CN113107951A - 一种螺栓连接螺母防松结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种螺栓连接螺母防松结构。所述螺栓连接螺母防松结构包括连接螺栓、螺母、止动套筒和止动螺栓，所述连接螺栓包括头部凸台，所述头部凸台一侧设有与所述连接螺栓径向方向一致的头部平面，自所述头部平面依次设置有杆部、螺纹部和尾部；所述螺母与所述螺纹部螺纹连接，所述止动套筒上设有与所述尾部套装的安装通孔；所述止动螺栓用于将所述止动套筒固定于所述尾部上；所述螺母的一端呈圆周设有多个凹槽，所述止动套筒的一端呈圆周均布设有至少三个插装凸台，所述插装凸台与所述凹槽在轴向上配合卡接。与相关技术相比，本发明提供的螺栓连接螺母防松结构能适用于机械振动复杂载荷下的各种工况，能够有效避免螺母不发生回退现象。

Description

一种螺栓连接螺母防松结构
技术领域
本发明涉及飞机机械结构设计技术领域，尤其涉及一种螺栓连接螺母防松结构。适用于飞机的螺栓连接结构。
背景技术
目前航空领域在机械振动复杂环境下的机械连接结构普遍采用螺栓螺母连接，再结合止动螺栓防止螺母松脱的方式。由于机械振动和被连接零件受力复杂，螺母和螺栓长时间反复承受被连接零件传递来的复杂载荷(如拉力、扭矩、交变载荷、冲击载荷等)，此时作用于螺母螺纹上的复杂载荷在螺纹圆周方向上形成一个导致螺母松转的松脱力矩，该松脱力矩会导致螺母发生回退的趋势，造成螺母的预紧力矩逐渐降低。
当复杂载荷引起的松脱力矩大于螺母的最小预紧力矩时螺母回退，则会导致止动螺栓承受螺母传递来的复杂载荷。当复杂载荷超过止动螺栓承载能力时，则会发生止动螺栓被剪断失效的现象，导致螺栓螺母结构不能可靠工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺栓连接螺母防松结构，以克服在机械振动复杂环境下的螺栓连接结合止动螺栓防松结构的不足，防止螺母松脱。
本发明的技术方案是：一种螺栓连接螺母防松结构包括连接螺栓、螺母、止动套筒和止动螺栓，所述连接螺栓包括头部凸台，所述头部凸台一侧设有与所述连接螺栓径向方向一致的头部平面，自所述头部平面依次设置有杆部、螺纹部和尾部；所述螺母与所述螺纹部螺纹连接，所述止动套筒上设有与所述尾部套装的安装通孔；所述止动螺栓用于将所述止动套筒固定于所述尾部上；所述螺母的一端呈圆周设有多个凹槽，所述止动套筒的一端呈圆周均布设有至少三个插装凸台，所述插装凸台与所述凹槽在轴向上配合卡接。
上述方案中，通过螺母和止动套筒的凹槽和凸台的机械配合方式，并采用止动螺栓将止动套筒固定于尾部，能够有效避免螺母不发生回退现象，且止动螺栓不承载，只起防止止动套筒从连接螺栓上松脱的作用，确保螺栓连接螺母防松结构的工作可靠性，以克服在机械振动复杂环境下的螺栓连接结合止动螺栓防松结构的不足，防止螺母松脱。
优选的，所述尾部的外圆周上设有多个齿形槽，使所述尾部的外周形成圆柱弧面；所述止动套筒的安装通孔的内壁面上设有多个齿形凸台，所述齿形凸台与所述齿形槽啮合。
连接螺栓和止动套筒采用齿形啮合机械方式，有效防止螺母松脱。
优选的，所述齿形凸台在所述安装通孔的1/3的内壁面上设置。
优选的，所述止动套筒包括止动部和固定部，所述止动部为圆形，所述插装凸台轴向凸伸于所述止动部的一端，所述止动部的另一端连接所述固定部；所述固定部的外周具有多个平面，每个所述平面上设有贯通的第一调整通孔；所述尾部设有径向贯通的至少一个第二调整通孔，所述止动套筒与所述尾部套装后，所述第二调整通孔与对应的第一调整通孔对齐，并通过所述止动螺栓及自锁螺母固定。
优选的，所述第二调整通孔的数量至少为两个，呈交叉贯通设置。
优选的，所述螺栓连接螺母防松结构还包括第一垫圈，所述第一垫圈套装于所述连接螺栓上且位于螺母远离止动套筒的一侧。
优选的，所述螺母为六角型扁螺母，所述螺母的每条边上均设置一个所述凹槽。
优选的，所述头部凸台为六角型。
与相关技术相比，本发明的有益效果为：
一、螺母与止动套筒采用凹槽-凸台机械配合方式、连接螺栓和止动套筒采用齿形啮合机械配合方式传递由被连接零件传递来的复杂载荷引起的螺母松脱力矩，使螺母能承载的松脱力矩远远大于其最小预紧力矩，避免螺母不发生回退现象；
二、止动螺栓不承载只起防止止动套筒从连接螺栓上松脱作用，确保螺栓连接螺母防松结构工作可靠；
三、通过在止动套筒、连接螺栓上设计调整通孔可以允许螺母回退部分螺距，使螺母定力力矩可调整，使螺栓连接结构适应不同的复杂工况；
四、通过在止动套筒、连接螺栓上设计调整通孔可以允许结构适用不同厚度的被连接构件组合，达到减少螺栓连接零件及备件种类和提高螺栓连接零件互换性的目的；
五、各零件无特殊工艺要求，拆装容易，维护方便，结构可靠性高；降低了后期使用和维护成本，满足现代航空、民用装备的使用需求。
附图说明
图1为本发明提供的螺栓连接螺母防松结构的零件装配的结构示意图；
图2为图1的分解的结构示意图；
图3为图1中的连接螺栓的结构示意图；
图4为沿图3的A-A剖视示意图；
图5为图1中的螺母的结构示意图；
图6为图1中的止动套筒的结构示意图；
图7为图6的右侧示意图；
图8为沿图6的B-B剖视示意图。
具体实施方式
以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
如图1、2所示，本实施例提供的一种螺栓连接螺母防松结构包括连接螺栓1、第一垫圈4、螺母5、止动套筒6、止动螺丝7、第二垫圈8和自锁螺母9。
如图3所示，所述连接螺栓1包括头部凸台10，所述头部凸台10一侧设有与所述连接螺栓1径向方向一致的头部平面11。具体的：所述头部凸台10为六角型，在其旁侧设置有轴肩(未图示)，所述轴肩远离头部凸台10的一侧形成所述头部平面11。如图1所示，在安装时，所述平面11与构件一2抵接起压紧限位作用。六角型的头部凸台10便于安装螺母5时用工具固定连接螺栓1，防止连接螺栓1跟随螺母5一同转动。所述螺纹部14和杆部12之间形成第一退刀槽13。所述尾部25和螺纹部14之间形成第二退刀槽15。
如图2所示，所述连接螺栓1自所述头部平面11依次设置有杆部12、螺纹部14和尾部25。如图1、2所示，所述杆部12用于安装构件一2和构件二3。所述第一垫圈4套装于所述连接螺栓1上并与构件二3抵接。所述螺纹部14上设有外螺纹。
如图4所示，所述尾部25的外圆周上设有多个齿形槽17，使所述尾部25的外周形成圆柱弧面16。所述尾部25设有径向贯通的两个第二调整通孔18，两个所述第二调整通孔18交叉设置。
所述螺母5与所述螺纹部14螺纹连接。所述螺母5为六角型扁螺母，所述螺母5的每条边上均设置一个凹槽19，所述凹槽19在所述螺母5的一端贯通(如图2、5所示)。如图2、7所示，所述止动套筒6上设有与所述尾部25套装的安装通孔21。所述止动套筒6上的圆柱弧面16与所述安装通孔21配合。所述安装通孔21的内壁面上设有多个齿形凸台22，所述齿形凸台22与所述齿形槽17啮合。在本实施例中，所述齿形凸台22在所述安装通孔21的1/3的内壁面上设置。
如图2、6所示，所述止动套筒6包括止动部61和固定部62。所述止动部61为圆形，在所述止动部61的一端呈圆周均布设有三个插装凸台20，所述止动部61的另一端连接所述固定部62。所述插装凸台20为方形结构。如图8所示，所述固定部62的外周具有多个平面23，每个所述平面23上设有贯通的第一调整通孔24。
如图1、2所示，所述止动套筒6与所述尾部25套装后，所述插装凸台20与所述凹槽19在轴向上配合卡接；所述齿形凸台22与齿形槽17啮合；所述第二调整通孔18与对应的第一调整通孔24对齐，并通过所述止动螺栓7、第二垫圈8及自锁螺母9固定，以将所述止动套筒6固定于所述尾部25上，起防止松脱的作用。
本发明提供的一种螺栓连接螺母防松结构在安装过程中，如发现所述螺母5的定力力矩超出设计值范围，可以回退所述螺母5部分螺距，结合调整第二调整通孔18与不同的对应第一调整通孔24对齐的形式，使螺母5的定力力矩在设计值范围内。也可以根据不同的复杂工况需求，通过调整螺母5螺距结合调整第二调整通孔18与不同的对应第一调整通孔24对齐的形式，调整定力力矩值，使结构满足不同工况定力要求，避免重新加工新零件或更换备用零件。也可以根据连接螺栓1的杆部12长度范围，通过调整螺母5螺距结合调整第二调整通孔18与不同的对应第一调整通孔24对齐的形式，使结构适用不同厚度的构件一2和构件二3的组合，达到减少螺栓连接零件及备件种类和提高螺栓连接零件互换性的目的。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种螺栓连接螺母防松结构，包括连接螺栓(1)和螺母(5)，其特征在于，还包括止动套筒(6)和止动螺栓(7)，所述连接螺栓(1)包括头部凸台(10)，所述头部凸台(10)一侧设有与所述连接螺栓(1)径向方向一致的头部平面(11)，自所述头部平面(11)依次设置有杆部(12)、螺纹部(14)和尾部(25)；所述螺母(5)与所述螺纹部(14)螺纹连接，所述止动套筒(6)上设有与所述尾部(25)套装的安装通孔(21)；所述止动螺栓(7)用于将所述止动套筒(6)固定于所述尾部(25)上；所述螺母(5)的一端呈圆周设有多个凹槽(19)，所述止动套筒(6)的一端呈圆周均布设有至少三个插装凸台(20)，所述插装凸台(20)与所述凹槽(19)在轴向上配合卡接。
2.根据权利要求1所述的螺栓连接螺母防松结构，其特征在于，所述尾部(25)的外圆周上设有多个齿形槽(17)，使所述尾部(25)的外周形成圆柱弧面(16)；所述止动套筒(6)的安装通孔(21)的内壁面上设有多个齿形凸台(22)，所述齿形凸台(22)与所述齿形槽(17)啮合。
3.根据权利要求2所述的螺栓连接螺母防松结构，其特征在于，所述齿形凸台(22)在所述安装通孔(21)的1/3的内壁面上设置。
4.根据权利要求1所述的螺栓连接螺母防松结构，其特征在于，所述止动套筒(6)包括止动部(61)和固定部(62)，所述止动部(61)为圆形，所述插装凸台(20)轴向凸伸于所述止动部(61)的一端，所述止动部(61)的另一端连接所述固定部(62)；所述固定部(62)的外周具有多个平面(23)，每个所述平面(23)上设有贯通的第一调整通孔(24)；所述尾部(25)设有径向贯通的至少一个第二调整通孔(18)，所述止动套筒(6)与所述尾部(25)套装后，所述第二调整通孔(18)与对应的第一调整通孔(24)对齐，并通过所述止动螺栓(7)及自锁螺母(9)固定。
5.根据权利要求4所述的螺栓连接螺母防松结构，其特征在于，所述第二调整通孔(18)的数量至少为两个，呈交叉贯通设置。
6.根据权利要求1～5任一项所述的螺栓连接螺母防松结构，其特征在于，还包括第一垫圈(4)，所述第一垫圈(4)套装于所述连接螺栓(1)上且位于螺母(5)远离止动套筒(6)的一侧。
7.根据权利要求1～5任一项所述的螺栓连接螺母防松结构，其特征在于，所述螺母(5)为六角型扁螺母，所述螺母(5)的每条边上均设置一个所述凹槽(19)。
8.根据权利要求1～5任一项所述的螺栓连接螺母防松结构，其特征在于，所述头部凸台(10)为六角型。
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