錐形螺紋連接副的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于緊固件設備技術領域，尤其是涉及一種錐形螺紋連接副。
【背景技術】
[0002]在圓柱或圓錐母體表面上，沿著螺旋線形成的具有規(guī)定截面形狀的連續(xù)凸起稱為螺紋，螺紋是最早實現(xiàn)標準化的機械結構要素，在各行各業(yè)中應用廣泛。螺紋的種類和形式較多，在圓柱表面形成的螺紋稱為圓柱螺紋，在圓錐表面形成的螺紋稱為圓錐螺紋，在圓柱或圓錐臺體等端面表面形成的螺紋稱為平面螺紋;在母體外圓表面形成的螺紋稱為外螺紋，在母體內(nèi)圓孔表面形成的螺紋稱為內(nèi)螺紋，在母體端面表面形成的螺紋稱為端面螺紋；旋向與螺紋升角方向符合左手定則的螺紋稱為左旋螺紋，旋向與螺紋升角方向符合右手定則的螺紋稱為右旋螺紋;在母體同一截面內(nèi)只有一條螺旋線的螺紋稱為單線螺紋，有兩條螺旋線的螺紋稱為雙線螺紋，有多條螺旋線的螺紋稱為多線螺紋;截面形狀為三角形的螺紋稱為三角形螺紋，截面形狀為梯形的螺紋稱為梯形螺紋，截面形狀為矩形的螺紋稱為矩形螺紋，截面形狀為鋸齒形的螺紋稱為鋸齒形螺紋；用于結構緊固連接的螺紋稱為緊固連接螺紋，主要用于機構傳動、也可用于緊固連接的螺紋稱為傳動連接螺紋，用于管道連接的螺紋稱為管螺紋。
[0003]緊固件螺紋屬于緊固連接螺紋，一般是圓柱螺紋，截面形狀為三角形;通常采用右旋螺紋，有特殊要求時才采用左旋螺紋;一般采用單線螺紋，有快速裝拆要求時才采用雙線螺紋或多線螺紋。緊固件螺紋由內(nèi)、外螺紋緊固件組成螺紋副使用，其配合性質取決于連接系統(tǒng)的要求。緊固件對螺紋的基本要求是承力和自鎖而非傳動。螺紋自鎖的基本條件是:當量摩擦角不得小于螺旋升角。而當量摩擦角的大小與牙型角有關，牙型角越大，當量摩擦角越大，越有利于螺紋自鎖。這就是緊固件螺紋的牙型角多選用60°的基本原因。近年來出現(xiàn)的楔形螺紋，又稱“施必牢螺母”，是對米制螺紋和英制螺紋這兩類基本緊固件螺紋類型的改進，目的是提高緊固件螺紋的自鎖性能。米制螺紋包括普通螺紋(M螺紋)、米制航空航天螺紋(MJ螺紋)、米制小螺紋(S螺紋)和俄制螺紋(MR螺紋)等；英制螺紋包括英制統(tǒng)一螺紋(UN螺紋)、英制航空航天螺紋(UNJ螺紋)及英制惠氏螺紋等，除英制惠氏螺紋采用55°牙型角外，其他螺紋都采用60°牙型角。
[0004]螺紋緊固件的松脫問題的關鍵在于螺紋的結構形狀。為此，美國工程師在研究了緊固件螺紋的形狀及受力情況后，重新設計螺紋的幾何形狀，于本世紀70年代末實用新型了這種現(xiàn)在被稱為“施必牢”的螺紋技術。它的結構是，在陰螺紋(內(nèi)三角形螺紋，即螺母螺紋)的牙底處有一個30°的楔形斜面，當螺栓與螺母相互擰緊時，標準螺栓的外螺紋牙尖就緊緊地頂在內(nèi)螺紋的楔形斜面上，產(chǎn)生螺紋干擾鎖緊從而增加鎖緊力。這種鎖緊力的增加，也是由于牙型的角度改變，使施加在螺紋間接觸所產(chǎn)生的法向力，與螺栓軸成60°角，而不是普通螺紋那樣的30°角。顯然施必牢螺紋法向力，要遠遠大于扣緊壓力，因此，所產(chǎn)生的防松摩擦力大大增加。一直以來，人們都是從螺紋牙型角這個技術層面和這樣一個技術方向去研究和解決螺紋緊固件松脫問題，楔形螺紋技術也不例外，而且楔形螺紋只是三角形螺紋的三角形牙型的局部變形，不能組成楔形螺紋螺紋副使用，楔形螺紋只能用于螺母螺紋與三角形螺紋的外螺紋組成螺紋副使用，且鎖緊力也是基于螺紋牙型角之大小，與常規(guī)螺紋技術承力和自鎖技術原理一樣。現(xiàn)有現(xiàn)有的螺紋緊固件的螺栓或螺母存在著容易松動的缺陷，隨著設備頻繁的震動連接件的間隙增大，引起螺栓與螺母松動，甚至脫落，這樣對于一些機械連接時易發(fā)生連接體相互脫離現(xiàn)象，嚴重的容易發(fā)生安全事故。
[0005]為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種變牙型防松螺母[申請?zhí)? 201410521899.1]，包含開設有螺母內(nèi)螺紋的螺母本體，其特征在于:所述螺母內(nèi)螺紋的牙頂處制作有螺旋上升的錐形面。作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，上述所述錐形面的母線與螺母內(nèi)螺紋的中心軸線的夾角為30°。作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，上述螺母本體兩端分別為螺栓旋入口和螺栓旋出口，所述螺栓旋入口向外延伸制作出臺階，該臺階的臺階面傾角為S;所述螺栓旋出口的邊緣為斜面，該斜面的傾角為D。作為上述優(yōu)選實施方式的改進，所述S的角度為20?30° ;所述D的角度為30°。
[0006]上述方案在一定程度上改進了現(xiàn)有螺紋副連接時易松動的問題，但是，該方案依然存在連接強度低，自鎖性能差，承力值小的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種設計合理、結構簡單，具有良好的連接性能、鎖緊性能的錐形螺紋連接副。
[0008]為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術方案:本錐形螺紋連接副，包括相互螺紋配合的外螺紋與內(nèi)螺紋，所述的外螺紋設置在柱狀本體上，所述的內(nèi)螺紋設置在連接孔內(nèi)，其特征在于，所述的外螺紋包括外側螺旋面和第一端螺旋面，所述的外側螺旋面的形狀與以重合于柱狀本體中軸線的直角梯形直角邊為回轉中心周向勻速回轉且該直角梯形同時沿柱狀本體中軸線勻速軸向移動而形成的回旋體的螺旋外側面形狀相同，所述的第一端螺旋面的形狀與上述回旋體軸向移動方向一致一端的螺旋端面的形狀相同，所述的內(nèi)螺紋包括內(nèi)側螺旋面和第二端螺旋面，所述的內(nèi)側螺旋面的形狀與以重合于連接孔中軸線的直角梯形直角邊為回轉中心周向勻速回轉且該直角梯形同時沿連接孔中軸線勻速軸向移動而形成的回旋體的螺旋外側面形狀相同，所述的第二端螺旋面的形狀與上述回旋體軸向移動方向一致一端的螺旋端面的形狀相同。本錐形螺紋連接副在使用時外側螺旋面與內(nèi)側螺旋面相互配合，其連接性能、鎖緊性能、防松性能、承載性能和密封性能等技術性能是通過外側螺旋面與內(nèi)側螺旋面定徑直至過盈實現(xiàn)的，即外側螺旋面與內(nèi)側螺旋面在螺旋線的引導下內(nèi)外徑定心直至外側螺旋面與內(nèi)側螺旋面過盈接觸，從而實現(xiàn)機械緊固機構的連接性能、鎖緊性能、防松性能、承載性能和密封性能等技術性能。因此，本錐形螺紋連接副機械緊固機構承力能力大小、自鎖之鎖緊力大小、防松能力大小、密封性能好壞等技術性能與螺旋線導向角之大小無關，與外側螺旋面的第一錐角和內(nèi)側螺旋面的第二錐角大小有關，換言之，即錐形螺紋的螺紋連接副的鎖緊性能、防松性能、承載性能以及密封性能等技術性能，主要取決于外側螺旋面的第一錐角和內(nèi)側螺旋面的第二錐角，也與柱狀本體的材料材質摩擦系數(shù)有關。
[0009]在上述的錐形螺紋連接副中，所述的直角梯形勻速回轉一周時所述的直角梯形軸向移動的距離為直角梯形的直角邊長度的至少一倍。該結構保證了外側螺旋面以及內(nèi)側螺旋面具有足夠長度，從而保證外側螺旋面與內(nèi)側螺旋面配合時具有足夠強度。
[0010]在上述的錐形螺紋連接副中，所述的直角梯形勻速回轉一周時所述的直角梯形軸向移動的距離等于直角梯形的直角邊長度。該結構保證了外側螺旋面以及內(nèi)側螺旋面具有足夠長度，從而保證外側螺旋面與內(nèi)側螺旋面配合時具有足夠強度。
[0011]在上述的錐形螺紋連接副中，所述的外側螺旋面和第一端螺旋面均為連續(xù)螺旋面或非連續(xù)螺旋面;所述的內(nèi)側螺旋面和第二端螺旋面均為連續(xù)螺旋面或非連續(xù)螺旋面。優(yōu)選地，這里的外側螺旋面和第一端螺旋面以及內(nèi)側螺旋面和第二端螺旋面均連續(xù)螺旋面。
[0012]在上述的錐形螺紋連接副中，同一螺旋的外側螺旋面和第一端螺旋面的結合處之間采用第一過渡導面相連，且所述的第一端螺旋面；同一螺旋的內(nèi)側螺旋面和第二端螺旋面的結合處之間采用第二過渡導面相連。該第一過渡導面使得外側螺旋面和第一端螺旋面便于加工，且相鄰兩個外側螺旋面之間形成呈螺旋狀分布的外螺紋線，這里的外螺紋線的最高點與最低點的垂直距離，即外螺旋線最高點與最低點形成的斜面與螺紋軸線之間形成的夾角，即外螺旋線導向角的高度，要遠遠小于目前所有螺紋技術牙型角的高度，螺紋結構更加緊湊，強度更高，螺紋承力值大，具備良好的機械密封性能，錐形外螺紋加工物理空間更寬敞;該第二過渡導面使得內(nèi)側螺旋面和第二端螺旋面便于加工，且相鄰兩個內(nèi)側螺旋面之間形成呈螺旋狀分布的內(nèi)螺紋線，這里的內(nèi)螺紋線的最高點與最低點的垂直距離，即內(nèi)螺旋線最高點與最低點形成的斜面與螺紋軸線之間形成的夾角，即內(nèi)螺旋線導向角