自锁螺纹副的理论力学模型（二）

chunbaihuoyan

　　说自锁螺纹的力学模型是“相当于一个V形螺旋内锥与一个螺旋状的具有曲面的球体的配合体”，那么，一直以来，我们运用的设计普通螺纹时采用的“斜面——滑块力学模型”，它又到底说明了什么问题呢？ 　　
　　简而言之，“斜面——滑块力学模型，只说明了轴向(或X轴)的平动的那个自由度的运动关系”。而以自锁螺纹的原理关系来说，它只消除了轴向的那一个自由度；如果该斜面设计的角度大于“自锁角”的话，则该结构连一个自由度也不能消除。
4 U3 L! P- E; {5 G$ t9 V　　4.现实的普通螺纹副，到底消除了几个自由度？ 　　
　　说到这，使大家仍搞不清楚的倒是，我们现在所使用的普通螺纹副，理论上它又消除了几个自由度呢？为什么普通螺纹副总是不能防振，特别是来自径向(横向)载荷呢？ 　　
' V* P. B% i$ M, x+ G　　要说清楚和理解这个问题有点困难。我只能说个结果供大家先行接受。 　　
　　从表面上看，实际使用的普通螺纹副，好象与上述自锁螺纹副的理论力学模型完全一样，但实质上是有极大的差别的：前者是一个面接触的螺旋体，后者是一个线接触的螺旋体。但这又有什么差别呢？ 　　
7 J. w: r7 ~; ?: W　　差别在于，前者的这个面接触螺旋体，从理论上说，它完全不符合自锁螺纹的理论力学模型，原因在于现实中的内外螺纹，其表面不是绝对光滑，牙型角、整个螺纹副的牙型不是绝对吻合；其配合面总是“点阵”接触，遇到振动，就会产生塑性变形。理论上，它只消除了3个自由度；不严格地说，它最多消除了5个自由度，剩下的径向的那一个自由度是不能消除的。 　　
8 e" y0 d3 G2 D5 q, w2 _# N( L　　上述这一段话并不容易理解。但有一个最大的表面特征我们是可以理解的，这就是普通螺纹副，它起码是不能消除内外螺纹间的径向间隙，螺纹副在横向载荷的情况下，必然出现松动失效。再举出一个极限认识关系：就是如果普通螺纹是一种表面绝对光滑，没有任何的形状误差，是一种“理想螺纹”的话，则“由理想螺纹组成的螺纹副，就具有自锁性能”。显然，这种“理想螺纹副”在现实中是不存在的。
　　5.最简单的自锁螺纹副 　　
" D" Y! L1 T; `9 y2 g　　既要符合自锁螺纹副的原理，又要与普通螺纹的牙型配合关系相似或相近的螺纹，它是一个什么形状关系呢？ 　　
　　在这里也只能说出一个结果，这就是，只要内外螺纹的牙型角不相等，它们所组成的螺纹副，拧紧后，就是一对自锁螺纹副，就具有自锁性能。我和英国分别有两套发明专利都不约而同地提到了这个关系。而运用了高精度螺纹技术(主要是为了消除螺纹副的径向间隙)设计生产的“径向干涉配合自锁螺纹副”，能最大限度地实现或表达这个自锁性能。
5 a- K8 w1 b4 ~  p1 P　　6.生产与使用 　　
　　我们可以运用生产传统螺纹的一切工具，生产这种自锁螺纹副，生产成本、工艺流程等是完全一样的。可以重复装拆、重复使用。
. B0 w! z2 D" T2 [# q0 k4 T　　7.自锁性能的检验 　　
+ E. e, [0 M. Q8 B% M( c1 z　　在这里，提供一项检验自锁螺纹自锁性能的检验标准——《GJB 715.3》，它是我们国家的军用标准，等效采用美国的军用标准。该标准只提供了检验自锁性能的方法，它直接检验螺纹副的抗横向振动的能力；自锁性能的量值指标，是抗振的时间(总次数)。 　　
　　用这种方法检验的螺纹，如果其振动时间(次数)能超过某一个公认的数值，则可以认定这种自锁螺纹具有良好的自锁性能。抗振能超过3分钟的，只有双螺母锁锁紧、槽形螺母锁紧和和以本技术生产的自锁螺纹副。普通螺纹副，包括带弹簧垫圈的螺纹副，都不堪一击，几下就桧松动失效了，可以说是完全没有自锁性能。使用带尼龙嵌件的螺母、高锁螺母组成的螺纹副，有一定的防松(而不是自锁)性能。
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