设置于螺母内部的交叉螺纹及其生产工艺.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310265913.1	申请日：	2013.06.28
公开号：	CN103334999A	公开日：	2013.10.02
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):F16B 33/02申请日:20130628\|\|\|公开
IPC分类号：	F16B33/02; B23G1/16	主分类号：	F16B33/02
申请人：	中国五冶集团有限公司
发明人：	乔秀坤
地址：	610000 四川省成都市锦江区五冶路9号
优先权：
专利代理机构：	成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220	代理人：	谭新民
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内容摘要

本发明公开了设置于螺母内部的交叉螺纹，贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷分别形成左旋螺纹和右旋螺纹，左旋螺纹中的任意一圈左旋螺纹的牙顶对应与右旋螺纹中的一圈右旋螺纹的牙底相交，相邻的纵向交点与该纵向交点之间的横向交点连接构成菱锥体结构，锥顶朝着螺母本体外壁，在贯穿孔的内壁上加工出左旋螺纹，再加工出右旋螺纹，每一圈左旋螺纹的牙顶线与同一高度旋线的右旋的牙底线相交成若干个菱形，左旋螺纹的两斜面，对右旋螺纹的两斜面进行同时剖切，形成四条相贯线棱边，形成交叉螺纹的菱锥体结构。该交叉螺纹通过适当增加的菱锥体结构，能够使螺杆上的右、左螺纹可以方便地拧入铰球螺孔，增加了使用范围，螺纹本身应力也满足安装的需要。

权利要求书

1.   设置于螺母内部的交叉螺纹，包括螺母本体以及沿着螺母本体中心线设置的贯穿孔，其特征在于：所述贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷分别形成左旋螺纹（11）和右旋螺纹（10），且左旋螺纹（11）的两端和右旋螺纹（10）的两端均分别与贯穿孔的两端连通，左旋螺纹（11）和右旋螺纹（10）沿着贯穿孔的轴线对称，左旋螺纹（11）中的任意一圈左旋螺纹的牙顶对应与右旋螺纹（10）中的一圈右旋螺纹（10）的牙底相交，且该圈左旋螺纹的牙底对应与该圈右旋螺纹（10）的牙顶相交，相邻的纵向交点与该纵向交点之间的横向交点连接构成菱锥体结构（12），且菱锥体结构（12）的边沿同时与该相邻的左旋螺纹（11）或右旋螺纹（10）的边沿重合，菱锥体结构（12）的锥顶（3）朝着螺母本体外壁。

2.   根据权利要求1所述的设置于螺母内部的交叉螺纹，其特征在于：所述左旋螺纹（11）和右旋螺纹（10）均为贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷形成的螺旋凹槽，左旋螺纹（11）和右旋螺纹（10）的螺旋方向相反，螺旋凹槽呈三角体结构，三角体结构的底面与贯穿孔的壁面接触。

3.   根据权利要求2所述的设置于螺母内部的交叉螺纹，其特征在于：所述左旋螺纹（11）的螺旋凹槽深度等于右旋螺纹（10）的螺旋凹槽深度。

4.   根据权利要求3所述的设置于螺母内部的交叉螺纹，其特征在于：所述菱锥体结构（12）的锥顶设置在相邻的左旋螺纹（11）的螺旋轨迹的延长线上。

5.   一种交叉螺纹的生产工艺，其特征在于：在基体中设置贯穿孔，使用刀具在贯穿孔的内壁上加工出左旋螺纹，再加工出右旋螺纹，每一圈左旋螺纹的牙顶线与同一高度旋线的右旋的牙底线相交成若干个菱形，且对右旋螺纹底面有一定触划，由于左旋螺纹的两斜面，也对右旋螺纹的两斜面进行同时剖切，形成四条相贯线棱边，因而最终形成的交叉螺纹，为若干底面为菱形的四棱锥齿牙。

6.   根据权利要求5所述的一种交叉螺纹的生产工艺，其特征在于：所述基体为螺母，刀具为丝攻。

说明书

设置于螺母内部的交叉螺纹及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种设置于螺母内部的交叉螺纹及其生产工艺，用于结构或机件的联结，具体为轻型钢桁架或钢网架结构。
背景技术
在常规钢桁架或钢网架构造中，有大量的球铰结构，如图1所示：主要有空心铰球、杆件中段和杆件两端的螺栓连接头。杆件总体与球铰之间一般采用螺栓连接，螺栓的丝杆（外螺纹）设置在杆件两端的连接头上，与其对应装配的螺母（内螺纹）设置于联结铰点的空心球上。并且，螺栓基本为普通的单头、标准牙距t、标准60°牙型的右旋或左旋螺纹，如图3、图4所示。此外，由图2所示，杆件两端的螺栓连接头15还有其他功能设置：丝杆15‑1——用于杆件与铰球的内螺纹连接；六方螺帽15‑2——用于搬手卡住并转动丝杆、并承受和传递杆件压力；丝杆螺帽紧定螺钉15‑3——固定螺帽与丝杆使能一起转动、并使螺帽的一端面与承力台阶共同对丝杆进行轴向定位；丝杆转动套座15‑4——与丝杆的柱端组成转动副；丝杆尾部承力台阶15‑5——承受铰球至杆件间的拉力；套座封焊环15‑6——用于螺栓连接头与杆件中段的焊连接。
从上述球铰桁架中可见，其杆件的构造较复杂，包括杆件中段管在内，其加工构件总数为13。并且，其在现场的安装也较麻烦，首先要准备合适开口的搬手。其次在杆件一端用搬手拧紧螺栓时，每拧入一圈丝扣，搬手须6次卡入六方螺帽，和6次搬转丝杆，有12个动作，而将杆件两端拧紧共需24×n个动作（n为一端丝杆的螺纹丝扣圈数），显然将两端丝杆的螺纹全部拧入，要花费不少时间。
另外，有一种将杆件两端丝杆分别做成一反一正，即一右旋、一左旋螺纹的结构，并将丝杆与杆件做成一体，用手转动杆件，就能同时迅速将两端的丝杆拧紧。然而，将其应用于球铰桁架，会引起新的麻烦：铰球上与丝杆配对的螺孔，也必须相应做成一右旋、一左旋，即一反一正的螺纹。杆件及丝杆有不同的安装角度，以及安装时的杆件反、正调头，对不同安装角度及配合螺孔的铰球查找配对，都将无所适从。
发明内容
本发明的目的在于克服现有球铰桁架的连接构造复杂及安装中螺纹拧动过程繁琐，或需要选择右或左，操作人员劳动强度大的问题，设计了一种设置于螺母内部的交叉螺纹及其生产工艺，该交叉螺纹通过设置的菱锥体结构能够使杆件的右、左螺纹，可以不加选择和方便地拧入铰球螺孔，简化了连接构造，提高了安装的效率，降低了操作人员的劳动强度。
本发明的目的通过下述技术方案实现：设置于螺母内部的交叉螺纹，包括螺母本体以及沿着螺母本体中心线设置的贯穿孔，所述贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷分别形成左旋螺纹和右旋螺纹，且左旋螺纹的两端和右旋螺纹的两端均分别与贯穿孔的两端连通，左旋螺纹和右旋螺纹沿着贯穿孔的轴线对称，左旋螺纹中的任意一圈左旋螺纹的牙顶对应与右旋螺纹中的一圈右旋螺纹的牙底相交，且该圈左旋螺纹的牙底对应与该圈右旋螺纹的牙顶相交，相邻的纵向交点与该纵向交点之间的横向交点连接构成菱锥体结构，且菱锥体结构的边沿同时与该相邻的左旋螺纹或右旋螺纹的边沿重合，且菱锥体结构的锥顶朝着螺母本体外壁。进一步说明，在基体中设置贯穿孔，使用刀具在贯穿孔的内壁上加工出左旋螺纹，再加工出右旋螺纹，每一圈左旋螺纹的牙顶线与同一高度旋线的右旋的牙底线相交成若干个菱形，且对右旋螺纹底面有一定触划。并且，由于左旋螺纹的两斜面，也对右旋螺纹的两斜面进行同时剖切，形成四条相贯线棱边，因而最终形成的交叉螺纹，为若干底面为菱形的四棱锥齿牙。一般优选基体为螺母，刀具为丝攻。
在上述技术方案中，将本发明的交叉螺纹命名为K型交叉螺纹，其主要为一左旋螺纹对另一基体右旋螺纹的交叉切割形成的螺纹，用“K”形来表示其交叉特征。这里左旋螺纹应理解为一种刀具，假如基体为螺帽、则刀具应为丝杆即丝攻。刀具也可以是旋转飞刀，旋转飞刀的切削效果更好，没有毛刺。刀具的具体使用根据实际加工环境和要求进行选择，从展开图来看，由于左旋螺纹对右旋螺纹的交叉切割，左旋螺纹的牙顶线与右旋的牙底线相交成若干个菱形，且对右旋螺纹底面有一定触划。并且，由于左旋螺纹的两斜面，也对右旋螺纹的两斜面进行同时剖切，形成四条相贯线棱边，因而最终形成的K型螺纹，为若干底面为菱形的四棱锥齿牙。而普通M型螺纹为完整的三角断面的条形丝牙，其底面近似为矩形（螺旋角很小）；由于螺纹在螺母上的牙底直径，比螺杆的牙底直径要大，其牙底的受力面积也较大，应将K型螺纹设计在牙底直径较大的螺母上，这也是K型交叉螺纹应用的合理方式。菱锥体结构和菱形锥齿牙是同一结构，为了方便在不同的示意图和不同的位置进行描述，选择了不同的命名。
进一步地，所述左旋螺纹和右旋螺纹均为贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷形成的螺旋凹槽，左旋螺纹和右旋螺纹的螺旋方向相反，螺旋凹槽呈三角体结构，三角体结构的底面与贯穿孔的壁面接触。所述左旋螺纹的螺旋凹槽深度等于右旋螺纹的螺旋凹槽深度。所述菱锥体结构的锥顶设置在相邻的左旋螺纹的螺旋轨迹的延长线上。菱锥体结构的底线平行的每两个锥面，在进行旋合时，能够分别对螺柱上凹陷的左旋螺纹或右旋螺纹进行面接触导向。左旋螺纹和右旋螺纹均为60°牙型的三角体结构，与现有M型的标准螺纹形状基本相同，三角体的截面为等边三角形。不同之处在于同一高度的左旋螺纹和右旋螺纹相交，产生四条相贯线，每两条相贯线之间留下一部份原螺纹旋合面、即相邻的左旋螺纹之间、相邻的右旋螺纹之间构成四面菱锥体结构。由于左旋螺纹和右旋螺纹的导程很小，所以得到的菱锥体结构较为长细，其底面与靠近的左旋螺纹和右旋螺纹边沿都是重合的，在进行旋合时，螺柱为左旋螺纹或右旋螺纹，就能够在交叉螺纹的螺母中旋合，扩大了使用范围。
从图5、图6螺纹的展开图正面上看过去，每一个螺纹实际是断开的，仅仅是在交叉处是一个顶点，其为菱锥体结构的顶点，也为左旋螺纹或右旋螺纹牙顶线的交点，使得在进行旋合时，无论和螺柱上的左旋螺纹或右旋螺纹旋合，都能实现旋合，增大了使用的范围，方便使用。
由此，保证了菱锥体结构与相邻的左旋螺纹或右旋螺纹能够紧密接触，不留下死角或者不造成干涉，实现安装的稳定性。
K型螺纹受力情况：
图7为将图5中的菱形四棱锥齿牙单独取出，并进行适当放大处理后的一个受力模型。
（1）一般受力分析
图7、图8、图9中：A‑A剖面为普通螺纹断面受力的典型情况，螺纹的载荷力F在内、外螺纹的共同的中径、即h高位置处，得到对等传递，同样菱形锥齿牙的受力与之类似。在此，用螺纹总载荷在单齿牙上的分配力F来表示。力F为集中力，由主视图菱形四棱锥齿牙可见，力F实为棱锥受力面上的分布力q的集中表达。由于菱形锥齿牙在两端尖部被削弱严重，刚度很小，但越到菱形中心O处，随断面增大刚度越高，其分布力q也因刚度变化而变得越大，相应地所代表的集中力F也越大，因而力F非常接近菱形的中心线。因此，菱形锥齿牙的受力，基本可按照其A‑A剖面来分析。
由A‑A剖面，为菱形锥齿牙的等边三角形断面，在其底高的1/2处，受集中力F作用，于是对齿牙底部形成一个弯矩

以及底面剪力

前述，在切削形成K型螺纹的过程中，右旋螺纹底面有触划，对比原普通螺纹条形丝牙的矩形底面仅起到划开作用，其受剪面大小基本不变，面积为图四中的菱形底面沿螺旋角方向的拼接。因而，K型螺纹经成形切削后的底面的抗剪性能，对比M型螺纹的抗剪性能差别应很小。下面仅对K型螺纹抗弯性能进行着重分析。
（2）K型螺纹抗弯性能
a、K型螺纹菱形底面贯性矩及抗弯模量计算
见图10，为计算分析更为清晰，人为将图7中的螺纹菱形底面高度进行拉大，并先对此大菱形的上部三角形的进行贯性矩计算：

由于x轴为上、下三角形组成菱形的中性轴，因而菱形的总贯性矩为其上三角形的二倍
即：

代入螺距

其抗弯模量：

b、M型螺纹菱形底面贯性矩及抗弯模量
参见图5，M型螺纹底面有完整的、近似矩形的齿牙底面，其长与上述菱形对线长一致为b，其宽也同为t，于是得其底面贯性矩：

其抗弯模量：

c、K型螺纹与M型螺纹的抗弯性能比较
由图5可见，K型螺纹在一个螺距t上，因交叉螺纹切割所成，实际形成了两个菱形齿牙，因而其实际抗弯模量应为：

设：分配于一个螺距上的相同作用力为P，并产生对齿牙底面的相同力矩M_o，由抗弯应力计算公式：，可分别计算K型与M型螺纹齿牙底面的抗弯应力σ_k和σ_m

而：

根据上述分析，可见K型与M型螺纹比较：螺纹抗剪性能应基本相同，螺纹抗弯性能相差一半，并由以下步骤实验得到证实。
（3）K型螺纹装配及载荷试验
a、试件类型
如按照一般螺栓长度制作试验丝杆，并进行抗拉试验，由于螺纹丝牙总底面的抗剪力大大超出螺栓根部（退刀槽）的断面抗拉能力，试拉将使螺栓根部断面先于破坏，因而无法获取试验结果。于是应设计成抗压试件，这是因材料的名义抗压强度比其抗拉强度大得多。
b、K型与M型螺纹互装试验
由于K型螺纹被交叉切割所分断，仍保持有原M型左、右螺纹断续的导向面，同时菱锥体结构的锥顶在左、右螺纹的螺旋线内，其高度与左、右螺纹距离贯穿孔的距离相同，经对各三套M型左、右螺纹的试装，其装配互换性得到很好验证。
c、K型与M型螺纹载荷对比试验
试件采用45钢材质，M型螺纹和K型螺纹各选用三根，公称直径均为M24*3，试件结果见表：

由表中数据可见：
第一次压力突变、K型螺纹平均值为77kN；M型螺纹平均值为140 kN。——此反映出试件材料受载于抗弯曲服点时，两种螺纹的实际抗弯性能比 77 ：140，约为0.5，而两种螺纹的计算抗弯模量比也为0.5，这正好是对两种螺纹抗弯性能的充分验证。
第二次压力突变、无预测数据，因而最终得到是螺纹的破坏结果。两种螺纹的破坏压力、K型平均值为117 kN；M型螺纹平均值为185 kN。此两值相差不大，且比螺纹底面计算抗剪值低1/3，可见两种螺纹最终破坏，主要是以抗弯形式。
基于以上两点，对于K型螺纹的设计，应以屈服强度为条件，并主要以螺纹承受弯矩来考虑。
综上所述，本发明的有益效果是：该交叉螺纹通过增加的菱锥体结构，能够使螺杆上的右、左螺纹，可以不加选择就方便地拧入铰球螺孔，减化了连接杆丝杆端加工量，增加了使用范围，提高了安装的效率，降低了操作人员的劳动强度，同时螺纹本身应力也满足安装的需要。
附图说明
图1是常规球铰桁架的杆件与铰球示意图；
图2是常规球铰桁架的杆件端连接头的示意图；
图3普通M型螺纹右旋示意图；
图4普通M型螺纹的左旋示意图；
图5是交叉螺纹的展开平面示意图；
图6是交叉螺纹的立体示意图；
图7是K型螺纹的单齿受力分析图；
图8是图3的A‑A向受力图；
图9是齿牙底面结构图；
图10是K型螺纹齿底惯性矩计算图；
图11是本发明的使用状态图；
图12是交叉螺纹中的左旋螺纹和右旋螺纹结构图。
附图中标记及相应的零部件名称：1—左旋牙顶线；2—左旋牙底线；3—锥顶；4—四棱锥齿牙；5—右旋牙底线；6—右旋牙顶线；7—双压头杆件；8—M型左/右旋丝杆；9—K型螺纹铰球；10—右旋螺纹；11—左旋螺纹；12—菱锥体结构；13—铰球；14—桁架杆件；15—杆件螺栓连接头；15‑1—丝杆；15‑2—六方螺帽；15‑3—丝杆螺帽紧定螺钉；15‑4—丝杆转动套座；15‑5—丝杆尾部承力台阶；15‑6—套座封焊环。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1：
如图5螺母内螺纹展开所示，设置于螺母内部的交叉螺纹，包括螺母本体以及沿着螺母本体中心线设置的贯穿孔，所述贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷分别形成左旋螺纹11和右旋螺纹10，且左旋螺纹11的两端和右旋螺纹10的两端均分别与贯穿孔的两端连通，左旋螺纹11和右旋螺纹10沿着贯穿孔的轴线对称，左旋螺纹11中的任意一圈左旋螺纹的牙顶对应与右旋螺纹10中的一圈右旋螺纹10的牙底相交，且该圈左旋螺纹的牙底对应与该圈右旋螺纹10的牙顶相交，相邻的纵向交点与该纵向交点之间的横向交点连接构成菱锥体结构12，且菱锥体结构12的边沿同时与该相邻的左旋螺纹11或右旋螺纹10的边沿重合，菱锥体结构12的锥顶3朝着螺母本体外壁。在图5中可以看出，为了能够同时与设置有左旋/右旋螺纹的螺柱能够套合，菱锥体结构的锥顶利用与左旋螺纹或右旋螺纹的最大直径在同一高度，使得旋合时能够与全螺纹M型螺柱旋合紧。并可看出左旋螺纹和右旋螺纹在交叉处是一个顶点，其为菱锥体结构的顶点，也为左旋螺纹或右旋螺纹牙顶线的交点。每个螺纹除了相交的点和相贯交线，其他地方都是脱离接触的，从图5上看，是被菱锥体结构隔离开的样子。
如图12所示，所述左旋螺纹11和右旋螺纹10均为贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷形成的螺旋凹槽，左旋螺纹11和右旋螺纹10的螺旋方向相反，螺旋凹槽呈三角体结构，三角体结构的底面与贯穿孔的壁面接触。所述左旋螺纹11的螺旋凹槽深度等于右旋螺纹10的螺旋凹槽深度。所述菱锥体结构12的锥顶设置在相邻的左旋螺纹11的螺旋轨迹的延长线上。利用同时设置在左旋螺纹11或右旋螺纹10螺旋线中的菱锥体结构12，在进行旋合时，无论是左旋螺纹还是右旋螺纹，旋转拧动时通过菱锥体结构12的过渡，就能够保持螺旋线的连贯性，使得对于左旋螺纹或者右旋螺纹的螺柱，就能够有效进行旋合。
为了保证旋合的紧密性，图5中可见，菱锥体结构的四菱形底面的每一边都与其靠近的螺纹相交，相邻的左旋螺纹每一圈左旋牙顶线1和左旋牙底线2之间、相邻的右旋螺纹中的右旋牙顶线6和右旋牙底线5之间构成菱锥体结构，单独的菱锥体结构中的一个菱形锥齿牙4的牙顶即为锥顶3，利用菱锥体结构的四菱形底面的每一边与对应的螺纹共用同一边，在旋合时更加紧密。
实施例2：
一种交叉螺纹的生产工艺，在基体中设置贯穿孔，使用刀具在贯穿孔的内壁上加工出左旋螺纹，再加工出右旋螺纹，每一圈左旋螺纹的牙顶线与同一高度旋线的右旋的牙底线相交成若干个菱形，且对右旋螺纹底面有一定触划，由于左旋螺纹的两斜面，也对右旋螺纹的两斜面进行同时剖切，形成四条相贯线棱边，因而最终形成的交叉螺纹，为若干底面为菱形的四棱锥齿牙4。由于本发明是主要用于桁架连接的设备，所以基体为螺母，刀具一般采用丝攻。丝攻也叫丝锥，是一种加工内螺纹的刀具，沿轴向开有沟槽。也叫螺丝攻。丝锥根据其形状分为直槽丝锥,螺旋槽丝锥和螺尖丝锥。直槽丝锥加工容易，精度略低，产量较大。一般用于普通车床，钻床及攻丝机的螺纹加工用，切削速度较慢。螺旋槽丝锥多用于数控加工中心钻盲孔用，加工速度较快，精度高，排屑较好、对中性好。螺尖丝锥前部有容削槽，用于通孔的加工。现在的工具厂提供的丝锥大都是涂层丝锥，较未涂层丝锥的使用寿命和切削性能都有很大的提高。不等径设计的丝锥切削负荷分配合理，加工质量高，但制造成本也高。梯形螺纹丝锥常采用不等径设计，本发明一般采用涂层丝锥进行加工，使用寿命和切削性能都很高。
经上述对K型与M型螺纹的研究，得知K型与M型螺纹的载荷性能相差一半。要使K型螺达到，与相同标准外径φ_外、标准螺距t、标准工作长度L的M型螺纹一致的载荷性能，也即进行K型螺纹的等强设计，必须：
1、将K型螺纹设计在牙底直径较大的螺母、即内螺纹上。且对其较弱齿牙有保护作用。
2、K型比照同规格的M型螺纹标准件，对螺纹基本参数进行调整：a、规格长度不变、加大直径取大一规格的螺纹直径φ_外，其标配螺距随之变动；b、规格直径不变、调整螺纹螺距，即改一般螺纹（粗牙）为细牙螺纹螺距t，以降低螺纹高度而改善其抗弯；c、规格直径不变、加大螺杆长度，即选取大一规格螺纹工作长度L——其由螺帽或内螺纹长度所决定；d、直径及长度规格不变、增大螺纹制造的材质强度；e、综合加大直径、长度、或改善材质。
其中：c、加大螺杆长度L，为优选方案。其一、加大螺杆长度即增加螺纹的丝牙扣数，可减小单扣丝牙上的分配受力。其二、加大螺杆长度即增大了丝（齿）牙的底面总高度，尤为对螺纹抗弯有利。因螺纹抗弯模量的提升是其底高的平方倍。如螺纹加长30 %，即丝（齿）牙底面高增大30 %。则抗弯模量增大为1.3²=1.70。加之单扣丝牙分配力减小到0.77，使K型对比M型同规格直径，而长度加长30 %的螺杆，其抗弯性能提高到2.2倍，正好是其原载荷性能相差一半的翻倍补足，从而解决了K型螺纹的等强设计问题。其三、由于不改变螺纹直径和螺距，可方便对照M型同规格螺纹的载荷标准值、进行K型螺纹设计选用。仅改变其螺纹的长度、选用大一规格厚度的螺帽或内螺纹。而大一规格螺帽的厚度比普通规格的增幅也基本为30 %，与国家标准相吻合。
K型螺纹铰球与左右旋杆组件的制造：
有了K型螺纹参数，便可在空心铰球上采用钻或冲出螺纹的基孔，再在基孔上用右、左“丝攻”进行K型螺纹攻丝——用一般机床加工或数控加工中心完成。而K型螺纹铰球，可根据不同的需求，设计成不同大小、孔数及孔夹角的规格尺寸。当然，各K型螺纹孔的中心线必须通过空心球的中心；K型螺纹的直径应按杆件拉、压受力要求，选择相应的M型普通螺纹标准直径；K型螺纹的内孔长度、按相应M型普通螺纹标准长度的1.3倍选取——即为比相应普通螺帽标准大一规格的“厚螺帽”高度。
如图11所示，双头杆件7与K型螺纹铰球9相连接的M型左/右旋丝杆8，其设于双头杆件7的两端，两端丝杆的旋向左、右相异，其直径与铰球K型螺纹相配，总长度略大于K型螺纹的2倍，其中一倍用于压接。其他构造相同，在丝杆正中有一与螺纹底经一样深的矩形槽，用作轴向定位和压接部余料释放。
双压头杆件7，因两端构造基本相同，以其一端表示。M型左、右旋丝杆分别与杆件管口进行加热后用锥形模锻压联接，再将丝杆矩形槽处的压接管口端面光平。
由此形成了K型螺纹铰球9与M型左、右旋丝杆8及双压头杆7的组合件。
K型螺纹铰球与左/右旋杆组件对一般M型螺纹球铰组件比较：
a、K型螺纹铰球与左/右旋杆组件，仅由双压头杆件及两端丝杆共3件组成，与现有一般M型螺纹球铰结构的13件组成零件比较，零件总数共减少了8件——不计焊接体。
b、较一般M型螺纹球铰结构，安装极为快捷，不用工具，仅用手握且双压头杆件快速转动即可，减少了现有螺纹结构安装时的操作复杂度和难度。
由此可见，K型螺纹铰球与左/右旋杆组件，可在制造上易于进行规格化和标准化。对构成各种球铰轻型钢柱、钢梁，及钢网架等结构，十分方便。特别适用于救灾和部队野战设施的快速搭建。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术、方法实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

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1、(10)申请公布号 CN 103334999 A(43)申请公布日 2013.10.02CN103334999A*CN103334999A*(21)申请号 201310265913.1(22)申请日 2013.06.28F16B 33/02(2006.01)B23G 1/16(2006.01)(71)申请人中国五冶集团有限公司地址 610000 四川省成都市锦江区五冶路9号(72)发明人乔秀坤(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220代理人谭新民(54) 发明名称设置于螺母内部的交叉螺纹及其生产工艺(57) 摘要本发明公开了设置于螺母内部的交叉螺纹，贯穿孔的壁面朝着螺母。

2、本体外壁凹陷分别形成左旋螺纹和右旋螺纹，左旋螺纹中的任意一圈左旋螺纹的牙顶对应与右旋螺纹中的一圈右旋螺纹的牙底相交，相邻的纵向交点与该纵向交点之间的横向交点连接构成菱锥体结构，锥顶朝着螺母本体外壁，在贯穿孔的内壁上加工出左旋螺纹，再加工出右旋螺纹，每一圈左旋螺纹的牙顶线与同一高度旋线的右旋的牙底线相交成若干个菱形，左旋螺纹的两斜面，对右旋螺纹的两斜面进行同时剖切，形成四条相贯线棱边，形成交叉螺纹的菱锥体结构。该交叉螺纹通过适当增加的菱锥体结构，能够使螺杆上的右、左螺纹可以方便地拧入铰球螺孔，增加了使用范围，螺纹本身应力也满足安装的需要。(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书8页附图5页。

3、(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图5页(10)申请公布号 CN 103334999 ACN 103334999 A1/1页21.设置于螺母内部的交叉螺纹，包括螺母本体以及沿着螺母本体中心线设置的贯穿孔，其特征在于：所述贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷分别形成左旋螺纹（11）和右旋螺纹（10），且左旋螺纹（11）的两端和右旋螺纹（10）的两端均分别与贯穿孔的两端连通，左旋螺纹（11）和右旋螺纹（10）沿着贯穿孔的轴线对称，左旋螺纹（11）中的任意一圈左旋螺纹的牙顶对应与右旋螺纹（10）中的一圈右旋螺纹（10）的牙底相交，且该圈左旋螺纹的牙底对。

4、应与该圈右旋螺纹（10）的牙顶相交，相邻的纵向交点与该纵向交点之间的横向交点连接构成菱锥体结构（12），且菱锥体结构（12）的边沿同时与该相邻的左旋螺纹（11）或右旋螺纹（10）的边沿重合，菱锥体结构（12）的锥顶（3）朝着螺母本体外壁。2.根据权利要求1所述的设置于螺母内部的交叉螺纹，其特征在于：所述左旋螺纹（11）和右旋螺纹（10）均为贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷形成的螺旋凹槽，左旋螺纹（11）和右旋螺纹（10）的螺旋方向相反，螺旋凹槽呈三角体结构，三角体结构的底面与贯穿孔的壁面接触。3.根据权利要求2所述的设置于螺母内部的交叉螺纹，其特征在于：所述左旋螺纹（11）的螺旋凹槽深度等于右。

5、旋螺纹（10）的螺旋凹槽深度。4.根据权利要求3所述的设置于螺母内部的交叉螺纹，其特征在于：所述菱锥体结构（12）的锥顶设置在相邻的左旋螺纹（11）的螺旋轨迹的延长线上。5.一种交叉螺纹的生产工艺，其特征在于：在基体中设置贯穿孔，使用刀具在贯穿孔的内壁上加工出左旋螺纹，再加工出右旋螺纹，每一圈左旋螺纹的牙顶线与同一高度旋线的右旋的牙底线相交成若干个菱形，且对右旋螺纹底面有一定触划，由于左旋螺纹的两斜面，也对右旋螺纹的两斜面进行同时剖切，形成四条相贯线棱边，因而最终形成的交叉螺纹，为若干底面为菱形的四棱锥齿牙。6.根据权利要求5所述的一种交叉螺纹的生产工艺，其特征在于：所述基体为螺母，刀具为丝攻。

6、。权利要求书CN 103334999 A1/8页3设置于螺母内部的交叉螺纹及其生产工艺技术领域0001 本发明涉及一种设置于螺母内部的交叉螺纹及其生产工艺，用于结构或机件的联结，具体为轻型钢桁架或钢网架结构。背景技术0002 在常规钢桁架或钢网架构造中，有大量的球铰结构，如图1所示：主要有空心铰球、杆件中段和杆件两端的螺栓连接头。杆件总体与球铰之间一般采用螺栓连接，螺栓的丝杆（外螺纹）设置在杆件两端的连接头上，与其对应装配的螺母（内螺纹）设置于联结铰点的空心球上。并且，螺栓基本为普通的单头、标准牙距t、标准60牙型的右旋或左旋螺纹，如图3、图4所示。此外，由图2所示，杆件两端的螺栓连接。

7、头15还有其他功能设置：丝杆15-1用于杆件与铰球的内螺纹连接；六方螺帽15-2用于搬手卡住并转动丝杆、并承受和传递杆件压力；丝杆螺帽紧定螺钉15-3固定螺帽与丝杆使能一起转动、并使螺帽的一端面与承力台阶共同对丝杆进行轴向定位；丝杆转动套座15-4与丝杆的柱端组成转动副；丝杆尾部承力台阶15-5承受铰球至杆件间的拉力；套座封焊环15-6用于螺栓连接头与杆件中段的焊连接。0003 从上述球铰桁架中可见，其杆件的构造较复杂，包括杆件中段管在内，其加工构件总数为13。并且，其在现场的安装也较麻烦，首先要准备合适开口的搬手。其次在杆件一端用搬手拧紧螺栓时，每拧入一圈丝扣，搬手须6次卡入六方螺帽，和6次。

8、搬转丝杆，有12个动作，而将杆件两端拧紧共需24n个动作（n为一端丝杆的螺纹丝扣圈数），显然将两端丝杆的螺纹全部拧入，要花费不少时间。0004 另外，有一种将杆件两端丝杆分别做成一反一正，即一右旋、一左旋螺纹的结构，并将丝杆与杆件做成一体，用手转动杆件，就能同时迅速将两端的丝杆拧紧。然而，将其应用于球铰桁架，会引起新的麻烦：铰球上与丝杆配对的螺孔，也必须相应做成一右旋、一左旋，即一反一正的螺纹。杆件及丝杆有不同的安装角度，以及安装时的杆件反、正调头，对不同安装角度及配合螺孔的铰球查找配对，都将无所适从。发明内容0005 本发明的目的在于克服现有球铰桁架的连接构造复杂及安装中螺纹拧动过程繁琐，或。

9、需要选择右或左，操作人员劳动强度大的问题，设计了一种设置于螺母内部的交叉螺纹及其生产工艺，该交叉螺纹通过设置的菱锥体结构能够使杆件的右、左螺纹，可以不加选择和方便地拧入铰球螺孔，简化了连接构造，提高了安装的效率，降低了操作人员的劳动强度。0006 本发明的目的通过下述技术方案实现：设置于螺母内部的交叉螺纹，包括螺母本体以及沿着螺母本体中心线设置的贯穿孔，所述贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷分别形成左旋螺纹和右旋螺纹，且左旋螺纹的两端和右旋螺纹的两端均分别与贯穿孔的两端连通，左旋螺纹和右旋螺纹沿着贯穿孔的轴线对称，左旋螺纹中的任意一圈左旋螺纹的牙顶说明书CN 103334999 A2/8页4。

10、对应与右旋螺纹中的一圈右旋螺纹的牙底相交，且该圈左旋螺纹的牙底对应与该圈右旋螺纹的牙顶相交，相邻的纵向交点与该纵向交点之间的横向交点连接构成菱锥体结构，且菱锥体结构的边沿同时与该相邻的左旋螺纹或右旋螺纹的边沿重合，且菱锥体结构的锥顶朝着螺母本体外壁。进一步说明，在基体中设置贯穿孔，使用刀具在贯穿孔的内壁上加工出左旋螺纹，再加工出右旋螺纹，每一圈左旋螺纹的牙顶线与同一高度旋线的右旋的牙底线相交成若干个菱形，且对右旋螺纹底面有一定触划。并且，由于左旋螺纹的两斜面，也对右旋螺纹的两斜面进行同时剖切，形成四条相贯线棱边，因而最终形成的交叉螺纹，为若干底面为菱形的四棱锥齿牙。一般优选基体为螺母，刀具为丝。

11、攻。0007 在上述技术方案中，将本发明的交叉螺纹命名为K型交叉螺纹，其主要为一左旋螺纹对另一基体右旋螺纹的交叉切割形成的螺纹，用“K”形来表示其交叉特征。这里左旋螺纹应理解为一种刀具，假如基体为螺帽、则刀具应为丝杆即丝攻。刀具也可以是旋转飞刀，旋转飞刀的切削效果更好，没有毛刺。刀具的具体使用根据实际加工环境和要求进行选择，从展开图来看，由于左旋螺纹对右旋螺纹的交叉切割，左旋螺纹的牙顶线与右旋的牙底线相交成若干个菱形，且对右旋螺纹底面有一定触划。并且，由于左旋螺纹的两斜面，也对右旋螺纹的两斜面进行同时剖切，形成四条相贯线棱边，因而最终形成的K型螺纹，为若干底面为菱形的四棱锥齿牙。而普通M型螺纹。

12、为完整的三角断面的条形丝牙，其底面近似为矩形（螺旋角很小）；由于螺纹在螺母上的牙底直径，比螺杆的牙底直径要大，其牙底的受力面积也较大，应将K型螺纹设计在牙底直径较大的螺母上，这也是K型交叉螺纹应用的合理方式。菱锥体结构和菱形锥齿牙是同一结构，为了方便在不同的示意图和不同的位置进行描述，选择了不同的命名。0008 进一步地，所述左旋螺纹和右旋螺纹均为贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷形成的螺旋凹槽，左旋螺纹和右旋螺纹的螺旋方向相反，螺旋凹槽呈三角体结构，三角体结构的底面与贯穿孔的壁面接触。所述左旋螺纹的螺旋凹槽深度等于右旋螺纹的螺旋凹槽深度。所述菱锥体结构的锥顶设置在相邻的左旋螺纹的螺旋轨迹的延长。

13、线上。菱锥体结构的底线平行的每两个锥面，在进行旋合时，能够分别对螺柱上凹陷的左旋螺纹或右旋螺纹进行面接触导向。左旋螺纹和右旋螺纹均为60牙型的三角体结构，与现有M型的标准螺纹形状基本相同，三角体的截面为等边三角形。不同之处在于同一高度的左旋螺纹和右旋螺纹相交，产生四条相贯线，每两条相贯线之间留下一部份原螺纹旋合面、即相邻的左旋螺纹之间、相邻的右旋螺纹之间构成四面菱锥体结构。由于左旋螺纹和右旋螺纹的导程很小，所以得到的菱锥体结构较为长细，其底面与靠近的左旋螺纹和右旋螺纹边沿都是重合的，在进行旋合时，螺柱为左旋螺纹或右旋螺纹，就能够在交叉螺纹的螺母中旋合，扩大了使用范围。0009 从图5、图6螺纹。

14、的展开图正面上看过去，每一个螺纹实际是断开的，仅仅是在交叉处是一个顶点，其为菱锥体结构的顶点，也为左旋螺纹或右旋螺纹牙顶线的交点，使得在进行旋合时，无论和螺柱上的左旋螺纹或右旋螺纹旋合，都能实现旋合，增大了使用的范围，方便使用。0010 由此，保证了菱锥体结构与相邻的左旋螺纹或右旋螺纹能够紧密接触，不留下死角或者不造成干涉，实现安装的稳定性。0011 K型螺纹受力情况：说明书CN 103334999 A3/8页5图7为将图5中的菱形四棱锥齿牙单独取出，并进行适当放大处理后的一个受力模型。0012 （1）一般受力分析图7、图8、图9中：A-A剖面为普通螺纹断面受力的典型情况，螺纹的载荷力F在。

15、内、外螺纹的共同的中径、即h高位置处，得到对等传递，同样菱形锥齿牙的受力与之类似。在此，用螺纹总载荷在单齿牙上的分配力F来表示。力F为集中力，由主视图菱形四棱锥齿牙可见，力F实为棱锥受力面上的分布力q的集中表达。由于菱形锥齿牙在两端尖部被削弱严重，刚度很小，但越到菱形中心O处，随断面增大刚度越高，其分布力q也因刚度变化而变得越大，相应地所代表的集中力F也越大，因而力F非常接近菱形的中心线。因此，菱形锥齿牙的受力，基本可按照其A-A剖面来分析。0013 由A-A剖面，为菱形锥齿牙的等边三角形断面，在其底高的1/2处，受集中力F作用，于是对齿牙底部形成一个弯矩以及底面剪力前述，在切削形成K型螺纹的。

16、过程中，右旋螺纹底面有触划，对比原普通螺纹条形丝牙的矩形底面仅起到划开作用，其受剪面大小基本不变，面积为图四中的菱形底面沿螺旋角方向的拼接。因而，K型螺纹经成形切削后的底面的抗剪性能，对比M型螺纹的抗剪性能差别应很小。下面仅对K型螺纹抗弯性能进行着重分析。0014 （2）K型螺纹抗弯性能a、K型螺纹菱形底面贯性矩及抗弯模量计算见图10，为计算分析更为清晰，人为将图7中的螺纹菱形底面高度进行拉大，并先对此大菱形的上部三角形的进行贯性矩计算：由于x轴为上、下三角形组成菱形的中性轴，因而菱形的总贯性矩为其上三角形的二倍即：说明书CN 103334999 A4/8页6代入螺距其抗弯模量：b、M型螺。

17、纹菱形底面贯性矩及抗弯模量参见图5，M型螺纹底面有完整的、近似矩形的齿牙底面，其长与上述菱形对线长一致为b，其宽也同为t，于是得其底面贯性矩：其抗弯模量：c、K型螺纹与M型螺纹的抗弯性能比较由图5可见，K型螺纹在一个螺距t上，因交叉螺纹切割所成，实际形成了两个菱形齿牙，因而其实际抗弯模量应为：设：分配于一个螺距上的相同作用力为P，并产生对齿牙底面的相同力矩Mo ，由抗弯应力计算公式：，可分别计算K型与M型螺纹齿牙底面的抗弯应力k和m而：说明书CN 103334999 A5/8页7根据上述分析，可见K型与M型螺纹比较：螺纹抗剪性能应基本相同，螺纹抗弯性能相差一半，并由以下步骤实验得到证实。。

18、0015 （3）K型螺纹装配及载荷试验a、试件类型如按照一般螺栓长度制作试验丝杆，并进行抗拉试验，由于螺纹丝牙总底面的抗剪力大大超出螺栓根部（退刀槽）的断面抗拉能力，试拉将使螺栓根部断面先于破坏，因而无法获取试验结果。于是应设计成抗压试件，这是因材料的名义抗压强度比其抗拉强度大得多。0016 b、K型与M型螺纹互装试验由于K型螺纹被交叉切割所分断，仍保持有原M型左、右螺纹断续的导向面，同时菱锥体结构的锥顶在左、右螺纹的螺旋线内，其高度与左、右螺纹距离贯穿孔的距离相同，经对各三套M型左、右螺纹的试装，其装配互换性得到很好验证。0017 c、K型与M型螺纹载荷对比试验试件采用45钢材质，M型螺纹和。

19、K型螺纹各选用三根，公称直径均为M24*3，试件结果见表：由表中数据可见：第一次压力突变、K型螺纹平均值为77kN；M型螺纹平均值为140 kN。此反映出试件材料受载于抗弯曲服点时，两种螺纹的实际抗弯性能比 77 ：140，约为0.5，而两种螺纹的计算抗弯模量比也为0.5，这正好是对两种螺纹抗弯性能的充分验证。0018 第二次压力突变、无预测数据，因而最终得到是螺纹的破坏结果。两种螺纹的破坏压力、K型平均值为117 kN；M型螺纹平均值为185 kN。此两值相差不大，且比螺纹底面计算抗剪值低1/3，可见两种螺纹最终破坏，主要是以抗弯形式。0019 基于以上两点，对于K型螺纹的设计，应以屈服强度。

20、为条件，并主要以螺纹承受弯矩来考虑。0020 综上所述，本发明的有益效果是：该交叉螺纹通过增加的菱锥体结构，能够使螺杆上的右、左螺纹，可以不加选择就方便地拧入铰球螺孔，减化了连接杆丝杆端加工量，增加说明书CN 103334999 A6/8页8了使用范围，提高了安装的效率，降低了操作人员的劳动强度，同时螺纹本身应力也满足安装的需要。附图说明0021 图1是常规球铰桁架的杆件与铰球示意图；图2是常规球铰桁架的杆件端连接头的示意图；图3普通M型螺纹右旋示意图；图4普通M型螺纹的左旋示意图；图5是交叉螺纹的展开平面示意图；图6是交叉螺纹的立体示意图；图7是K型螺纹的单齿受力分析图；图8是图3的A-。

21、A向受力图；图9是齿牙底面结构图；图10是K型螺纹齿底惯性矩计算图；图11是本发明的使用状态图；图12是交叉螺纹中的左旋螺纹和右旋螺纹结构图。0022 附图中标记及相应的零部件名称：1左旋牙顶线；2左旋牙底线；3锥顶；4四棱锥齿牙；5右旋牙底线；6右旋牙顶线；7双压头杆件；8M型左/右旋丝杆；9K型螺纹铰球；10右旋螺纹；11左旋螺纹；12菱锥体结构；13铰球；14桁架杆件；15杆件螺栓连接头；15-1丝杆；15-2六方螺帽；15-3丝杆螺帽紧定螺钉；15-4丝杆转动套座；15-5丝杆尾部承力台阶；15-6套座封焊环。具体实施方式0023 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本。

22、发明的实施方式不仅限于此。0024 实施例1：如图5螺母内螺纹展开所示，设置于螺母内部的交叉螺纹，包括螺母本体以及沿着螺母本体中心线设置的贯穿孔，所述贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷分别形成左旋螺纹11和右旋螺纹10，且左旋螺纹11的两端和右旋螺纹10的两端均分别与贯穿孔的两端连通，左旋螺纹11和右旋螺纹10沿着贯穿孔的轴线对称，左旋螺纹11中的任意一圈左旋螺纹的牙顶对应与右旋螺纹10中的一圈右旋螺纹10的牙底相交，且该圈左旋螺纹的牙底对应与该圈右旋螺纹10的牙顶相交，相邻的纵向交点与该纵向交点之间的横向交点连接构成菱锥体结构12，且菱锥体结构12的边沿同时与该相邻的左旋螺纹11或右旋螺纹10。

23、的边沿重合，菱锥体结构12的锥顶3朝着螺母本体外壁。在图5中可以看出，为了能够同时与设置有左旋/右旋螺纹的螺柱能够套合，菱锥体结构的锥顶利用与左旋螺纹或右旋螺纹的最大直径在同一高度，使得旋合时能够与全螺纹M型螺柱旋合紧。并可看出左旋螺纹和右旋螺纹在交叉处是一个顶点，其为菱锥体结构的顶点，也为左旋螺纹或右旋螺纹牙顶线的交点。每个螺纹除了相交的点和相贯交线，其他地方都是脱离接触的，从图5上看，是被菱锥体结构隔离开的样子。说明书CN 103334999 A7/8页90025 如图12所示，所述左旋螺纹11和右旋螺纹10均为贯穿孔的壁面朝着螺母本体外壁凹陷形成的螺旋凹槽，左旋螺纹11和右旋螺纹10。

24、的螺旋方向相反，螺旋凹槽呈三角体结构，三角体结构的底面与贯穿孔的壁面接触。所述左旋螺纹11的螺旋凹槽深度等于右旋螺纹10的螺旋凹槽深度。所述菱锥体结构12的锥顶设置在相邻的左旋螺纹11的螺旋轨迹的延长线上。利用同时设置在左旋螺纹11或右旋螺纹10螺旋线中的菱锥体结构12，在进行旋合时，无论是左旋螺纹还是右旋螺纹，旋转拧动时通过菱锥体结构12的过渡，就能够保持螺旋线的连贯性，使得对于左旋螺纹或者右旋螺纹的螺柱，就能够有效进行旋合。0026 为了保证旋合的紧密性，图5中可见，菱锥体结构的四菱形底面的每一边都与其靠近的螺纹相交，相邻的左旋螺纹每一圈左旋牙顶线1和左旋牙底线2之间、相邻的右旋螺纹中的右。

25、旋牙顶线6和右旋牙底线5之间构成菱锥体结构，单独的菱锥体结构中的一个菱形锥齿牙4的牙顶即为锥顶3，利用菱锥体结构的四菱形底面的每一边与对应的螺纹共用同一边，在旋合时更加紧密。0027 实施例2：一种交叉螺纹的生产工艺，在基体中设置贯穿孔，使用刀具在贯穿孔的内壁上加工出左旋螺纹，再加工出右旋螺纹，每一圈左旋螺纹的牙顶线与同一高度旋线的右旋的牙底线相交成若干个菱形，且对右旋螺纹底面有一定触划，由于左旋螺纹的两斜面，也对右旋螺纹的两斜面进行同时剖切，形成四条相贯线棱边，因而最终形成的交叉螺纹，为若干底面为菱形的四棱锥齿牙4。由于本发明是主要用于桁架连接的设备，所以基体为螺母，刀具一般采用丝攻。丝攻也。

26、叫丝锥，是一种加工内螺纹的刀具，沿轴向开有沟槽。也叫螺丝攻。丝锥根据其形状分为直槽丝锥,螺旋槽丝锥和螺尖丝锥。直槽丝锥加工容易，精度略低，产量较大。一般用于普通车床，钻床及攻丝机的螺纹加工用，切削速度较慢。螺旋槽丝锥多用于数控加工中心钻盲孔用，加工速度较快，精度高，排屑较好、对中性好。螺尖丝锥前部有容削槽，用于通孔的加工。现在的工具厂提供的丝锥大都是涂层丝锥，较未涂层丝锥的使用寿命和切削性能都有很大的提高。不等径设计的丝锥切削负荷分配合理，加工质量高，但制造成本也高。梯形螺纹丝锥常采用不等径设计，本发明一般采用涂层丝锥进行加工，使用寿命和切削性能都很高。0028 经上述对K型与M型螺纹的研究，。

27、得知K型与M型螺纹的载荷性能相差一半。要使K型螺达到，与相同标准外径外、标准螺距t、标准工作长度L的M型螺纹一致的载荷性能，也即进行K型螺纹的等强设计，必须： 1、将K型螺纹设计在牙底直径较大的螺母、即内螺纹上。且对其较弱齿牙有保护作用。0029 2、K型比照同规格的M型螺纹标准件，对螺纹基本参数进行调整：a、规格长度不变、加大直径取大一规格的螺纹直径外，其标配螺距随之变动；b、规格直径不变、调整螺纹螺距，即改一般螺纹（粗牙）为细牙螺纹螺距t，以降低螺纹高度而改善其抗弯；c、规格直径不变、加大螺杆长度，即选取大一规格螺纹工作长度L其由螺帽或内螺纹长度所决定；d、直径及长度规格不变、增大螺纹制造。

28、的材质强度；e、综合加大直径、长度、或改善材质。0030 其中：c、加大螺杆长度L，为优选方案。其一、加大螺杆长度即增加螺纹的丝牙扣数，可减小单扣丝牙上的分配受力。其二、加大螺杆长度即增大了丝（齿）牙的底面总高度，尤为对螺纹抗弯有利。因螺纹抗弯模量的提升是其底高的平方倍。如螺纹加长30 %，即丝说明书CN 103334999 A8/8页10（齿）牙底面高增大30 %。则抗弯模量增大为1.32 =1.70。加之单扣丝牙分配力减小到0.77，使K型对比M型同规格直径，而长度加长30 %的螺杆，其抗弯性能提高到2.2倍，正好是其原载荷性能相差一半的翻倍补足，从而解决了K型螺纹的等强设计问题。其三。

29、、由于不改变螺纹直径和螺距，可方便对照M型同规格螺纹的载荷标准值、进行K型螺纹设计选用。仅改变其螺纹的长度、选用大一规格厚度的螺帽或内螺纹。而大一规格螺帽的厚度比普通规格的增幅也基本为30 %，与国家标准相吻合。0031 K型螺纹铰球与左右旋杆组件的制造：有了K型螺纹参数，便可在空心铰球上采用钻或冲出螺纹的基孔，再在基孔上用右、左“丝攻”进行K型螺纹攻丝用一般机床加工或数控加工中心完成。而K型螺纹铰球，可根据不同的需求，设计成不同大小、孔数及孔夹角的规格尺寸。当然，各K型螺纹孔的中心线必须通过空心球的中心；K型螺纹的直径应按杆件拉、压受力要求，选择相应的M型普通螺纹标准直径；K型螺纹的内孔长度。

30、、按相应M型普通螺纹标准长度的1.3倍选取即为比相应普通螺帽标准大一规格的“厚螺帽”高度。0032 如图11所示，双头杆件7与K型螺纹铰球9相连接的M型左/右旋丝杆8，其设于双头杆件7的两端，两端丝杆的旋向左、右相异，其直径与铰球K型螺纹相配，总长度略大于K型螺纹的2倍，其中一倍用于压接。其他构造相同，在丝杆正中有一与螺纹底经一样深的矩形槽，用作轴向定位和压接部余料释放。0033 双压头杆件7，因两端构造基本相同，以其一端表示。M型左、右旋丝杆分别与杆件管口进行加热后用锥形模锻压联接，再将丝杆矩形槽处的压接管口端面光平。0034 由此形成了K型螺纹铰球9与M型左、右旋丝杆8及双压头杆7的组合件。

31、。0035 K型螺纹铰球与左/右旋杆组件对一般M型螺纹球铰组件比较：a、K型螺纹铰球与左/右旋杆组件，仅由双压头杆件及两端丝杆共3件组成，与现有一般M型螺纹球铰结构的13件组成零件比较，零件总数共减少了8件不计焊接体。0036 b、较一般M型螺纹球铰结构，安装极为快捷，不用工具，仅用手握且双压头杆件快速转动即可，减少了现有螺纹结构安装时的操作复杂度和难度。0037 由此可见，K型螺纹铰球与左/右旋杆组件，可在制造上易于进行规格化和标准化。对构成各种球铰轻型钢柱、钢梁，及钢网架等结构，十分方便。特别适用于救灾和部队野战设施的快速搭建。0038 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术、方法实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。说明书CN 103334999 A10。

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