[发明专利]圆弧螺纹连接副的设计方法

权利要求书

1.一种圆弧螺纹连接副的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据外圆弧螺纹轮廓曲线和内圆弧螺纹轮廓曲线，建立坐标系，求出外圆弧螺纹轮廓线曲线方程和内圆弧螺纹轮廓线曲线方程；

2)确定外圆弧螺纹和内圆弧螺纹各部分参数的大小；

3)取n＝(d-D₁)/(D-d₁)，D₁为内圆弧螺纹小径，D为内圆弧螺纹大径，d₁为外圆弧螺纹小径，d为外圆弧螺纹大径；n为圆弧螺纹连接配合间隙系数，满足：0.6n0.8，通过n校核圆弧螺纹连接副的配合间隙是否符合要求；

步骤1)中，外圆弧螺纹轮廓线由第一牙顶圆弧段、外螺纹第一切线段、外螺纹牙底圆弧段、外螺纹第二切线段和第二牙顶圆弧段依次组成，第一牙顶圆弧段和外螺纹牙底圆弧段的半径相同，外螺纹第一切线段和外螺纹第二切线段分别与第一牙顶圆弧和外螺纹牙底圆弧相切；

内圆弧螺纹轮廓线由第一牙底圆弧段、内螺纹第一切线段、直线段、内螺纹第二切线段和第二牙底圆弧段依次连接组成，直线段与内圆弧螺纹中轴线平行，第一牙底圆弧段与内螺纹第一切线段相切，第二牙底圆弧段与内螺纹第二切线段相切；第一牙底圆弧段与第二牙底圆弧段均为内螺纹牙底圆弧段且半径相等，均为r₂；

步骤2)中，取k＝p/d₂，k为外圆弧螺纹的距径比，取m＝r₁/p，m为外圆弧螺纹圆弧系数；p为外圆弧螺纹的螺距，d₂为外圆弧螺纹中径，r₁为外圆弧螺纹圆弧半径；

外圆弧螺纹的参数满足：0.13k0.2和0.2m0.3；

根据k和m的值选取外圆弧螺纹的参数；

步骤2)中，取M＝r₂/P，M为内螺纹牙底圆弧段的圆弧系数，取s＝S₂/P，s为内圆弧螺纹的齿宽系数；P为内圆弧螺纹的螺距，P＝p，S₂表示内圆弧螺纹的齿宽；

内圆弧螺纹的参数满足：0.29M0.37，0.3s0.36；

根据s和M的值选取内圆弧螺纹的参数；

步骤1)中，将外圆弧螺纹中轴线作为横轴，过第一牙顶圆弧段圆心且垂直于外圆弧螺纹中轴线的直线作为纵轴，外螺纹第一切线段中点到外圆弧螺纹中轴线的距离为外圆弧螺纹中径d₂的一半，即d₂/2，外螺纹第一切线段经过(p/4，d₂/2)，外螺纹第二切线段经过(3p/4，d₂/2)；

则外螺纹第一切线段的方程为：

外螺纹第二切线段的方程为：

第一牙顶圆弧段经过点(0,c₁)，并且外螺纹第一切线段和第一牙顶圆弧段所在圆都经过切点(r₁·/sin(θ₁/2),r₁·sin(θ₁/2)-p/4·cot(θ₁/2)-d₂/2)，求出c₁值：

则第一牙顶圆弧段的方程可以表示为：

外螺纹牙底圆弧段经过点(p/2,c₂)，并且外螺纹第一切线段和外螺纹牙底圆弧段所在圆都经过切点(P/2-r₁·cosθ₁/2,p/4·cotθ₁/2-r₁·sinθ₁/2+d₂/2)，即可求出得c₂值：

则外螺纹牙底圆弧段的方程可以表示为：

步骤2)中，外圆弧螺纹的大径d、小径d₃、齿高h₁和应力截面积A_t由外圆弧螺纹中径d₂、螺距p、牙型角θ₁和外圆弧螺纹圆弧半径r₁表示如下：

外圆弧螺纹大径d：

外圆弧螺纹小径d₁：

外圆弧螺纹牙高h₁：

外圆弧螺纹应力截面积A_t：

试取外圆弧螺纹中径d₂、螺距p、牙型角θ₁和外圆弧螺纹圆弧半径r₁的值，满足距径比k和外圆弧螺纹牙顶圆弧系数m，求出外圆弧螺纹各部分参数的大小；

步骤1)中，将内圆弧螺纹中轴线作为横轴，做过第一牙底圆弧段圆心且垂直于内圆弧螺纹中轴线的直线作为纵轴，内圆弧螺纹齿宽为S₂，内圆弧螺纹中径为D₂；

则内螺纹第一切线段的方程为：

内螺纹第二切线段的方程为：

内螺纹牙底圆弧圆心坐标为(0,c₃)，经过和内螺纹第一切线段相交于切点(r₂·cosθ₂/2,r₂·sinθ₂/2-(P-S₂)/2·cotθ₁/2-D₂/2)，求出c₃；

则第一牙底圆弧段曲线方程为：

直线段所在直线经过牙顶圆弧的圆心，则直线段的方程为：

内圆弧螺纹大径D、内圆弧螺纹小径D₁、内圆弧螺纹牙高H₂和齿顶宽度w，均可以由内圆弧螺纹中经D₂、内螺纹牙底圆弧段的半径r₂、牙型角θ₂、螺距P和齿宽S₂来表示，内圆弧螺纹的各个参数可以由以下公式表示：

内圆弧螺纹大径D：

内圆弧螺纹小径D₁：

内圆弧螺纹牙高H₂：H₂＝r₂

内圆弧螺纹的齿顶宽度w为：

试取内圆弧螺纹中经D₂、螺距P，内螺纹牙底圆弧段的半径r₂，齿宽S₂，满足内螺纹牙底圆弧段的圆弧系数、内圆弧螺纹的齿宽系数，求出内圆弧螺纹各部分参数的大小。