[发明专利]类哑铃状与类橄榄状非对称双向锥形螺纹连接副

说明书

本发明属于设备通用技术领域，涉及一种类哑铃状与类橄榄状非对称双向锥形螺纹连接副，解决了现有螺纹自定位自锁性差等问题，其特征是，内螺纹（6）是筒状母体（2）内表面双向锥形孔（41）（非实体空间）、外螺纹（9）是柱状母体（3）外表面双向圆锥台体（71）（材料实体），完整单元体螺纹是左侧锥度（95）大于右侧锥度（96）类哑铃状（94）和/或小于右侧锥度（96）类橄榄状（93）双向锥形体，性能主要取决相互配合螺纹体圆锥面及锥度大小，优点：内、外螺纹通过锥孔包容锥体由双向锥形孔（41）与双向圆锥台体（71）组成一节节圆锥副形成螺纹副（10）直至内、外圆锥呈螺旋状圆锥面定径配合或定径过盈实现螺纹连接功能。

技术领域

本发明属于设备通用技术领域，尤其是涉及一种类哑铃状与类橄榄状非对称双向锥形螺纹连接副(以下简称“双向锥形螺纹连接副”)。

背景技术

螺纹的发明，对人类社会进步产生深刻影响。螺纹是最基础工业技术之一，她不是具体产品，是产业关键共性技术，其技术性能必须要有具体产品作为应用载体来体现，各行各业应用广泛。现有螺纹技术，标准化水平高，技术理论成熟，实践应用久远，用之紧固，则是紧固螺纹；用之密封，则为密封螺纹；用之传动，则成传动螺纹。根据国家标准的螺纹术语：“螺纹”是指在圆柱或圆锥表面上，具有相同牙型、沿螺旋线连续凸起的牙体；“牙体”是指相邻牙侧间的材料实体。这也是全球共识的螺纹定义。

现代螺纹始于1841年英国惠氏螺纹。按照现代螺纹技术理论，螺纹自锁基本条件是：当量摩擦角不得小于螺旋升角。这是现代螺纹基于其技术原理——“斜面原理”对螺纹技术的一种认识，成为现代螺纹技术的重要理论依据。最早对斜面原理进行理论解释的是斯蒂文，他研究发现斜面上物体平衡的条件与力合成的平行四边形定律，1586年他提出了著名的斜面定律：放在斜面上的一个物体所受的沿斜面方向的重力与倾角的正弦成正比。所述的斜面，是指与水平面成倾斜的光滑平面，螺旋是“斜面”的变形，螺纹就像包裹在圆柱体外的斜面，斜面越平缓，机械利益越大(见图 7即图A)(杨静珊、王绣雅，《螺丝钉的原理探讨》，《高斯算术研究》)。

现代螺纹的“斜面原理”，是基于斜面定律建立起来的斜面滑块模型(见图8即图B)，人们认为，在静载荷和温度变化不大条件下，当螺纹升角小于等于当量摩擦角，螺纹副具备自锁条件。螺纹升角(见图9即图C)又称为螺纹导程角，就是在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角，该角度影响螺纹自锁和防松。当量摩擦角就是把不同的摩擦形式最终转化成最普通的斜面滑块形式时对应的摩擦角。通俗讲，在斜面滑块模型中，当斜面倾斜到一定角度，滑块此时的摩擦力恰好等于重力沿着斜面的分量，此时物体刚好处于受力平衡状态，此时的斜面倾斜角称为当量摩擦角。

美国工程师于上世纪中叶发明了楔形螺纹，其技术原理仍旧遵循“斜面原理”。楔形螺纹的发明，受到“木楔子”启发。具体说，楔形螺纹的结构是在三角形螺纹(俗称普通螺纹)内螺纹(即螺母螺纹)的牙底处有一个与螺纹轴线成25°～30°夹角的楔形斜面，工程实际都取30°楔形斜面。一直以来，人们都是从螺纹牙型角这个技术层面和技术方向去研究和解决螺纹防松脱等问题，楔形螺纹技术也不例外，是斜楔技术的具体运用。

现代螺纹的种类和形式较多，均为牙型螺纹，这是由其技术原理即斜面原理所决定的。具体地，在圆柱表面形成的螺纹称为圆柱螺纹，在圆锥表面形成的螺纹称为圆锥螺纹，在圆柱或圆锥台体等端面表面形成的螺纹称为平面螺纹；在母体外圆表面形成的螺纹称为外螺纹，在母体内圆孔表面形成的螺纹称为内螺纹，在母体端面表面形成的螺纹称为端面螺纹；旋向与螺纹升角方向符合左手定则的螺纹称为左旋螺纹，旋向与螺纹升角方向符合右手定则的螺纹称为右旋螺纹；在母体同一截面内只有一条螺旋线的螺纹称为单线螺纹，有两条螺旋线的螺纹称为双线螺纹，有多条螺旋线的螺纹称为多线螺纹。截面形状为三角形的螺纹称为三角形螺纹，截面形状为梯形的螺纹称为梯形螺纹，截面形状为矩形的螺纹称为矩形螺纹，截面形状为锯齿形的螺纹称为锯齿形螺纹。