[发明专利]一种自锁螺纹连接结构及其设计方法

说明书

本发明涉及螺纹连接结构技术领域，具体公开了一种自锁螺纹连接结构及其设计方法，自锁螺纹连接结构包括：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，|P1‑P2|＝△≠0；若P1＞P2，则外螺纹的相邻的两个牙中，相邻的两个螺旋面的间距为L1，P1/2≥L1≥P2/2；若P1＜P2，则内螺纹的相邻的两个牙中，相邻的两个螺旋面的间距为L2，且P2/2≥L2≥P1/2。内螺纹的导程不等于外螺纹的导程，当自锁螺纹连接结构在最大受力状态时，各圈螺纹的位移量不等，变形率相等，各圈螺纹受力均匀，实现更高的连接强度，使其承载力提高50％以上。本发明提供的自锁螺纹连接结构还能够产生较好的自锁作用。

技术领域

本发明涉及螺纹连接结构技术领域，尤其涉及一种自锁螺纹连接结构及其设计方法。

背景技术

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)与螺母受载能力差。另外，现有技术中的螺纹连接结构的自锁能力相对较差，常常需要采用双螺母结构，或者放松垫圈，点焊等方法防止自锁失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自锁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，实现螺纹连接结构更高的连接强度，同时提高其自锁能力。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种自锁螺纹连接结构，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；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为L1，且P1/2≥L1 ≥P2/2；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为L2，且P2/2≥L2≥P1/2。

作为优选，当所述第一连接件受压应力，或所述第二连接件受拉应力时，所述P1＜P2。

作为优选，当所述第一连接件受拉应力，或所述第二连接件受压应力时，所述P1＞P2。

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。

作为优选，所述第一连接件和所述第二连接件均由塑料制成或均由金属制成；

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；或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；

作为优选，所述第一连接件为螺母，所述第二连接件为螺栓。

作为优选，所述第一连接件为螺母，所述第二连接件为螺钉。

作为优选，所述第一连接件为螺母，所述第二连接件为螺杆。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种自锁螺纹连接结构设计方法，用于设计上述的自锁螺纹连接结构，所述自锁螺纹连接结构设计方法包括：