自锁螺纹技术简介

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1、自锁螺纹技术简介摘要:提出了机械自锁一般原理和螺纹自锁一般原理、自锁螺纹的理论力学模型和理想螺纹的概念，介绍了自锁螺纹技术的特点，对自锁螺纹结构特点进行分析，提出自锁螺纹设计的参数选择方法，以及自锁螺纹的标准化及推广体系建设的设想。介绍了自锁螺纹技术的特点和推广应用前景关键词：密封螺纹自锁螺纹普通螺纹螺纹高精度公差标准 自锁螺纹技术早在1993年提出，并于1996年基本形成体系，2001年获国家专利局授予发明专利。它属于一套名为“理想极限螺纹及其制造工具”的专利技术，是为了解决传统螺纹在防松、自锁、密封、匀应力等方面存在的问题，全面提

2、高螺纹的性能而提出来的。自锁是螺纹只是该发明专利技术方案中的一个实施例。一、    机械自锁一般原理与机械全自锁的概念1．16个自由度的概念一个机械零件有6个自由度，它们是X、Y、Z座标三个轴方向各有一个平动和一个转动的2个自由度之和。6个自由度都消除，这个零件的位置就确定了，也就是说，这时零件是静止不动的。机床夹具设计的定位就是依据这个原理进行的。只要这个消除自由度的装置有足够的强度对抗外来的动力，那么这个零件的状态都能继续保持不变。１．２机械副的机械效率为零与机械的自锁这个例子还有更深一层的意义，这就是一个零件位置的确定，相对于其

3、消除自由度的装置来说，它是静止不动的。它们之间实质上也是一个机械副。发生在两个零件之间组成的机械副，它们之间相对静止不动，存在两种可能性，一是相对静止，即没有任何力的作用下的静止不动；二是虽然有外力的作用下，但该机构的机械效率为零。组成机械副的两只零件仍然是相对静止不动。　　１．３机械自锁概念的定义自锁，理论上说，应是指机构的绝对静止关系与是否胡或没有外力作用无关。但实际上我们也认可，在有力作用下的静止不动，机械效率为零而静止不动的状态，我们也认为处于自锁状态。机械自锁的定义是：一对机械机构，在力的作用下，仍然保持静止不动，可称之为自

4、锁。自锁的物理概念应为该机械机构此时的机械效率为零。　　１．4机械全自锁的概念要使一个零件副（机械副）机械效率为零，它必须在6个自由度的方向都要为零，这个零件副才能确定为自锁。所以，机械自锁一般原理应定义为：零件副应在6个自由度方向全自锁。我们习惯上说零件的自锁，一定是指全自锁，准确的说法应是零件在6个自由度的方向的自锁或静止不动，而绝不能是一个自由度的自锁或静止不动，这是我们需要建立的新的观念。消除6个自由度，实现机械全自锁，我们将此定义为机械自锁一般原理。二、    一个典型的机械力学模型——“球—漏斗”结构模型２．１“６点定位”

5、原理将一个六面体零件确定其位置，我们是非常熟悉的了，只需在定位体水平的X—Y平面有三点，在X—Z和Y—Z平面分别选二点和一点，就可以确定该6面体的位置了。这也是我们常说的“６点定位原理”。　　２．２“球—漏斗”模型如果是一个球形的零件，要确定其位置，我们可以将球放在一个漏斗形的定位体中。与六面体放在上面这个6点定位体进行定位的模型比较，“球—漏斗”的定位装置模型更易使人看到这是一个机械副，这是一个能消除6个自由度的机械副，这个被消除了6个自由度的机械副，是以一个圆锥面与一个圆的切线实现的。　　２．３“球—漏斗”模型可承受的载荷这个机械

6、副有一个很显著的特点，就是在定位后，对“球形零件”施加了一个合适的外力后，这个机械副可以承受来自轴向和任意角度方向的径向（横向）载荷。三、     螺纹自锁一般原理和自锁螺纹副的力学模型3．1          螺纹自锁一般原理3．2          自锁螺纹副的力学模型自锁螺纹副的力学模型是什么呢？从上面的“球—漏斗”结构我们不难想到自锁螺纹副的力学模型了。自锁螺纹副其实就是一对具有螺旋状的“球—漏斗”或“球—内锥体”结构的零件配合体，这个配合体同样能消除６个自由度，能承受来自轴向和任意角度方向的径向（横向）载荷。3．3自锁螺纹副

7、与普通螺纹副的异同普通螺纹副与自锁螺纹副有什么相同与不同之处呢？普通螺纹副之间的配合关系，一对带状螺旋配合体，它与自锁螺纹的配合，是一条螺旋线有很大的区别或不同。在宏观上，一条螺旋带与一条螺旋线之间，好象没什么区别，但从原理的定义上，它就有重大的区别了，这就是定位与超定位的关系。理论力学告诉我们，一个超定位的物件，反而是一个不确定可靠的，会产生变化。一个“球—内锥体”的定位模型与一个“外锥体—内锥体”的定位模型，在微观的角度下，以表面粗糙度的概念看，是两个表面很不规整的平面贴合着，是一个“点阵”支承着。在施加有限的力（载荷）下，它们之

8、间是被难以被“压平”的，而在交变载荷的作用下，零件接触面之间则产生塑性变形，会破坏了零件之间原有的紧密配合关系。3．4理想螺纹副的概念　在这里要引入理想螺纹副的概念。理想螺纹副是指一对表面绝对光滑，内外螺纹外形处于理想状