[其他]螺纹接头

说明书

本发明涉及一种螺纹接头，可用来夹持两个部件，这两个部件被安排成可环绕接头的中心轴线高速旋转，并且其螺纹接头中相互作用的螺纹牙具有这样的形状，即显示出其牙侧面相对上述中心轴线是倾斜的，此外两个部件是这样安排的，当它们旋转时，a）由螺纹接头传递的作用力和b）作用在部件上的离心力，如果不被补偿，至少其中一个力在螺纹接头处形成一个变形力，将在螺纹接头的各螺纹牙之间，形成不均匀的受力分布。

当接头承受拉力时，在螺纹接头材料内出现的变化的轴向变形，其结果，由螺纹接头传递的作用力的主要部分，通常是集中在两三个螺纹牙上，而接头的其他螺纹牙仅仅承受相对轻微的载荷。例如，在一般螺母和螺栓连接中，50%的载荷位于第一个螺纹牙上，25%的载荷位于第二个螺纹牙上，而12.5%的载荷位于下一个螺纹牙上，因此剩余的螺纹是相对而言不受力的。由于在螺纹牙之间力的分布影响螺纹接头的力学强度，前面提到的分布在螺纹牙上的不均匀载荷，导致在“第一个”受力牙上出现较多的疲劳裂纹。因此，如果能够将作用在这“第一个”螺纹牙上的受力减轻，螺纹牙的使用寿命能得到相当大的延长，这第一个螺纹牙通常是承担50%的总载荷。

为了实现螺纹接头的螺纹齿牙上的载荷有更均匀的分布，以往已将螺母设计成特别的样子，即安置了一个受压的表面，来控制力的走向，致使载荷尽可能均匀地分布在好多个螺纹牙上。

这一点适用于各种螺纹接头，其螺纹牙的牙侧面是相对纵向轴倾斜的，那么两个相互作用螺纹牙之间的轴向接触，受到牙的相互径向位置的影响。这样，螺纹接头的螺纹牙之间受力的分布，可以通过改变螺纹牙之间相互的径向位置来加以影响，因为这将导致在相互作用螺纹牙之间轴向距离的改变。较早的尝试已经利用这一点，以得到均匀的力的分布于固定的螺纹接头，借助于使螺纹接头的其中一个加工有螺纹的部件，沿其轴向范围至少一部分带有锥形螺纹牙，作为对照例子可参看英国专利申请GB-A-2074280号。也可以借助于合适的载荷，以得到例如是螺母的相应的变形。

本发明的主要目的是在前面提到的那种快速旋转螺纹接头各个螺纹牙之间获得比迄今为止所能达到的更均匀的受力分布。

本发明所提供的解决方法，是基于这样的认识，即作用在螺纹接头的不同螺纹牙上的作用力，可借助于改变沿轴向的螺纹接头的相互作用牙之间的轴向距离来加以均匀化;而这轴向距离的变化，是利用了部件快速旋转而使部件受力，借助于使带有上述螺纹牙的部件改变径向方向的相对变形程度而实现的。

根据本发明作成的前面提到的那种螺纹接头的特征在于上述螺纹接头中至少一个部件包括了一个部分，它有一个轴向伸长段，并且它由于上述一个部件快速旋转而发生变形，使上述部件力争环绕一轴线旋转，该轴线与包含螺纹接头中心轴线的轴向截面形成直角角度。由此沿整个螺纹接头的轴向伸长段，对上述部件的径向变形提供可变的成分，径向变形的方向应在螺纹接头处，使上述变形作用力得到一定程度的补偿，这样，由螺纹接头传递的作用力，在彼此相互啮合的螺纹牙上，分布的更均匀。

本发明对前面提到的问题，提供了很有益的解决方法。由于旋转而使螺纹接头承受的力，被用来在接头的螺纹牙上以获得所希望的受力再分布。这里排除了尤其是对锥形螺纹牙的需要，这样的螺纹牙，从制造至使用，都呈现出严重的缺点。

最理想的是，前面提到的部件的部分有一个轴向伸长段，和上述一个部件形成一个整体，其适宜的形状是一个管状或环状，并且还包括有一个部分，它基本按一个方向延伸，该方向和螺纹接头的旋转轴线成一个锐角的角度。当螺纹接头快速旋转时，上述一个部件的呈角度部分，将力争采取一个新的平衡位置，由此导致上述部件的变形，以致改变上述螺纹接头的至少某些相互作用牙之间的径向距离。

由于旋转对称体的径向变形是与密度和杨氏模量的比例成正比，本发明对变形的要求，也可以通过使螺纹接头的沿轴向方向的上述部分的这个比例的改变来得到。

这可以借助使上述部分形成一个环套来达到，该环套从螺纹连接处往外凸出，并且它沿其切线的方向的刚度减小。这减小的刚度，可以通过环套沿其轴向方向有适当开槽来达到。

另一方面，如果为了某些理由，希望往外凸出的环态沿切线方向增加刚度时，环套可方便地提供一个在外面环绕的纤维材料。

前面提到的上述一个部件的部分，也可以是内环套的形状，它的一端坚固地连接至一个径向向内伸出的平衡件上，平衡件和上述旋转轴线成一锐角角度，由此当螺纹接头高度旋转时，形成一个变形力矩。