CN113775623A - 防松紧固件、螺纹紧固套件以及螺纹紧固组件 - Google Patents
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Abstract
本发明创造公开了防松紧固件,其设有螺纹部,所述螺纹部设有至少两个螺纹段,所有的螺纹段均具有相同的几何参数,任意一个螺纹段的相邻两条牙底中心线之间的距离为螺距,任意一个螺纹段的牙底中心线与相邻螺纹段的牙底中心线之间的距离等于非整数倍的螺距。与现有技术相比,采用所述防松紧固件能够有效地消除螺钉和螺母在处于锁紧状态时其沿轴向和径向两个方向上的配合间隙,防止螺钉在径向和轴向两个方向上的窜动,并提供锁紧所需的轴向预紧力,以达到良好的防松效果。同时,本发明创造还提供了一种应用上述防松紧固件的螺纹紧固套件以及应用上述螺纹紧固套件的螺纹紧固组件。
Description
技术领域
本发明创造涉及防松紧固技术领域,特别涉及防松紧固件、螺纹紧固套件以及螺纹紧固组件。
背景技术
利用螺纹配合实现工件的联接或紧固,具有结构简单、便于安装拆卸等优点,已被广泛应用于机械行业。如图1所示,这是普通的螺钉1与普通的螺母2在螺纹连接时的示意图,由于螺母内螺纹中径与螺钉外螺纹中径之间普遍存在间隙,因此两者在螺纹连接时,螺母内螺纹牙的牙型上侧面21与螺钉的螺纹面11处于接触受力状态,而螺母内螺纹牙的牙型下侧面22与螺钉的螺纹面处于分离状态。在此种情况下,螺母内螺纹牙型面呈现出单向的受力状态,螺钉与螺母在螺纹连接一段时间后,容易因持久的振动或达到材料的疲劳极限而造成螺母的内螺纹牙与螺钉的螺纹面逐渐脱离接触,使得螺钉的预紧力逐渐消失,从而导致螺母返松。为了解决螺母返松的问题,有必要对现有紧固件的结构进行改进,使其具有良好的防松性能。
发明内容
本发明创造旨在提供一种防松紧固件,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。
根据本发明创造的第一方面实施例的防松紧固件,其设有螺纹部,所述螺纹部设有至少两个螺纹段,所有的螺纹段均具有相同的几何参数,任意一个螺纹段的相邻两条牙底中心线之间的距离为螺距,任意一个螺纹段的牙底中心线与相邻螺纹段的牙底中心线之间的距离等于非整数倍的螺距。
根据本发明创造实施例的防松紧固件,至少具有如下有益效果:所述防松紧固件可以为防松螺钉或者防松螺母,由于任意一个螺纹段的牙底中心线与相邻螺纹段的牙底中心线之间的距离等于非整数倍的螺距,即相邻的两个螺纹段存在轴线方向上的位置错位,因此当所述防松紧固件与普通紧固件进行螺纹连接之后,其中一个螺纹段的牙型上侧面与普通紧固件的螺纹面处于接触受力状态,而该螺纹段的牙型下侧面与普通紧固件的螺纹面处于分离状态,此时该螺纹段主要承受紧固所需的轴向预紧力;随着螺母或者螺钉的逐渐锁紧,另外一个螺纹段的牙型下侧面与普通紧固件的螺纹面处于接触受力状态,而该螺纹段的牙型上侧面与普通紧固件的螺纹面处于分离状态,此时该螺纹段主要作用是消除前一螺纹段与普通紧固件配合时的轴向间隙,并产生一定的过盈量,以防止螺母返松。与现有技术相比,采用所述防松紧固件能够有效地消除螺钉和螺母在处于锁紧状态时其沿轴向和径向两个方向上的配合间隙,防止螺钉在径向和轴向两个方向上的窜动,并提供锁紧所需的轴向预紧力,以达到良好的防松效果。
根据本发明创造的一些实施例,为了便于对不同的螺纹段进行加工,所述螺纹部在每相邻的两个螺纹段之间均设有退刀槽。
根据本发明创造的一些实施例,为了实现相邻的两个螺纹段在轴线方向上的位置错位,任意一个螺纹段的起牙点到所述螺纹部中心轴线之间的最短直线为起牙线,每相邻的两个螺纹段的起牙线相互不平行,使得每相邻的两个螺纹段的起牙线在径向平面上的投影均形成角度为α的夹角,α的数值与锁紧所需的轴向预紧力呈正相关。
根据本发明创造的一些实施例,所述螺纹部为内螺纹,此时所述防松紧固件为防松螺母。
根据本发明创造的一些实施例,所述螺纹部为外螺纹,此时所述防松紧固件为防松螺钉、防松螺栓或者防松螺柱。
根据本发明创造的一些实施例,所述螺纹部为一次成型构件,其可通过一次装夹加工成型,以节省所述防松紧固件的生产时间和生产成本。
根据本发明创造的一些实施例,为了节省所述防松紧固件的生产时间和生产成本,所述螺纹段的数量为两个。
根据本发明创造的一些实施例,为了进一步提升所述防松紧固件的防松性能,所述螺纹段的数量为三个或者三个以上,所有的螺纹段均以梅花间竹的形式进行排列。
根据本发明创造的第二方面实施例的螺纹紧固套件,包括普通紧固件和上述的防松紧固件,所述防松紧固件与所述普通紧固件螺纹连接。
根据本发明创造实施例的螺纹紧固套件,至少具有如下有益效果:若所述防松紧固件为防松螺母的话,则所述普通紧固件为普通螺钉,若所述防松紧固件为防松螺钉的话,则所述普通紧固件为普通螺母,所述防松紧固件能够与市面上通用的普通紧固件进行螺纹连接,有效降低使用成本。
根据本发明创造的第三方面实施例的螺纹紧固组件,包括至少两个工件和上述的螺纹紧固套件,至少一个所述工件设有用于供螺钉进行穿行的安装孔,所有的工件均位于所述防松紧固件与所述普通紧固件之间。
根据本发明创造实施例的螺纹紧固组件,至少具有如下有益效果:由于所述螺纹紧固套件具有良好的防松性能,因此所述螺纹紧固套件能够确保工件与工件之间的锁紧连接,以降低发生安全事故的概率。
本发明创造的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明创造的实践了解到。
附图说明
本发明创造的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是现有技术的螺钉和螺母在螺纹连接时的结构示意图;
图2是本发明创造实施例的防松螺母的局部剖视图;
图3是本发明创造实施例的相邻两个螺纹段的起牙示意图;
图4是本发明创造实施例的防松螺母与普通螺母的对比图;
图5是本发明创造实施例的防松螺母在螺纹连接时的结构示意图;
图6是本发明创造实施例的防松螺钉的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明创造的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明创造,而不能理解为对本发明创造的限制。
在本发明创造的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明创造和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明创造的限制。
在本发明创造的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。
本发明创造的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明创造中的具体含义。
根据本发明创造的第一方面实施例的防松紧固件,所述防松紧固件10设有螺纹部100,所述螺纹部100可以为内螺纹或者外螺纹,当所述螺纹部100为内螺纹时,此时所述防松紧固件10为防松螺母,当所述螺纹部100为外螺纹时,此时所述防松紧固件10为防松螺钉、防松螺栓或者防松螺柱,本实施例以防松螺母为例来对所述防松紧固件10的结构进行详细描述。
如图2所示,所述螺纹部100设有两个螺纹段110,两个所述螺纹段110前后间隔设置,所述螺纹部100在相邻的两个螺纹段110之间设有退刀槽120,所述退刀槽120的长度以便于螺纹加工为宜,可长可短,两个螺纹段110均具有相同的几何参数,例如螺距、牙型、中径和旋向等几何参数,任意一个螺纹段110的相邻两条牙底中心线111之间的距离为螺距。
如图3所示,由于两个所述螺纹段110之间设有退刀槽120,因此两个所述螺纹段110的起牙点可以设置在不同的方位,任意一个螺纹段110的起牙点到所述螺纹部100中心轴线之间的最短直线为起牙线112,相邻的两个螺纹段110的起牙线112相互不平行,使得相邻的两个螺纹段110的起牙线112在径向平面上的投影形成角度为α的夹角。
需要说明的是,相邻的两个螺纹段110之间还可以不设有所述退刀槽120,只要两个所述螺纹段110不相互连续,亦可实现将两个所述螺纹段110的起牙点设置在不同方位的目的。
如图4所示,虽然两个所述螺纹段110的几何参数相同,但两者的起牙点不同,所以任意一个螺纹段110的牙底中心线111与相邻螺纹段110的牙底中心线111之间的距离等于非整数倍的螺距,即相邻的两个螺纹段110存在轴线方向上的位置错位,两个螺纹段110之间的错位高度为k,k的绝对值与α的数值(0°至180°范围内)呈正相关。可以理解的是,除了可通过调整两个起牙线112之间的角度差,使得后螺纹段110的牙底中心线111相对与前螺纹段110的牙底中心线111产生一定的错位高度之外,还可通过其他的加工手段来使得两个螺纹段110之间产生错位高度,而不限于上述实施例。
如图5所示,当所述防松螺母与普通螺钉进行螺纹连接时,其中一个螺纹段110的牙型上侧面与普通螺钉的螺纹面处于接触受力状态,而该螺纹段110的牙型下侧面与普通螺钉的螺纹面处于分离状态,此时该螺纹段110主要承受紧固所需的轴向预紧力;随着防松螺母的逐渐锁紧,另外一个螺纹段110的牙型下侧面与普通螺钉的螺纹面处于接触受力状态,而该螺纹段110的牙型上侧面与普通螺钉的螺纹面处于分离状态,此时该螺纹段110主要作用是消除前一螺纹段110与普通螺钉配合时的轴向间隙,并产生一定的过盈量,以防止螺母返松。需要说明的是,图4中k的数值(即图3中α的数值)与锁紧所需的轴向预紧力呈正相关,根据k值的不同,可制造出与不同尺寸公差等级的螺钉进行配合的防松螺母,若所述防松螺母用于复杂交变的应用场合或者大型设备的话,此时应选择k值较大的防松螺母。
在本发明创造的一些实施例中,为了进一步提升所述防松螺母的防松性能,所述螺纹段110的数量可以为三个或者三个以上,所有的螺纹段110均以梅花间竹的形式进行排列,即与任意一个螺纹段110相邻的两个螺纹段110其几何参数以及位置参数均相同。
在本发明创造的一些实施例中,为了节省所述防松螺母的生产时间和生产成本,所述螺纹部100为一次成型构件,其可通过一次装夹加工成型,以实现大批量生产。
如图6所示,在另一些实施例中,所述防松紧固件10还可以为防松螺钉、防松螺栓或者防松螺柱,而与之进行螺纹连接的则是普通螺母,由于外螺纹与内螺纹为相互匹配的结构,两者的机械原理相通,因此本发明创造在此不再对带有外螺纹的防松紧固件10进行详细描述。
如图5所示,根据本发明创造的第二方面实施例的螺纹紧固套件,包括根据本发明创造上述第一方面实施例的防松紧固件10,还包括普通紧固件20,若所述防松紧固件10为防松螺母的话,则所述普通紧固件20为普通螺钉,若所述防松紧固件10为防松螺钉的话,则所述普通紧固件20为普通螺母,所述防松紧固件10能够与市面上通用的普通紧固件20进行螺纹连接,有效降低使用成本。除此之外,所述螺纹紧固套件只需进行一次旋紧即可完成整个螺纹连接,相比于现有技术,例如日本的Hard-lock防松螺母,在使用上更加具有便利性;而且在前后螺纹段110的配合下,所述防松紧固件10的螺纹部100在沿轴心360°的范围内均处于接触受力状态,相对于普通紧固件20和Hard-lock防松螺母的单方向接触状态,改善了螺纹连接部位中紧固件的受力状况,以提升螺纹紧固套件的防松性能。
如图5所示,根据本发明创造的第三方面实施例的螺纹紧固组件,包括根据本发明创造上述第二方面实施例的螺纹紧固套件,还包括至少两个工件30,若一个工件30上预设有内螺纹或者外螺纹的话,则至少一个所述工件30设有用于供螺钉进行穿行的安装孔31,若所有的工件30均不预设有内螺纹或者外螺纹的话,则所有的工件30均设有用于供螺钉进行穿行的安装孔31。无论工件30是如何设置,所有的工件30均位于所述防松紧固件10与所述普通紧固件20之间,由于所述螺纹紧固套件具有良好的防松性能,因此所述螺纹紧固套件能够确保工件30与工件30之间的锁紧连接,以降低发生安全事故的概率。
上面结合附图对本发明创造实施例作了详细说明,但是本发明创造不限于上述实施例,在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明创造宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.防松紧固件,其设有螺纹部,其特征在于:所述螺纹部设有至少两个螺纹段,所有的螺纹段均具有相同的几何参数,任意一个螺纹段的相邻两条牙底中心线之间的距离为螺距,任意一个螺纹段的牙底中心线与相邻螺纹段的牙底中心线之间的距离等于非整数倍的螺距。
2.根据权利要求1任意一项所述的防松紧固件,其特征在于:所述螺纹部在每相邻的两个螺纹段之间均设有退刀槽。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的防松紧固件,其特征在于:任意一个螺纹段的起牙点到所述螺纹部中心轴线之间的最短直线为起牙线,每相邻的两个螺纹段的起牙线相互不平行。
4.根据权利要求1所述的防松紧固件,其特征在于:所述螺纹部为内螺纹。
5.根据权利要求1所述的防松紧固件,其特征在于:所述螺纹部为外螺纹。
6.根据权利要求1所述的防松紧固件,其特征在于:所述螺纹部为一次成型构件。
7.根据权利要求1所述的防松紧固件,其特征在于:所述螺纹段的数量为两个。
8.根据权利要求1所述的防松紧固件,其特征在于:所述螺纹段的数量为三个或者三个以上,所有的螺纹段均以梅花间竹的形式进行排列。
9.螺纹紧固套件,其特征在于,包括权利要求1至8任意一项所述的防松紧固件,还包括:普通紧固件,所述防松紧固件与所述普通紧固件螺纹连接。
10.螺纹紧固组件,其特征在于,包括权利要求9所述的螺纹紧固套件,还包括:
至少两个工件,至少一个所述工件设有用于供螺钉进行穿行的安装孔,所有的工件均位于所述防松紧固件与所述普通紧固件之间。
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