一种圆弧螺纹连接副制造技术

本发明专利技术属于螺纹形状设计领域，具体涉及一种圆弧螺纹连接副

【技术实现步骤摘要】
一种圆弧螺纹连接副


[0001]本专利技术属于螺纹形状设计领域，具体涉及一种圆弧螺纹连接副
。

技术介绍

[0002]螺纹连接是工业中常见的连接方式，广泛用于风力发电
、
船舶制造
、
汽车制造
、
航空航天
、
机械产品等领域，但在工程实际中螺栓的失效
、
断裂屡见不鲜，其中，疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一
。
[0003]紧固件的疲劳断裂
65
％发生在被联接件与螺母接触面附近的螺纹根部，这是因为螺栓根部应力分布不均匀
、
应力集中导致的
。
特别地，在交变载荷的作用下，当螺纹根部应力超过一定数值将产生局部初始裂纹，随着循环次数的增加其裂纹不断扩展，最终发生疲劳断裂，因此，改善螺纹根部受力不均
、
减少应力集中是提高螺栓疲劳强度的重要方法
。
[0004]普通螺纹是最广泛使用的螺纹结构，使用面最广
、
使用的历史最长，但因为普通螺纹牙底圆角偏小，牙底的应力集中突出，抗疲劳能力较差
。
[0005]MJ
螺纹是一种较高疲劳强度的螺纹，具有尺寸精度高，外螺纹牙底为大圆弧状，螺纹小径大等特点
。MJ
螺纹的直径
、
螺距系列
、
牙形角与普通螺纹相同，不同之处是：
MJ
螺纹是在普通螺纹
(M
牙形
)r/>的基础上，将外螺纹牙底圆弧半径加大，其牙底为连续光滑的曲线，圆弧控制在
0.1501P
～
0.18042P
的范围内，使其牙底削平高度由
H/4
增大到
(5/16)H
，其精度比普通螺纹高，抗疲劳性能好于普通螺纹
。
[0006]授权公告号为
CN209818480U
的中国技术专利公开了一种高强度圆弧螺纹连接副，其包括相互配合的外圆弧螺纹和内圆弧螺纹，外圆弧螺纹的牙型线由上牙顶圆弧
、
直线段
、
下牙底圆弧
、
直线段依次连接组成，上牙顶圆弧的半径和下牙底圆弧的半径相等，直线段分别与上牙顶圆弧
、
下牙底圆弧相切
。
内圆弧螺纹的牙型线由上半圆弧
、
切向直线段
、
牙顶
、
依次连接组成，牙顶为平面，切向直线段与上半圆弧相切
。
[0007]以上圆弧螺纹连接副的两种典型设计参数为：
(1)
螺距
6.35mm、
外螺纹大径
41.5mm、
外螺纹中径
39mm、
外螺纹小径
36.5mm、
外螺纹牙高
2.5mm、
上下牙底圆弧半径
1.5mm
，内圆弧螺纹小径
37.5mm、
内螺纹牙高
2.2mm、
内螺纹牙底圆弧半径为
2.2mm。(2)
螺距
8.5mm、
外螺纹大径
48.3mm、
外螺纹中径
45mm、
外螺纹小径
41.7mm、
外螺纹牙高
3.3mm、
上下牙底圆弧半径
2.0mm、
内圆弧螺纹小径
43.5mm、
内螺纹牙高
2.8mm、
内螺纹牙底圆弧半径为
2.8mm。
[0008]在以上设计参数之下，会使得内螺纹牙顶处的尖端结构靠近外螺纹牙底圆弧，在内外螺纹承载啮合时，内螺纹牙顶尖端结构与外螺纹圆弧先接触，在外圆弧螺纹牙底产生明显的高应力集中现象，降低螺纹连接副产品的疲劳性能
。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种圆弧螺纹连接副，以解决内外螺纹接触时内螺纹尖端造成的高应力集中问题
。
[0010]为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0011]一种圆弧螺纹连接副，包括相互配合的外圆弧螺纹
、
内圆弧螺纹，所述外圆弧螺纹的牙型线包括依次交替连接的外螺纹直线段
、
外螺纹牙底圆弧，外螺纹直线段具有与外螺纹牙底圆弧相切的第一切点，所述内圆弧螺纹的牙型线包括依次交替连接的内螺纹直线段
、
内螺纹过渡圆弧
、
内螺纹牙顶，所述内螺纹直线段具有与内螺纹过渡圆弧相切的第二切点，内圆弧螺纹上所述第二切点的连线距离连接副轴线的距离
L1、
外圆弧螺纹上所述第一切点的连线距离连接副轴线的距离
L2满足：
L1≥L2；
[0012]所述内螺纹过渡圆弧的半径
R2、
外螺纹牙底圆弧的半径
r2满足：
R2≤r2。
[0013]本专利技术提供的圆弧螺纹连接副，通过内螺纹过渡圆弧消除了内螺纹直线段与内螺纹牙顶产生的尖端结构，通过第一切点连线
、
第二切点连线
、
内螺纹过渡圆弧
、
外螺纹牙底圆弧半径的相对位置设计，避免内螺纹牙顶和外螺纹牙底先接触，使内外螺纹接触时两螺纹直线部分优先接触，从而增大接触面积，降低螺纹接触区域的应力集中现象
。
[0014]优选地，外圆弧螺纹牙型角
α1与内圆弧螺纹牙型角
α2满足：
α1＝
α2＝
60
°
；
r2‑2δ
≤R2≤r2，其中，
δ
为内
、
外圆弧螺纹配合后内螺纹小径与外螺纹小径的单侧间隙
。
采用上述设计方式，内
、
外螺纹加工过程简单，通用性好，可有效避免内外螺纹接触时因内螺纹尖端造成大的应力集中情况
。
[0015]进一步优选地，0＜
δ
＜
r2/2。
通过进一步优化单侧间隙为
δ
的取值，有助于提高内外螺纹的咬合率，从而进一步提高螺纹副的接触面积，进一步降低应力集中现象
。
[0016]优选地，所述外圆弧螺纹螺距
P1、
圆弧螺纹螺距
P2满足：
5mm≤P1≤d/6
，
P1＝
P2，其中
d
为外螺纹大径
。
内外螺纹螺距均采用大螺距，可以使内圆弧螺纹牙底和外螺纹牙底采用大圆弧结构，可以有效降低内外螺纹牙底的应力集中现象
。
[0017]进一步优选地，外螺纹牙高
h
w
满足：
h
w
＝
(0.26
‑
0.61)P1。
按该方式设计外螺纹牙高
h
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种圆弧螺纹连接副，包括相互配合的外圆弧螺纹
、
内圆弧螺纹，所述外圆弧螺纹的牙型线包括依次交替连接的外螺纹直线段
、
外螺纹牙底圆弧，外螺纹直线段具有与外螺纹牙底圆弧相切的第一切点，其特征在于，所述内圆弧螺纹的牙型线包括依次交替连接的内螺纹直线段
、
内螺纹过渡圆弧
、
内螺纹牙顶，所述内螺纹直线段具有与内螺纹过渡圆弧相切的第二切点，内圆弧螺纹上所述第二切点的连线距离连接副轴线的距离
L1、
外圆弧螺纹上所述第一切点的连线距离连接副轴线的距离
L2满足：
L1≥L2；所述内螺纹过渡圆弧的半径
R2、
外螺纹牙底圆弧的半径
r2满足：
R2≤r2。2.
如权利要求1所述的圆弧螺纹连接副，其特征在于，外圆弧螺纹牙型角
α1与内圆弧螺纹牙型角
α2满足：
α1＝
α2＝
60
°
；
r2‑2δ
≤R2≤r2，其中，
δ
为内
、
外圆弧螺纹配合后内螺纹小径与外螺纹小径的单侧间隙
。3.
如权利要求2所述的圆弧螺纹连接副，其特征在于，0＜
δ
＜
r2/2。4.
如权利要求1所述的圆弧螺纹连接副，其特征在于，所述外圆弧螺纹螺距
P1、
圆弧螺纹螺距
P2满足：
5mm≤P1≤d/6
，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨中桂，白洁，王自强，都军民，丁永春，王志敏，张永，李梦晗，赵智垒，温家浩，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一三研究所，
类型：发明
国别省市：