30°楔形防松螺纹与普通螺纹配合的参数分析

30°楔形防松螺纹与普通螺纹配合的参数分析

张姗姗 1；蔡明钢 1；虞琼华 1；徐文劼 1；王健 1

上海市计量测试技术研究院，上海 201203

摘要：随着《GB/T 37462-2019 楔形防松螺纹》国家产品标准的发布，我国拥有了自己的防松螺纹体系。国家产品标准给出了 楔形防松螺纹的参数数据。本文基于国家产品标准的参数数据，着重于讨论 楔形防松螺纹与普通螺纹配合后，参数的取值对于防松性能的影响。定性给出了楔形防松螺纹的设计原则和参数取值范围。

关键词：30 楔形防松螺纹，普通螺纹，配合，防松性能。

0 前言

传统的紧固件在与之匹配的30°楔形防松螺纹配合后，会使得这种配合很紧密和牢固。不同于传统的普通内螺纹与普通外螺纹的配合，在使用过程中，受到震动，晃动，以至松脱的可能性较大。

30°楔形防松螺纹的防松脱原理主要是由于接触点的角度的改变，改变了传统的法向力，增加了摩擦力。所以能够紧密的配合。

本文旨在研究探讨30°楔形防松螺纹的国家标准参数设计与防松性能的关系，以及根据与普通螺纹配合后的图形结构，反推出30°楔形防松螺纹的参数设计的合理性，和应该有的取值范围。

1. 30°楔形防松螺纹与普通螺纹配合

图1 楔形螺纹与普通螺纹配合图形

将 定义为配对普通螺纹的大径 在 楔形内螺纹的卡位上限（暂时忽略普通外螺纹的大径值）

将 楔形内螺纹和配对的普通螺纹进行配对，得到相应的普通螺纹在 楔形内螺纹的斜面的位置。

2. 30°楔形防松螺纹与普通螺纹配合后公差带的位置

的数值在楔形内螺纹的楔形斜面的位置为：

30°楔形防松螺纹和与之匹配的普通外螺纹，依靠两个参数进行配合和卡位：1.普通外螺纹的大径值和楔形内螺纹斜面的位置。2.普通外螺纹的大径平顶的宽度和楔形内螺纹的牙顶处的配合。

分析过程：

情况一：普通外螺纹的大径最大值卡在楔形螺纹的楔形斜面上。

如图所示，普通外螺纹的大径抵在楔形内螺纹的楔形斜面上,配合的落点 点所对应的假想圆柱体的直径值为普通外螺纹的大径值 。

情况二：普通外螺纹的大径平顶卡在楔形螺纹的牙顶中。落点 所对应假想圆柱体的直径定义为 。

分析：

图3 普通外螺纹的大径与楔形螺纹的牙顶

由此可知，楔形内螺纹在设计的过程当中要避免情况二的发生，一定要避免普通外螺纹的大径值超过 值，或者说 必须要小于普通外螺纹的大径值，这样会影响到楔形内螺纹的锁紧功能。因此，普通外螺纹的落位必须在线段 上。根据这个原则，可以得到楔形内螺纹的斜面大径值 和斜面小径值 的极限可能范围。

楔形斜面的大径值 的最小值 以与之匹配的普通外螺纹的大径值的最大值 来进行计算会有一定程度的过度保险。所以在实际的制订楔形斜面的大径值 的最小值 的过程中，可以适当的降低 值。

3. 30°楔形防松螺纹与普通螺纹配合后公差带的位置

通常把偶然数之值 当作极限偏差。

由此计算楔形斜面大径的卡位位置 的概率。

的值设为随机变量X，它的概率密度函数为正态分布函数，设为 ，其中， ,

的值设为随机变量Y，它的概率密度函数为正态分布函数，设为 ，其中， , , 的分布函数为

计算楔形斜面大径的卡位位置 的概率。

3 结论

本文通过分析30°楔形防松螺纹与普通螺纹配合后的结构图示，得到30°楔形防松螺纹与普通螺纹的公差带重合后的概率计算方法。既要保证30°楔形防松螺纹的防松性能，又要考虑给制造工艺造成的困难程度，需要配合合适的概率，得到较为适合的参数设计原则。本文给出的30°楔形防松螺纹与普通螺纹配合后，保证防松性能的前提下的参数设计原则，可以应用于今后多种类似防松产品的设计。

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作者简介：张姗姗，女，1987年出生，大学本科，主要研究方向为螺纹检测。

E-mail: zhangss@simt.com.cn