所述外螺纹的相邻的两个牙中，相邻的两个螺旋面的间距L1≥P2/2+
△
*H/P1；若所述P1＜P2，则，所述外螺纹的牙的厚度为P2/2，所述内螺纹的相邻的两个牙中，相邻的两个螺旋面的间距L2≥P1/2+
△
*H/P2。2.根据权利要求1所述的螺纹连接结构，其特征在于，所述P1＞P2，所述L1＝P2/2+
△
*H/P1，在所述第一连接件和所述第二连接件空载的情况下，所述内螺纹和所述外螺纹的相邻两个牙的间隙hN＝(N
‑
1)*
△
，其中N＝1，2
……
，所述内螺纹和所述外螺纹最外侧的螺接的一对牙为Y1，与所述Y1相邻的螺接的所述一对牙为Y2，以此类推，所述内螺纹和所述外螺纹最外侧的螺接的另一对牙为YN，所述Y1的间隙为h1，所述Y2的间隙为h2，以此类推，所述YN的间隙为hN。3.根据权利要求1所述的螺纹连接结构，其特征在于，所述P1＜P2，所述L2＝P1/2+
△
*H/P2，在所述第一连接件和所述第二连接件空载的情况下，所述内螺纹和所述外螺纹的相邻两个牙的间隙hN＝(N
‑
1)*
△
，其中N＝1，2
……
，其中，所述内螺纹和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，张衍，郑亮，
申请(专利权)人：上海亿泊材料应用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：