CN101922490B - 平面联接结构及其连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平面联接结构，用于连接第一零件与第二零件，第一零件的连接面上设置有螺旋沟槽，沟槽的横截面为燕尾形或单燕尾形，沟槽的一个或两个燕尾斜面作为连接面；第二零件的连接面上设置有螺旋楔子，楔子的横截面为燕尾形或单燕尾形，楔子的一个或两个燕尾斜面作为连接面；楔子的连接面与沟槽的连接面相配合；所述楔子的螺旋线方程与沟槽的螺旋线方程相同，螺旋沟槽的长度大于螺旋楔子的长度；所述沟槽的宽度大于楔子的宽度。本发明通过两个零件之间的平面旋接实现二者的紧密连接；反方向旋转，使两个零件相对运动之后即可轻松拆卸。整个连接过程易于操作，平稳可靠。本发明还公开了该平面联接结构的连接方法。

Description

平面联接结构及其连接方法

技术领域

本发明涉及一种机械连接结构，具体涉及一种平面联接结构，本发明还涉及一种平面联接结构的连接方法。

背景技术

目前常用的机械类连接方式包括螺栓连接、铆接、机械配合连接等。机械连接使用范围广，连接可靠，而且零件容易更换，但这种连接方式是通过零件间产生机械作用力而实现连接，会产生应力集中，零件表面会因加工螺纹孔而遭到破坏。因此又出现了一种非机械类连接，将不同的金属或金属与非金属采用焊接及粘结剂粘结的方式粘接在一起，粘接重量轻，外表光整。但这种连接方式涉及到粘结剂的选用是否合理以及后序清理等一系列问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种平面联接结构，它可以在不破坏零件表面的基础上实现可靠的机械连接。

为解决上述技术问题，本发明平面联接结构的技术解决方案为：

用于连接第一零件与第二零件，所述第一零件的连接面上设置有螺旋沟槽，沟槽的横截面为燕尾形或单燕尾形，沟槽的一个或两个燕尾斜面作为连接面；所述第二零件的连接面上设置有螺旋楔子，楔子的横截面为燕尾形或单燕尾形，楔子的一个或两个燕尾斜面作为连接面；楔子的连接面与沟槽的连接面相配合；所述楔子的螺旋线方程与沟槽的螺旋线方程相同，螺旋沟槽的长度大于螺旋楔子的长度；所述沟槽的宽度大于楔子的宽度。

所述沟槽和/或楔子是单头连续或间断的。

所述沟槽和/或楔子是多头连续或间断的。

所述螺旋沟槽及螺旋楔子设置于环形区域内。

所述楔子与沟槽的连接面为平面、弧面、规则或不规则的锯齿面。

所述沟槽的高度不小于楔子的高度。

所述沟槽的燕尾夹角等于楔子的燕尾夹角。

所述沟槽的燕尾夹角及楔子的燕尾夹角为锐角。

所述楔子与沟槽的螺旋线方程为标准阿基米德螺旋线。

本发明还提供了一种平面联接结构的连接方法，其技术解决方案为，

将第二零件的楔子放入第一零件的沟槽中，使二个零件相对旋转，使楔子的连接面逐渐接近沟槽的连接面，直至楔子的连接面与沟槽的连接面完全重合，两个零件通过楔子与沟槽连接面的紧密配合，实现两个零件的旋紧联接；反向旋转，则将第二零件与第一零件分离。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明分别在两个零件的连接平面上设置相应的螺旋结构，通过两个零件之间的平面旋接实现二者的紧密连接；反方向旋转，使两个零件相对运动之后即可轻松拆卸。整个连接过程易于操作，平稳可靠。本发明不仅减少了连接面的应力集中，提高了连接强度，还可以重复互换使用。

本发明将联接结构局限于连接面上，不会对零件的非连接面产生影响，保证了零件非连接面的完整性，此外还可节省连接空间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是带有螺旋沟槽的第一零件的示意图；

图2是螺旋沟槽的横截面示意图；

图3是带有螺旋楔子的第二零件的示意图；

图4是螺旋楔子的横截面示意图；

图5是装配前二个零件的连接状态；

图6是装配前二个零件的横截面示意图；

图7是装配后二个零件的连接状态；

图8是装配后二个零件的横截面示意图；

图9是带有多头螺旋沟槽的第一零件的示意图；

图10是带有多头螺旋楔子的第二零件的示意图；

图11、图12是楔子与沟槽的连接面为弧面的示意图；

图13是楔子与沟槽的连接面为锯齿面的示意图；

图14是正向旋转第二零件后的锁紧状态示意图；

图15是反向旋转第二零件后的锁紧状态示意图；

图16是第一零件的环形区域设置单头螺旋沟槽的示意图；

图17是第二零件的环形区域设置单头螺旋楔子的示意图；

图18是第一零件的环形区域设置多头螺旋沟槽的示意图；

图19是第二零件的环形区域设置多头螺旋楔子的示意图。

图中附图标记说明：

10为第一零件，   11为沟槽，       20为第二零件，

21为楔子，       B₁为沟槽宽度，   φ₁为沟槽的燕尾夹角，

H₁为沟槽高度，   B₂为楔子宽度，   φ₂为楔子的燕尾夹角，

H₂为楔子高度。

具体实施方式

本发明平面联接结构，采用平面螺纹旋接方式连接两个零件。

如图1所示，第一零件10的连接面上设置有螺旋沟槽11，如图2所示，沟槽11的横截面为单燕尾形，即沟槽11的一边为斜边；如图3所示，第二零件20的连接面上设置有具有相同螺旋线的螺旋楔子21(即楔子21的螺旋线方程与沟槽11的螺旋线方程相同)；如图4所示，楔子21的横截面也为单燕尾形。螺旋沟槽11的长度大于螺旋楔子21的长度，即楔子21的螺旋线是沟槽11螺旋线的其中一段，以使楔子21有足够的旋转空间。

使用时，将第二零件20的楔子21放入第一零件10的沟槽11中(此时楔子21的燕尾斜面与沟槽11的燕尾斜面分离)，旋转第二零件20，由于楔子21的运动轨迹为圆形，而沟槽11为螺旋形，楔子21的燕尾斜面逐渐接近沟槽11的燕尾斜面，直至楔子21的燕尾斜面与沟槽11的燕尾斜面完全重合，此时两个零件最终旋紧，二者通过楔子21与沟槽11单边斜面的配合实现联接。此时楔子21及沟槽11的另一边为非连接面，可以为斜边，也可以为直边。

反向旋转第二零件20，使楔子21的燕尾斜面逐渐离开沟槽11的燕尾斜面，则可将第二零件20从第一零件10上拆卸。

沟槽11及楔子21的横截面也可以为燕尾形，即沟槽11和楔子21的两边均为斜边，则楔子21的两侧面均可作为连接面，此时顺时针旋转或逆时针旋转均可以使两个零件锁紧或固定。正向旋转第二零件20，使二者紧固，此时的锁紧状态如图14所示；反向旋转第二零件20，也可使二者紧固，此时的锁紧状态如图15所示。

楔子21与沟槽11的连接面可以为平面，如图8所示；二者的连接面也可以为弧面，如图11、图12所示；或者为规则或不规则的锯齿面，如图13所示。

楔子21与沟槽11的螺旋线方程为标准阿基米德螺旋线，也可以是其它螺旋线。

如图1、图2所示，第一零件10上沟槽11中心的螺旋线方程为ρ₁＝ρ₀₁+a₁θ，沟槽宽度为B₁，燕尾角度为φ₁，沟槽高度为H₁，沟槽11的斜边各顶点的螺旋线方程分别为：

${\mathrm{\ρ}}_{11}=({\mathrm{\ρ}}_{01}+\frac{1}{2}{B}_1)+a_1\mathrm{\θ}$

${\mathrm{\ρ}}_{11}=({\mathrm{\ρ}}_{01}+\frac{1}{2}{B}_1-H_1\mathrm{ctg}{\mathrm{\φ}}_1)+a_1\mathrm{\θ}$

如图3、图4所示，第二零件20上楔子21中心的螺旋线方程为ρ₂＝ρ₀₂+a₂θ，楔子宽度为B₂，燕尾角度为φ₂，楔子高度为H₂，楔子21的斜边各顶点的螺旋线方程分别为：

${\mathrm{\ρ}}_{21}=({\mathrm{\ρ}}_{02}-\frac{1}{2}{B}_2)+a_2\mathrm{\θ}$

${\mathrm{\ρ}}_{22}=({\mathrm{\ρ}}_{02}-\frac{1}{2}{B}_2+H_2\mathrm{ctg}{\mathrm{\φ}}_2)+a_2\mathrm{\θ}$

其中B₁＞B₂，即沟槽宽度大于楔子宽度，以保证第二零件20的楔子21在装配前可以放入第一零件10的沟槽11中。

φ₁＝φ₂，即沟槽的燕尾夹角等于楔子的燕尾夹角。沟槽的燕尾夹角及楔子的燕尾夹角为锐角。

H₁＝H₂，即沟槽高度等于楔子高度。沟槽高度H₁略大于楔子高度H₂，以保证第一零件10与第二零件20结合时连接表面紧密接触。

螺旋线方程中参数a₁＝a₂＝a。

如图5、图6所示，初始状态时，将第二零件20的楔子21放入第一零件10的沟槽11中。使第二零件20旋转，当两个零件最终旋紧后，如图7、图8所示，ρ₁₁＝ρ₂₁，ρ₁₂＝ρ₂₂，即：

则第二零件20旋转角度

后两个零件实现紧固连接，此时第二零件20的楔子21转过角度

楔子21与沟槽11的螺旋线可以采用其他螺旋线，但二者螺旋线主参数ρ＝ρ₀+aθ中的a应相同。

第一零件10的连接面上设置的螺旋沟槽11可以是单头连续的，如图1所示；也可以是间断的。第二零件20的连接面上设置的螺旋楔子21可以是单头连续的，如图3所示；也可以是间断的。

第一零件10的连接面上设置的螺旋沟槽11也可以是多头连续的，如图9所示。第二零件20的连接面上则设置有相应的多头的螺旋楔子21，如图10所示。

螺旋沟槽11及螺旋楔子21也可以是多头间断的。

螺旋沟槽11及螺旋楔子21所在的零件平面可以是多边形、椭圆、不规则异型平面等。

也可将螺旋沟槽11及螺旋楔子21仅设置于零件的环形区域内。如图16、图17所示，零件的环形区域设置单头的螺旋沟槽11及螺旋楔子21。

如图18、图19所示，零件的环形区域设置多头的螺旋沟槽11及螺旋楔子21。

第一零件10和第二零件20可以是圆柱体、空心圆柱体、长方体、正方体等具有连接表面的物体。

Claims (7)

1.一种平面联接结构，用于连接第一零件与第二零件；其特征在于：

所述第一零件的连接面上设置有螺旋沟槽，沟槽的横截面为燕尾形或单燕尾形，沟槽的一个或两个燕尾斜面作为连接面；

所述第二零件的连接面上设置有螺旋楔子，楔子的横截面为燕尾形或单燕尾形，楔子的一个或两个燕尾斜面作为连接面；楔子的连接面与沟槽的连接面相配合；

所述楔子的螺旋线方程与沟槽的螺旋线方程相同，螺旋沟槽的长度大于螺旋楔子的长度；

所述沟槽的宽度大于楔子的宽度；

所述沟槽的高度不小于楔子的高度；

所述沟槽的燕尾夹角等于楔子的燕尾夹角；

所述沟槽的燕尾夹角及楔子的燕尾夹角为锐角。

2.根据权利要求1所述的平面联接结构，其特征在于：所述沟槽和/或楔子是单头连续或间断的。

3.根据权利要求1所述的平面联接结构，其特征在于：所述沟槽和/或楔子是多头连续或间断的。

4.根据权利要求1所述的平面联接结构，其特征在于：所述螺旋沟槽及螺旋楔子设置于环形区域内。

5.根据权利要求1所述的平面联接结构，其特征在于：所述楔子与沟槽的连接面为平面、弧面、规则或不规则的锯齿面。

6.根据权利要求1所述的平面联接结构，其特征在于：所述楔子与沟槽的螺旋线方程为标准阿基米德螺旋线。

7.一种权利要求1所述的平面联接结构的连接方法，其特征在于：将第二零件的楔子放入第一零件的沟槽中，使二个零件相对旋转，使楔子的连接面逐渐接近沟槽的连接面，直至楔子的连接面与沟槽的连接面完全重合，两个零件通过楔子与沟槽连接面的紧密配合，实现两个零件的旋紧联接；反向旋转，则将第二零件与第一零件分离。

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