一种自锁螺纹副的制作方法

本实用新型涉及一种自锁螺纹副，属于螺纹副技术领域。

背景技术：

螺纹有外螺纹与内螺纹之分，它们共同组成螺旋副。螺纹按工作性质分为联接用螺纹和传动用螺纹。联接用螺纹的当量摩擦角较大，有利于实现可靠联接；传动用螺纹的当量摩擦角较小，有利于提高传动的效率。螺纹是螺纹联结和螺旋传动的关键部分，现将机械中几种常用螺纹的特点和应用介绍如下：

1.三角形螺纹：牙型角大，自锁性能好，而且牙根厚、强度高，故多用于联接。

2.管螺纹：牙型角α＝55°(60°)，牙顶呈圆弧形，旋合螺纹间无径向间隙，紧密性好，公称直径为管子的公称通径，广泛用于水、煤气、液压、润滑等管路系统联接中。有直管和锥管两种。常见的管螺纹主要包括以下几种：npt、pt、g等。1)npt是national(american)pipethread的缩写，属于美国标准的60度锥管螺纹，用于北美地区，国标查阅gb/t12716-1991。2)pt(bspt)是pipethread的缩写，是55度密封圆锥管螺纹，属于惠氏螺纹家族，多用于欧洲及英联邦国家，常用于水及煤气管行业，锥度1:16，国标查阅gb/t7306-2000。国内叫法为zg.。3)g是55度非密封管螺纹，属惠氏螺纹家族。标记为g代表圆柱螺纹。国标查阅gb/t7307-2001。

3.矩形螺纹：牙型为正方形，牙型角α＝0°，牙厚为螺距的一半，当量摩擦系数较小，效率较高，但牙根强度较低，螺纹磨损后造成的轴向间隙难以补偿，对中精度低，且精加工较困难，因此，这种螺纹已较少采用。

4.梯形螺纹：牙型为等腰梯形，牙型角α＝30°，效率比矩形螺纹低，但易于加工，对中性好，牙根强度较高，当采用剖分螺母时还可以消除因磨损而产生的间隙，因此广泛应用于螺旋传动中。

5.锯齿形螺纹：锯齿形螺纹工作面的牙侧角为3，非工作面的牙侧角为30，兼有矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点，但只能承受单向载荷，适用于单向承载的螺旋传动。螺纹牙强度高，用于单向受力的传力螺旋；如螺旋压力机、千斤顶等。

螺纹连接优点是结构简单，装拆方便，运用广泛。缺点是容易失效和在受力较大的场合和温差较大时需要进行预紧和防松。这一缺点始终困扰着螺纹副的发展和运用。而且用于螺纹连接时连接件表面必须具备一定的强度和硬度，不然达不到所需预紧力也会引起螺纹的失效，这也限制了螺纹连接的运用。螺纹工件的有效性取决于工件螺纹制造精度，螺纹副的配合，足够的预紧力，和对连接件表面质量和强度的要求。这些综合起来使螺纹连接易松动无时无刻不成为设备的隐患。需要耗费大量的人工定期检查，预紧。

螺纹为什么会松动失效呢？

当物体置于一斜面上时，它受到向下的重力和横移的水平力这二个分力，当横向分力大于磨擦力时，就会使物体沿斜面下滑。压紧的螺纹副也是这个道理：因为螺纹是等距螺旋线，所以任一段螺纹都是斜线，螺栓受到的压力分解成轴向分力和横向分力，当压紧的螺纹副受到一定的振动时，瞬时间的横向分力大于磨擦力时，就会将螺纹连接沿斜面慢慢转动，时间长了，螺纹副就松了。预紧力不足或失效同样也会使横向分力大于磨擦力时，就会将螺纹沿斜面慢慢转动。

技术实现要素：

实用新型目的：为解决现有技术中螺纹副容易产生预紧力不足或失效等不良情况，本实用新型公开了一种自锁螺纹副，运用于所有用于螺纹副安装，锁紧，密封，连接，定位及运转的机械组合。

技术方案：本实用新型的一种自锁螺纹副，包括第一螺纹副和第二螺纹副，所述第二螺纹副固定在第一螺纹副外增加第一螺纹副的横向摩擦力。

优选的，在第一螺纹副的内螺纹工件外表面增加外螺纹作为第二螺纹副的外螺纹工作件。

优选的，所述第二螺纹副的外螺纹工作件为带有锥度结构，第二螺纹副的内螺纹工作件为与第二螺纹副的外螺纹工作件锥度配合的结构。

优选的，在所述第一螺纹副的内螺纹工作件和第二螺纹副的外螺纹工作件共同段上开设有若干对等连通开槽。

优选的，所述第二螺纹副的外螺纹工作件的锥度满足第二螺纹副未到最大行程前达到所需扭矩使第一螺纹副尾部螺纹副完成贴合并达到所需压力。

优选的，所述第二螺纹副的外螺纹工作件的螺纹牙角与第二螺纹副的内螺纹工作件的螺纹牙角不等。

优选的，所述第二螺纹副的外螺纹工作件的齿根牙和齿高与第二螺纹副的内螺纹工作件的齿根牙和齿高为不对等状。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、本实用新型通过双螺纹副效应有效的解决了螺纹连接因为温差，冲击，振动及变载荷作用下螺纹副旋转易松动。

2、本实用新型增加了螺纹连接的有效性，安全性，解决了螺纹连接强度对工作面硬度、强度的依赖，消除螺纹连接对被连接件强度硬度的要求，和螺纹连接必须有一定预紧力的依赖。

3、因为第二螺纹副使第一螺纹副之间的贴合和产生的压力增加了第一螺纹副的外螺纹工作件与第一螺纹副的内螺纹工作件结合的刚性，降低了外部复杂工况对第一螺纹副的影响，有效的缩小和避免了第一螺纹副发生相对位移的可能性。由于螺纹副的增长和被螺纹副连接的第一螺纹副的外螺纹工作件与第一螺纹副的内螺纹工作件的连接刚性相对增强更加有效的避免了螺纹连接的接头等连接件里面的密封等物件因为接头刚性不足或螺纹间存在间隙在外力作用下引发晃动产生磨损和交变挤压的失效，有效的保护了第一螺纹副里面的密封等元件。

4、对于需要用螺纹旋转定位的物件也可以通过本实用新型的自锁螺纹副，消除螺纹间隙引起的精度问题，提高旋转定位的精度和稳定性。

5、因为第二螺纹副使第一螺纹副之间的贴合，降低了螺纹连接有效性对螺纹件制造精度和配合的依赖性，大大提高了螺纹连接的安全有效性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；其中，1为第一螺纹副的外螺纹工作件，2为第一螺纹副的内螺纹工作件，3为第二螺纹副的外螺纹工作件，4为第二螺纹副的内螺纹工作件；

图2为本实用新型的第二螺纹副的外螺纹工作件与第二螺纹副的内螺纹工作件的贴合示意图；

图3为本实用新型的开槽示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐述该实用新型方法。

本实用新型运用内外双螺纹副，外螺纹副增加内螺纹副的横向摩檫力有效解决内螺纹副在温差，冲击，振动及变载荷作用下螺纹副旋转易松动的问题。本实用新型可以不需要预紧力就可以使螺纹副自锁，不发生位移。降低了螺纹连接对预紧力的要求，扩大了螺纹连接在软金属和低强度物体上的运用范围，扩大了螺纹连接的运用领域。通过锥度可以有效控制螺纹副间的制造误差引发的失效，降低了对螺纹的制造精度的要求，在管道连接中大大提升了接头的稳定性和密封性。本实用新型也可在各种螺旋升降定位中运用以消除螺纹间隙带来的误差，提高了往复运动的精度，消除螺纹副反复受力引发的螺纹副相对振动和位移，增加定位后的稳定性。

本实用新型的结构具体详见图1，包括第一螺纹副和第二螺纹副，所述第二螺纹副固定在第一螺纹副外增加第一螺纹副的横向摩擦力。第一螺纹副作为正常工作的螺纹副满足螺纹连接的需要，包括第一螺纹副外螺纹工作件1和第一螺纹副内螺纹工作件2，第二螺纹副作为锁紧螺纹副，用于第一螺纹副之间贴死并产生一定的正压力起到第一螺纹副之间的自锁作用，包括第二螺纹副外螺纹工作件3和第二螺纹副内螺纹工作件4。在第一螺纹副的内螺纹工件2外表面增加外螺纹作为第二螺纹副外螺纹工作件3。

如图2所示，本实用新型的第二螺纹副外螺纹工作件3为带有锥度结构，第二螺纹副内螺纹工作件4为与第二螺纹副外螺纹工作件3锥度配合的结构，第二螺纹副外螺纹工作件3的锥度满足第二螺纹副未到最大行程前达到所需扭矩使第一螺纹副内的尾部螺纹完成贴合并达到所需压力。

如图3所示，在第二螺纹副外螺纹工作件3上开设有若干开槽，由于第一螺纹副内螺纹工作件2与第二螺纹副外螺纹工作件3为一体结构，故开槽从第一螺纹副内螺纹工作件2的螺纹面贯穿至第二螺纹副外螺纹工作件3的螺纹面。

本实用新型的第二螺纹副外螺纹工作件3的螺纹牙角与第二螺纹副内螺纹工作件4的螺纹牙角不等，第二螺纹副内螺纹工作件4的齿根牙和齿高为不对等状。

实施例：

本实施例的第一螺纹副在正常工作时完成现有螺纹的各项作用，该第一螺纹副外螺纹工作件1的制作尺寸、精度、公差、强度等级和现有螺纹连接要求等同，第一螺纹副内螺纹工作件2的制作配合第一螺纹副外螺纹工作件1，其尺寸、精度、公差、强度等级和现有螺纹连接要求等同只长度增加一倍，该第一螺纹副内螺纹工作件2长度增加的部分外部增加有锥度的外螺纹并根据锥度和直径大小开设若干开槽，方便第一螺纹副内螺纹工作件2在收到挤压时收缩，起到类似于开口型弹性圆柱销的作用，使第一螺纹副在尾部贴紧贴死消除螺纹间隙并在第一螺纹副之间增加径向压力，增加第一螺纹副之间的摩擦力。

第二螺纹副外螺纹工作件3和第二螺纹副内工作件4连接工作，第二螺纹副内螺纹工作件4沿第二螺纹副外螺纹工作件3旋转沿锥面上行，不断上行不断挤压使第一螺纹副内螺纹工作件2不断收缩贴紧第一螺纹副外螺纹工作件1，不断增加第一螺纹副内螺纹工作件2和第一螺纹副外螺纹工作件1之前的压力，直至所需压力形成。

第二螺纹副外螺纹工作件3依据第一螺纹副的材质性能，制作最大公差，所需要的强度等级决定锥度，满足第二螺纹副未到最大行程前达到所需扭矩第一螺纹副尾部间螺纹完全贴合并达到所需压力。开槽数量依据所需压力和材质及直径大小决定。在满足上述前提下，要在螺纹副之间根据工况要求增加必要的油脂或粉末润滑，以此消除第二螺纹副的摩擦力，并借此消除或减小因为摩擦带来的附加阻力和摩擦热引起第二螺纹副内螺纹工作件4热变形导致第二螺纹副内螺纹工作件4的强度失效。同时通过用不等的螺纹牙角的办法控制第二螺纹副间的摩擦和防松动，将该处内外螺纹的齿根角和齿高根据需要做成不对等状，以此减小第二螺纹副间的摩擦力，增大压紧力，详见图2。