一种非等距螺纹连接副的设计方法技术

技术编号:40306029 阅读:20 留言:0更新日期:2024-02-07 20:51
本发明专利技术提供了一种非等距螺纹连接副的设计方法,属于非标紧固件领域。非等距螺纹连接副的设计方法包括以下内容:确定内、外螺纹的基础螺纹牙型、材料性能及外螺纹承受的轴向载荷为N;确定内、外螺纹的螺距差ΔP,其中P为外螺纹螺距;试选内、外螺纹的螺距差ΔP,调整内、外螺纹配合使用时轴向的总配合间隙δ,δ=P‑S<subgt;w</subgt;‑S<subgt;n</subgt;,其中S<subgt;w</subgt;为外螺纹在中径处的齿宽,S<subgt;n</subgt;为内螺纹在外螺纹中径处的齿宽;验证螺纹的应力状态,确定螺纹参数。本发明专利技术考虑了内、外螺纹的基础螺纹牙型、材料性能及外螺纹承受的轴向载荷为N,并重新设置了内、外螺纹的螺距差ΔP的上限值,保证螺纹牙的应力均匀性更好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种非等距螺纹连接副的设计方法,属于非标紧固件领域。


技术介绍

1、螺栓连接结构(包括螺栓和螺母)是较为常用的连接方式,广泛的应用于机械和建筑领域,目前传统螺纹连接副的内、外螺纹的螺距相等且为定值p,在螺纹连接副承受载荷时,外螺纹承受拉力伸长,内螺纹承受压力压缩,靠近支撑面(以螺栓和螺母为例,支撑面为螺母的用于压紧被连接件的端面,也即支撑面为内、外螺纹旋合区域的终止位置处的端面,相反的另一端面为起始位置处的端面)处的外螺纹伸长量变大,远离支撑面的外螺纹伸长量小,这就造成螺纹连接副的轴向载荷主要由靠近支撑面的前三扣螺纹承担,使前三圈螺纹出现显著的应力集中现象。

2、目前,已经有提升各圈螺纹的承载均匀性和各圈螺纹的应力均匀性两种设计思路来解决靠近支撑面的前三扣螺纹应力集中的问题。上述两种技术方案中,内、外螺纹中至少有一个螺纹为渐变螺距螺纹,这导致螺纹加工难度大大增加,不利于螺纹的批量生产,加工效率低下。

3、针对上述问题,现有技术中还有一种不等螺距方案,即内、外螺纹的螺距恒定,但内、外螺纹的螺距不相等。例如申请公布号为cn本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种非等距螺纹连接副的设计方法,其特征在于,包括以下内容:确定内、外螺纹的基础螺纹牙型、材料性能及外螺纹承受的轴向载荷为N;确定内、外螺纹的螺距差ΔP,其中P为外螺纹螺距,K为综合参考系数且0.8≤K≤4.5,k为载荷系数且等于外螺纹承受的轴向载荷N与外螺纹材料的屈服强度σ和外螺纹应力截面积A1的乘积之比,即kc为材料系数且等于外螺纹材料的屈服强度σ与外螺纹材料的弹性模量Ew之比,即试选内、外螺纹的螺距差ΔP,调整内、外螺纹配合使用时轴向的总配合间隙δ,δ=P-Sw-Sn,其中Sw为外螺纹在中径处的齿宽,Sn为内螺纹在外螺纹中径处的齿宽;验证螺纹的应力状态,确定螺纹参数。

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【技术特征摘要】

1.一种非等距螺纹连接副的设计方法,其特征在于,包括以下内容:确定内、外螺纹的基础螺纹牙型、材料性能及外螺纹承受的轴向载荷为n;确定内、外螺纹的螺距差δp,其中p为外螺纹螺距,k为综合参考系数且0.8≤k≤4.5,k为载荷系数且等于外螺纹承受的轴向载荷n与外螺纹材料的屈服强度σ和外螺纹应力截面积a1的乘积之比,即kc为材料系数且等于外螺纹材料的屈服强度σ与外螺纹材料的弹性模量ew之比,即试选内、外螺纹的螺距差δp,调整内、外螺纹配合使用时轴向的总配合间隙δ,δ=p-sw-sn,其中sw为外螺纹在中径处的齿宽,sn为内螺纹在外螺纹中径处的齿宽;验证螺纹的应力状态,确定螺纹参数。

2.根据权利要求1所述的非等距螺纹连接副的设计方法,其特征在于,若p-sw<sn,则需要减小内螺纹的齿宽sn。

3.根据权利要求1或2所述的非等距螺纹连接副的设计方法,其特征在于,若δ<l,l为内、外螺纹的长度差,则需要增大总配合间隙δ。

4.根据权利要求1或2所述的非等距螺纹连接副的设计方法,其特征在于,验证螺纹的应力状态时,若起始位置处应力值较大,则减小δp,若终止位置处的应力值较大,则增大δp,并重新调整总配合间隙δ。

5.根据权利要求1或2所述的非等距螺纹连接副的设计方法,其特征在于,n'圈数外螺纹总长度为l1=n'p,n'圈数内螺纹长度为l2=n'p',p'为内螺纹螺距,内、外螺纹的螺距差δp=p'-p,则内、外螺纹的长度差为l=l2-l1=n'(p'-p)=n'δp,因此内、外螺纹的螺距差将n'圈数外螺纹的总伸长量与内螺纹的总压缩量之和作为内、外螺纹的长度差l,令则进一步得出当n'=n时,内、外螺纹的长度差l为:进一步地,内、外螺纹的螺距差

6.根据权利要求5所述的非等距螺纹连接副的设计方法,其特征在于,内、外螺纹的长度差l的求解过程包括以下内容:

7.根据权利要求6所述的非等距螺纹连接副的设计方法,其特征在于,对于外...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨中桂王自强赵智垒白洁孟德明丁永春杨若琛靳逸飞王海峰孟晓梅
申请(专利权)人:中船海为高科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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