本實(shí)用新型涉及螺紋聯(lián)接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種雙曲率半徑牙底外螺紋。

背景技術(shù)：

在交變載荷作用下，螺紋的破壞形式主要是疲勞破壞。影響螺紋疲勞強(qiáng)度的因素主要是螺紋的外形即牙型。在牙型包括相連接的牙型凹槽和牙型凸起，牙型凹槽底部位是應(yīng)力集中現(xiàn)象最明顯的地方，牙型凹槽底部的形狀是決定螺紋疲勞強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。對(duì)于性能等級(jí)高于或等于8.8級(jí)的螺紋，由于其材料強(qiáng)度較高，因此應(yīng)力集中的缺口敏感性較高，牙型凹槽底部的應(yīng)力集中現(xiàn)象對(duì)螺紋疲勞強(qiáng)度的影響較大。對(duì)于性能等級(jí)高于或等于8.8級(jí)的三角形外螺紋，其外螺紋的牙槽底部應(yīng)有圓滑連接的曲線。目前，為緩解牙槽底部的應(yīng)力集中，三角形螺紋牙型的牙底形狀多為平切牙底、圓弧牙底。采用上述牙底形狀由于過(guò)渡圓角的尺寸受到螺紋結(jié)構(gòu)尺寸的限制，無(wú)法克服應(yīng)力集中的問(wèn)題，采用上述牙底形狀的螺紋底部依然存在較大應(yīng)力集中，嚴(yán)重影響螺紋的疲勞強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種雙曲率半徑牙底外螺紋，以期達(dá)到減少牙型凹槽底部的應(yīng)力集中、提高螺紋疲勞強(qiáng)度的目的。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種雙曲率半徑牙底外螺紋,包括相連接的牙型凹槽和牙型凸起,所述牙型凹槽包括位于左右兩側(cè)的凹槽側(cè)壁以及連接兩個(gè)凹槽側(cè)壁下端的牙型槽底,所述牙型槽底由三段圓角依次相切連接而成,所述三段圓角從左向右依次為第一圓角、第二圓角和第三圓角，所述第一圓角上端與左側(cè)的凹槽側(cè)壁相切，所述第三圓角上端與右側(cè)的凹槽側(cè)壁相切，在軸向截面上，所述第一圓角、第二圓角和第三圓角對(duì)應(yīng)的母線分別為第一圓弧、第二圓弧和第三圓弧，所述第一圓弧和第三圓弧的半徑均小于第二圓弧的半徑，所述第二圓弧的圓心位于所述牙型凹槽的對(duì)稱線上。

所述第一圓弧和第三圓弧的半徑相等。

所述第二圓弧的半徑與第一圓弧的半徑的比值為1.1～1.6。

所述第一圓弧的半徑為R1，且R1滿足0.125P＜R1＜0.2P，其中P為外螺紋的螺距。

本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型提供的一種雙曲率半徑牙底外螺紋,在與內(nèi)螺紋配合使用時(shí)，由于承受內(nèi)螺紋載荷的牙型凹槽底部應(yīng)力最大，因此本實(shí)用新型將牙型凹槽底部設(shè)計(jì)為曲率半徑不同的三段圓角依次相切連接，且第二圓角的曲率半徑大于第一圓角和第三圓角的曲率半徑，使得位于中部的第二圓角的曲率較小，減小該處的應(yīng)力，而位于兩端的第一圓角和第三圓角的曲率較大，增大該處的應(yīng)力，緩解了原有的外螺紋牙型凹槽底部存在的應(yīng)力集中的問(wèn)題，使得牙型凹槽底部所承受的應(yīng)力均勻分布，從而有效降低牙型凹槽底部的應(yīng)力，并改善應(yīng)力的分布情況，增強(qiáng)產(chǎn)品抗疲勞斷裂的能力。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的軸截面圖。

圖2為圖1中A區(qū)域的局部放大圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1牙型凹槽、11第一圓弧、12第二圓弧、13第三圓弧、14凹槽側(cè)壁、2牙型凸起、3對(duì)稱線。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

參見(jiàn)圖1至圖2，本實(shí)用新型公開了一種雙曲率半徑牙底外螺紋,包括相連接的牙型凹槽1和牙型凸起2,牙型凹槽1包括位于左右兩側(cè)的凹槽側(cè)壁14以及連接兩個(gè)凹槽側(cè)壁14下端的牙型槽底,牙型槽底由三段圓角依次相切連接而成,三段圓角從左向右依次為第一圓角、第二圓角和第三圓角，第一圓角上端與左側(cè)的凹槽側(cè)壁14相切，第三圓角上端與右側(cè)的凹槽側(cè)壁14相切，在軸向截面上，第一圓角、第二圓角和第三圓角對(duì)應(yīng)的母線分別為第一圓弧11、第二圓弧12和第三圓弧13，第一圓弧11和第三圓弧13的半徑均小于第二圓弧12的半徑，第二圓弧12的圓心位于牙型凹槽1的對(duì)稱線3上。第一圓弧11和第三圓弧13的半徑相等。第二圓弧12的半徑與第一圓弧11的半徑的比值為1.1～1.6。第一圓弧11的半徑為R1，且R1滿足0.125P＜R1＜0.2P，其中P為外螺紋的螺距。

下面分別以三種不同尺寸的外螺紋為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明：

標(biāo)準(zhǔn)米制普通螺紋M8螺紋、標(biāo)準(zhǔn)米制普通螺紋M16螺紋和標(biāo)準(zhǔn)米制普通螺紋M20螺紋這三種螺紋。

實(shí)施例一

本實(shí)施例的外螺紋的第一圓弧11和第三圓弧13的半徑為0.16mm，第二圓弧12的半徑為0.25mm。以現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)米制普通螺紋M8螺紋作為對(duì)比工件一。由于最先承受內(nèi)螺紋載荷的外螺紋的牙型槽底處應(yīng)力最大，因此本實(shí)用新型人采用有限元法對(duì)本實(shí)施例的外螺紋以及對(duì)比工件一在該牙型槽底處的von mises應(yīng)力進(jìn)行分析，得到如下結(jié)果：對(duì)外螺紋施加1000N的預(yù)緊力，對(duì)比工件一的最大von mises應(yīng)力為160.7MPa，本實(shí)施例提供的外螺紋的最大von mises應(yīng)力為140.58MPa。上述結(jié)果表明，本實(shí)施例提供的外螺紋比現(xiàn)有的對(duì)比工件一的應(yīng)力減少12.5％，有效提高了外螺紋的疲勞強(qiáng)度。

實(shí)施例二

本實(shí)施例的外螺紋的第一圓弧11和第三圓弧13的半徑為0.3mm，第二圓弧12的半徑為0.4mm。以現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)米制普通螺紋M16螺紋作為對(duì)比工件二。由于最先承受內(nèi)螺紋載荷的外螺紋的牙型槽底處應(yīng)力最大，因此本實(shí)用新型人采用有限元法對(duì)本實(shí)施例的外螺紋以及對(duì)比工件二在該牙型槽底處的von mises應(yīng)力進(jìn)行分析，得到如下結(jié)果：對(duì)外螺紋施加3000N的預(yù)緊力，對(duì)比工件二的最大von mises應(yīng)力為140.68MPa，本實(shí)施例提供的外螺紋的最大von mises應(yīng)力為113.81MPa。上述結(jié)果表明，本實(shí)施例提供的外螺紋比現(xiàn)有的對(duì)比工件二的應(yīng)力減少19.1％，有效提高了外螺紋的疲勞強(qiáng)度。

實(shí)施例三

本實(shí)施例的外螺紋的第一圓弧11和第三圓弧13的半徑為0.35mm，第二圓弧12的半徑為0.40mm。以現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)米制普通螺紋M20螺紋作為對(duì)比工件三。由于最先承受內(nèi)螺紋載荷的外螺紋的牙型槽底處應(yīng)力最大，因此本實(shí)用新型人采用有限元法對(duì)本實(shí)施例的外螺紋以及對(duì)比工件三在該牙型槽底處的von mises應(yīng)力進(jìn)行分析，得到如下結(jié)果：對(duì)外螺紋施加3000N的預(yù)緊力，對(duì)比工件三的最大von mises應(yīng)力為89.43MPa，本實(shí)施例提供的外螺紋的最大von mises應(yīng)力為76.31MPa。上述結(jié)果表明，本實(shí)施例提供的外螺紋比現(xiàn)有的對(duì)比工件三的應(yīng)力減少14.7％，有效提高了外螺紋的疲勞強(qiáng)度。

由上述實(shí)施例一、實(shí)施例二和實(shí)施例三可知,采用本實(shí)用新型的外螺紋能夠有效降低標(biāo)準(zhǔn)米制普通外螺紋的應(yīng)力，外螺紋的疲勞強(qiáng)度顯著提高。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。