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申请/专利权人：中船海为高科技有限公司;中国船舶集团有限公司第七一三研究所

摘要：本发明提供了一种非等距螺纹连接副的设计方法，属于非标紧固件领域。非等距螺纹连接副的设计方法包括以下内容：确定内、外螺纹的基础螺纹牙型、材料性能及外螺纹承受的轴向载荷为N；求出渐变螺距螺纹的长度调整量l，l为含有Fn'的式子，试选Fn'方程，得出应力均匀性较好的情况下所对应Fn'的曲线方程；确定渐变螺距螺纹的螺距调整量ΔP方程，根据已经选取的Fn'方程，ΔP方程中只有一个未知数K，K为综合参考系数，确定K值即可。本发明考虑了内、外螺纹的基础螺纹牙型、材料性能及外螺纹承受的轴向载荷为N，经分析验证，采用本发明的设计方法能够设计出应力均匀性更好的非等距螺纹连接副。

主权项：1.一种非等距螺纹连接副的设计方法，其特征在于，包括以下内容：确定内、外螺纹的基础螺纹牙型、材料性能及外螺纹承受的轴向载荷为N；求出渐变螺距螺纹的长度调整量l，l为含有Fn'的式子，其中Fn'为以内、外螺纹旋合区域的起始位置为起点，任意n'圈数处内螺纹作用在外螺纹牙上的轴向力，n为内、外螺纹旋合区域的总圈数；试选Fn'方程，得出应力均匀性较好的情况下所对应Fn'的曲线方程；确定渐变螺距螺纹的螺距调整量ΔP方程，根据已经选取的Fn'方程，ΔP方程中只有一个未知数K，K为综合参考系数，确定K值即可；渐变螺距螺纹的长度调整量其中P为恒定螺距螺纹的螺距，k1和k2均为定值，Ew为外螺纹材料的弹性模量，A1为外螺纹的应力截面积，En为内螺纹材料的弹性模量，A2为内螺纹的应力截面积；渐变螺距螺纹的长度调整量l的求解过程包括以下内容：一将内、外螺纹旋合区域的外螺纹简化成等效受力圆柱体，根据胡克定律以及等效受力圆柱体的外圆柱面的伸长量小于等效受力圆柱体的平均伸长量，求出以起始位置为起点，任意n'圈数外螺纹的总伸长量其中：0＜k1＜1，N同时也是等效受力圆柱体在终止位置截面处承受的轴向载荷，轴向载荷N的方向由起始位置截面指向终止位置截面；二将内、外螺纹旋合区域的内螺纹简化成等效受力空心圆柱体，根据胡克定律以及等效受力空心圆柱体的内圆柱面的压缩量大于等效受力空心圆柱体的平均压缩量，求出以起始位置为起点，任意n'圈数内螺纹的总压缩量其中：k2＞1，FN为等效受力空心圆柱体在终止位置截面处承受的轴向载荷，轴向载荷FN的方向由终止位置截面指向起始位置截面；三由等效受力圆柱体和等效受力空心圆柱体简化方式即力学关系可知Fn′＝f1n′＝f2n′，因此则有：因此，以起始位置为起点n'圈渐变螺距螺纹的长度调整量l为外螺纹的总伸长量lw与内螺纹的总压缩量ln之和，即：渐变螺距螺纹的螺距调整量ΔP为一圈螺纹长度内的螺纹变化量Δl之和，即ΔP＝∑Δl，当1＜n'≤n时，即： 当内、外螺纹材料及螺母外形尺寸选定后，En和A2均为定值，因此EwA1与EnA2的比值k3为常数，将上式中的弹性模量和面积统一成Ew和A1，则为了便于后续计算，令综合参考系数K＝k1+k2k3，则渐变螺距螺纹的螺距调整量ΔP为：1＜n'≤n。

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