CN111350746A - 螺母组件和紧固组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种螺母组件和紧固组件。螺母组件包括彼此分体且均呈环状的第一部件和第二部件，第一部件与第二部件能部分地套接配合，第一部件的配合接触部和第二部件的配合接触部中的一者为凸部、另一者为凹部；凸部在轴向上的至少部分外周面为凸球面，凸球面为虚拟基础球面的一部分；凹部在轴向上的至少部分内周面为凹球面，凹球面为虚拟基础球面的一部分，或者，凹部在轴向上的至少部分内周面为圆锥面，圆锥面是虚拟基础圆锥面的一部分，虚拟基础圆锥面外切于虚拟基础球面。根据本发明的螺母组件能够为产生弯折的紧固件提供有效的锁紧力，降低了对紧固件的垂直度的要求，且螺母组件的装配简单，可靠性高。

Description

螺母组件和紧固组件

技术领域

本发明涉及紧固件领域，具体涉及螺母组件，更具体地涉及与带螺纹的紧固件配合使用的防松螺母组件。

背景技术

图1和图2示出了现有技术中一种已知的防松螺母1与带螺纹的紧固件2配合使用的示意图。参照图1，防松螺母1的中部具有轴向贯通的螺纹孔，防松螺母1的螺纹孔能够与带螺纹的紧固件2的螺纹螺合。当使用紧固件2将装配件3(装配件3可以是由多个装配件构成的装配组件，附图中仅出于简化的目的，而没有示出多个装配件)固定时，紧固件2穿过装配件3的装配孔301后旋入防松螺母1的螺纹孔。至防松螺母1与紧固件2旋紧，防松螺母1的朝向装配件3的配合面102与装配件3紧密接触、且二者之间沿轴向具有互相作用的压紧力；进一步地，防松螺母1受到来自装配件3的轴向压紧力使得防松螺母1和紧固件2的螺合的螺纹之间在轴向上具有较大的锁紧力，从而能够避免紧固件2滑松。

然而，紧固件2由于例如制造的误差或使用过程中的损伤，其垂直度(紧固件2的法兰面与螺杆部的垂直度)可能无法满足公差要求，下文简称紧固件2“产生弯折”。应当理解，本文所指产生弯折的紧固件2仍能使用，因此其弯折程度不至于很大。参照图2，当紧固件2产生弯折后，其螺杆部的中心线(图中虚线所示)偏离装配孔301的轴线(图中点划线所示)。由于装配件3仍与紧固件2的法兰面配合、而防松螺母1与紧固件2的螺纹部配合，因此完成装配后防松螺母1的配合面102不能与装配件3产生良好的面接触。防松螺母1与装配件3以线接触的方式互相抵接，二者的配合关系不稳定、互相作用的力不稳定，造成防松螺母1不能发挥良好的紧固效果。

发明内容

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种螺母组件和紧固组件。

根据本发明的第一方面，提供一种螺母组件，其用于与紧固件配合使用，所述螺母组件包括彼此分体且均呈环状的第一部件和第二部件，

所述第一部件的中部孔的孔壁包括内螺纹段，所述内螺纹段用于与所述紧固件的螺纹螺合，

所述第二部件的中部孔供所述紧固件穿过；

所述第一部件与所述第二部件能部分地套接配合，所述第一部件的配合接触部和所述第二部件的配合接触部中的一者为凸部、另一者为凹部；

所述凸部在轴向上的至少部分外周面为凸球面，所述凸球面为虚拟基础球面的一部分；

所述凹部在轴向上的至少部分内周面为凹球面，所述凹球面为所述虚拟基础球面的一部分，或者，所述凹部在轴向上的至少部分内周面为圆锥面，所述圆锥面是虚拟基础圆锥面的一部分，所述虚拟基础圆锥面外切于所述虚拟基础球面。

在至少一个实施方式中，所述第一部件的配合接触部为凹部，所述第二部件的配合接触部为凸部，所述凹部与所述内螺纹段在轴向上相连。

在至少一个实施方式中，所述第二部件的外周面为球带状。

在至少一个实施方式中，所述第一部件的配合接触部为凸部，所述第二部件的配合接触部为凹部，所述凹部构成所述第二部件的中部孔的一部分。

在至少一个实施方式中，所述第一部件的整个中部孔的孔壁都具有内螺纹。

在至少一个实施方式中，所述第二部件的轴向上的一个端面为平面。

在至少一个实施方式中，所述平面与所述第二部件的中心轴线垂直。

在至少一个实施方式中，所述第二部件的中部孔的内径大于所述第一部件的内螺纹段的大径。

在至少一个实施方式中，所述第一部件为防松螺母。

根据本发明的第二方面，提供一种紧固组件，其包括：

紧固件，所述紧固件包括法兰部和螺杆部；以及

根据本发明的螺母组件，

所述第二部件的中部孔的内径大于所述螺杆部的大径，在所述第二部件与所述紧固件安装到一起时，所述第二部件的配合接触部背向所述法兰部。

根据本发明的螺母组件能够为产生弯折的紧固件提供有效的锁紧力，降低了对紧固件的垂直度的要求，且螺母组件的装配简单，可靠性高。

附图说明

图1是现有技术中一种已知的防松螺母组件与紧固件配合使用的剖视图。

图2是图1中的紧固件产生弯折后防松螺母组件与紧固件配合使用的剖视图。

图3是根据本发明的第一实施方式的防松螺母组件的分解剖视图。

图4是根据本发明的第一实施方式的防松螺母组件与紧固件配合使用的剖视图。

图5是图4中的紧固件产生弯折后防松螺母组件与紧固件配合使用的剖视图。

图6是根据本发明的第二实施方式的防松螺母组件的分解剖视图。

图7是根据本发明的第二实施方式的防松螺母组件的第一部件和第二部件在轴线互相偏离时配合的剖视图。

图8是根据本发明的第三实施方式的防松螺母组件的剖视图。

图9是根据本发明的第四实施方式的防松螺母组件的剖视图。

附图标记说明：

1防松螺母；101、1101内螺纹；102、1203配合面；11第一部件；1102第一球面；1103、1204圆锥面；12第二部件；1201通孔；1202第二球面；2紧固件；201外螺纹；3装配件；301装配孔；F第一部件与第二部件之间的作用力；F1轴向分力；F2径向分力。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

为表述方便，以下若非特别说明，本发明中的“轴向”、“径向”和“周向”均是以防松螺母组件的第一部件11为参照。

参照图3至9介绍根据本发明的防松螺母组件。防松螺母组件包括分体形成的第一部件11和第二部件12。第一部件11和第二部件12能够以部分套接的方式配合。

首先，参照图3至5介绍根据本发明的防松螺母组件的第一实施方式。

参照图3，第一部件11为防松螺母，其呈环形，环形的中部孔包括在轴向上相连的光孔段和螺纹段。光孔段的周壁为呈球面状的第一球面1102(第一球面1102呈凹进的球面状，也称作凹球面)；螺纹段具有内螺纹1101，内螺纹1101按照防松螺母的螺纹设置、其能与紧固件2的外螺纹201螺合。防松螺母的螺纹设置方式例如为，在传统螺纹的牙尖顶端设置一个与径向呈30度角的楔面，或者使用特殊的工程塑料附着在螺纹上，本发明对此不作限制。

第二部件12为中部开孔的大致球台状，其中部的通孔1201为不具有螺纹的光孔，通孔1201的内径略大于内螺纹1101的大径和紧固件2的螺纹部的大径。第二部件12的外周面为第二球面1202(第二球面1202呈凸出的球面状，也称作凸球面)。

第一球面1102和第二球面1202所对应的球的半径相等，可以认为它们都是同一个虚拟基础球面的一部分。

参照图4，当使第一球面1102和第二球面1202朝向相对地把第一部件11和第二部件12抵接在一起时，第一球面1102和第二球面1202所对应的虚拟基础球面的球心重合，且第一球面1102部分地包覆住第二球面1202。

装配时，当紧固件2穿过装配件3的装配孔301后，首先将第二部件12以配合面1203朝向装配件3的方式套到紧固件2的螺杆部，然后将第一部件11以第一球面1102面对第二球面1202的方式套到紧固件2的螺杆部、并旋动第一部件11使其逐渐旋入外螺纹201，直至配合面1203与装配件3抵接、第一球面1102与第二球面1202抵接，此时装配件3和第二部件12之间、第二部件12和第一部件11之间均具有轴向的互相作用的力。第一部件11通过第二部件12受到来自装配件3的轴向压紧力使得第一部件11和紧固件2的螺合的螺纹之间在轴向上具有较大的预紧力，从而能够避免紧固件2滑松。

参照图5，以下介绍当紧固件2的垂直度无法满足公差要求、即紧固件2产生弯折时，防松螺母组件是如何发挥作用的。

紧固件2产生弯折后，紧固件2的法兰面与装配件3的配合关系保持不变。由于第二部件12的通孔1201的内径略大于紧固件2的螺纹部的大径，因此紧固件2的弯折的螺杆部仍能以不触碰通孔1201的孔壁的方式穿过通孔1201、且保持通孔1201的轴线与装配孔301的轴线平行，因此只需保证配合面1203具有良好的平面度，配合面1203就仍能与装配件3形成良好的面接触。

旋拧到紧固件2的螺杆部的第一部件11的内螺纹孔的轴线与螺杆部的轴线重合，因此第一部件11的轴线偏离装配孔301的轴线。然而，由于第一球面1102和第二球面1202所对应的球的半径相等，当第一球面1102与第二球面1202抵接后，二者容易形成良好的面接触(球面接触)。

配合面1203与装配件3之间良好的面接触以及第一球面1102与第二球面1202之间良好的面接触使得：在拧紧第一部件11后，第一部件11与第二部件12之间的作用力F虽然偏离轴向、但仍能被稳定地传递到装配件3；而由于仍被选择使用的紧固件2的弯折程度不至于很大，作用力F的轴向分力F1是较大的、径向分力F2是较小的，较大的轴向分力F1保证了紧固件2仍能获得较大的预紧力，从而能够避免紧固件2滑松。

接下来，参照图6和7介绍根据本发明的防松螺母组件的第二实施方式。

第二实施方式是第一实施方式的变型，其改变的是第一部件11的与第二部件12的配合面、即第一部件11的光孔段的周壁。在本实施方式中，第一部件11的光孔段的周壁是圆锥面1103，其属于一个虚拟基础圆锥面(图中双点划线所示部分)的一部分。该虚拟基础圆锥面是第二球面1202所属的虚拟基础球面的外切圆锥面。

当圆锥面1103与第二球面1202抵接时，不论紧固件2是否产生弯折，圆锥面1103都能与第二球面1202相切。此时第一部件11与第二部件12的接触部分为一个完整的圆，虽然也是线接触，但是接触部分在周向上环绕第二部件12，这使得第一部件11与第二部件12之间的接触是稳定的，从而使紧固件2仍能获得较大的预紧力。

接下来，参照图8介绍根据本发明的防松螺母组件的第三实施方式。

第三实施方式是第一实施方式的变型，与第一实施方式相比，在本实施方式中第一球面1102不再是凹进的、第二球面1202不再是凸出的，而是反之，第一球面1102为凸出的(第一球面1102也称作凸球面)、第二球面1202为凹进的(第二球面1202也称作凹球面)。第一球面1102和第二球面1202属于同一个虚拟基础球面。

由于在第三实施方式中，第一球面1102为凸的，因此环形的第一部件11的中部孔的孔壁可以完全被内螺纹1101覆盖而构成螺纹段。相比于第一实施方式和第二实施方式中第一部件11的螺纹段的设置方式，对于相同轴向尺寸的第一部件，本实施方式中螺纹段的轴向长度变大，这增加了防松螺母组件与紧固件2的螺合长度，有利于防松螺母组件发挥更好的紧固效果。

接下来，参照图9介绍根据本发明的防松螺母组件的第四实施方式。

第四实施方式是第二实施方式和第三实施方式的变型，在本实施方式中，第一部件11与第二部件12的配合面分别为凸出的第一球面1102和呈凹面的圆锥面1204。圆锥面1204属于一个虚拟基础圆锥面，该虚拟基础圆锥面是第一球面1102所属的虚拟基础球面的外切圆锥面。

本发明的上述实施方式可以实现下述优点中的一个或多个优点：

(i)根据本发明的防松螺母组件对紧固件2的垂直度要求低，降低了紧固件2的制造难度和制造成本。

(ii)即使紧固件2在使用过程中发生弯折，防松螺母组件的两个部件也能动态地发挥矫正作用，从而保证紧固件2通过防松螺母组件而获得较大的预紧力。

(iii)防松螺母组件的装配过程简单，第一部件11和第二部件12的配合面的曲率相等(属于同一个虚拟基础球面的一部分)或是彼此相切，二者配合方式简单，使得作业者在装配过程中不需要过分控制装配精度。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。例如：

(i)第一部件11的与第二部件12配合的配合接触部(也称作第一部件11的配合接触部)以及第二部件12的与第一部件11配合的配合接触部(也称作第二部件12的配合接触部)中的一者为凸部、另一者为凹部；其中，凸部在轴向上的至少部分区段的外周面呈球面状(不必须凸部的整个外周面都呈球面状)，凹部在轴向上的至少部分区段的内周面呈球面状或圆锥面状(不必须凹部的整个内周面都呈球面状或圆锥面状)。

(ii)根据本发明的螺母组件中的第一部件11也可以不是防松螺母，即第一部件11的螺纹段的螺纹可以是本领域常规的普通的内螺纹。

Claims (10)

1.一种螺母组件，其用于与紧固件配合使用，所述螺母组件包括彼此分体且均呈环状的第一部件和第二部件，

所述第一部件的中部孔的孔壁包括内螺纹段，所述内螺纹段用于与所述紧固件的螺纹螺合，

所述第二部件的中部孔供所述紧固件穿过；

所述第一部件与所述第二部件能部分地套接配合，所述第一部件的配合接触部和所述第二部件的配合接触部中的一者为凸部、另一者为凹部；

所述凸部在轴向上的至少部分外周面为凸球面，所述凸球面为虚拟基础球面的一部分；

所述凹部在轴向上的至少部分内周面为凹球面，所述凹球面为所述虚拟基础球面的一部分，或者，所述凹部在轴向上的至少部分内周面为圆锥面，所述圆锥面是虚拟基础圆锥面的一部分，所述虚拟基础圆锥面外切于所述虚拟基础球面。

2.根据权利要求1所述的螺母组件，其特征在于，所述第一部件的配合接触部为凹部，所述第二部件的配合接触部为凸部，所述凹部与所述内螺纹段在轴向上相连。

3.根据权利要求2所述的螺母组件，其特征在于，所述第二部件的外周面为球带状。

4.根据权利要求1所述的螺母组件，其特征在于，所述第一部件的配合接触部为凸部，所述第二部件的配合接触部为凹部，所述凹部构成所述第二部件的中部孔的一部分。

5.根据权利要求4所述的螺母组件，其特征在于，所述第一部件的整个中部孔的孔壁都具有内螺纹。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的螺母组件，其特征在于，所述第二部件的轴向上的一个端面为平面。

7.根据权利要求6所述的螺母组件，其特征在于，所述平面与所述第二部件的中心轴线垂直。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的螺母组件，其特征在于，所述第二部件的中部孔的内径大于所述第一部件的内螺纹段的大径。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的螺母组件，其特征在于，所述第一部件为防松螺母。

10.一种紧固组件，其包括：

紧固件，所述紧固件包括法兰部和螺杆部；以及

根据权利要求1至9中任一项所述的螺母组件，

所述第二部件的中部孔的内径大于所述螺杆部的大径，在所述第二部件与所述紧固件安装到一起时，所述第二部件的配合接触部背向所述法兰部。

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