CN114233739A - 一种用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，包括连接螺栓，连接螺栓两端分别安装有第一防松结构和第二防松结构；第一防松结构包括定位螺母、套设在定位螺母上且设有第一锯齿的齿套、设有第二锯齿的定向套、花螺母和锁销；将被紧固连接的零件、定位螺母、齿套、定向套、花螺母依次套设在连接螺栓上，定位螺母内设置有与螺纹段相匹配的螺纹，零件夹持在第一防松结构和第二防松结构之间并通过旋转定位螺母而锁紧或其松开零件。本装置同时具备拧紧或者若干个拧紧度、防止回旋松动以及方便地安装和拆卸这种四位一体的缺陷，实现螺丝的拧紧、不松动，方便地安装和拆卸都具备的保障零件紧密和可靠连接的功能要求。

Description

一种用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置

技术领域

本发明涉及机器零件的连接固定件相关技术领域，尤其涉及一种用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置。

背景技术

在现有技术中，目前几乎所有的机器的紧固连接装置主要使用的都是螺丝，但无论单独的螺栓，或者螺栓加螺母结构，都会在振动、温度变化、液体等各种因素下发生松动，在运动中的机器这种情况又特别严重。几百年来，我们所有运动中的机器在零件的连接紧固方面可以说都是在裸奔，其安全工作都是靠运气，谁也不知道螺丝什么时候会松动甚至脱落，因为螺丝既然能够转动拧紧，当然也就能够转动松脱掉，为此我们不得不耗费大量的人力、物力、财力和时间来检查并加固它。即便是这样，螺丝的松动也是经常性的发生，因此造成了很多的事故，而且随着科技越来越先进，机器的运动速度也越来越快，振动的频率越来越高，温度的变化也越来越大，外部环境越来越恶劣，比如飞机、高铁、航天器等，它们的速度更快，振动更大，温度变化非常高，使用的螺丝更是数以千计甚至上万了，这样就使得这些机器的安全系数低下到可怕的程度了，让它们的安全状态时刻都变得岌岌可危。可以看到这些高速复杂的机构都配备有一大群的维护保障人员，机器的可靠连接性又是最重要的检测对象之一，因为安全在任何时候都是第一位的，如此多的维护人员，如此大的维护成本，如此低的安全性，如此长的维护时间，严重阻碍了科技的发展，即便提供了如此多的维护条件，即便我们时刻检查加固，但仍然无法阻止各种因螺丝松动而造成的事故的时常发生。到目前为止，市面上出现过各种各样的为防止螺母回旋松动而发明的结构装置，但都不能根本解决螺丝的松动问题，只能做到减缓螺母松动的时间而已，甚至大家都形成一种潜在的共识，认为不可能有永不松动的螺母。我们知道，零件的强度和疲劳程度都是有一个可以预见的较长的期限的，知道可以使用多久，承担多大的力，机油润滑油等其他用品也都有一个期限值的，唯独螺丝这个零件受到外部的影响很多，不知道它什么时候会松动，所以只能靠运气。

以目前通用的螺丝螺母为例，它是靠摩擦力来防止回旋松动的，随着振动、环境、温度变化、各种不同安装拆卸方式等的影响后，螺母就会在它们的影响下任意随机的在任何时间里逐渐回旋松动开来，而为了防止松动就必须加大拧紧力，时刻检查并加固拧紧，这样就必须要更高强度的材料，更大体积的零件，更多的人力、物力、时间来维护它，减少机器的使用时间，这样就需要更高的成本，消耗更多的能源，但是即使这样做了也还是不能解决螺母松动的问题，安全性仍然还是非常低，只能做到稍好一些。又比如开槽螺母，虽说螺栓的杆上打孔然后插上锁销，让锁销将螺母和螺栓穿在一起，使它们之间不能互相旋转，从而阻止了螺母的回旋，但是开槽螺母的槽与槽之间是有一个距离间隔的，而且这个间隔还要足够大，否则无法挡住锁销，因而螺母无法拧紧，而无法拧紧的螺母会让螺丝无法在高频振动中有效地将被紧固的零件可靠而又紧密地连接起来，这样就会很快损坏零件和螺丝，除了低速轻便的机器结构，在较高速度较重机器结构或对精密性有要求的机械结构中都是不能使用的。又比如偏心螺母，其横向拉力也只能将螺纹之间的摩擦力稍微增大了一些，稍微延长了松动的时间而已，根本做不到防止螺母的松动，而且如果横向拉力大的话还有使螺杆变形的缺点存在。还有一种用铁丝铁链等长条物将两个以上的螺丝互相连接起来并向紧的方向强力拉紧，这个方式虽然可以做到即能拧紧螺丝，又阻止了螺丝的回旋松动，可以说完全达到了机器零件对螺丝所需要的要求，但是它有两个缺点无法解决，一是必须两个以上的螺丝，而我们现实中的绝大部分都是只有一个螺丝的，所以大部分都是无法使用的，另外将铁丝铁链等长条物缠绕的操作过程即繁琐又时间长，还不规范，拆卸时也同样如此，过长的操作时间极大的降低了机器的使用效率，也极大的增加了人员的维护成本，所以也是无法推广的。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，包括连接螺栓，所述连接螺栓两端分别安装有第一防松结构和第二防松结构；所述第一防松结构包括定位螺母、齿套、定向套、花螺母和锁销；所述连接螺杆上设有螺纹段，螺纹段上设有至少两条沿柱向方向延伸的凹槽，凹槽末端贯穿所述连接螺杆的一端面；将被紧固连接的零件、定位螺母、齿套、定向套、花螺母依次套设在所述连接螺栓上，所述定位螺母内设置有与螺纹段相匹配的螺纹，被紧固连接的零件夹持在所述第一防松结构和所述第二防松结构之间并通过旋转所述定位螺母而锁紧或其松开被紧固连接的零件；所述齿套内部设有通孔，通孔后段形状与所述定位螺母的外形一样且相匹配，所述齿套通孔后段套设在所述定位螺母上，所述齿套通孔前段套设在所述螺纹段上；所述齿套朝向所述定向套一侧设有至少一个具有斜面的第一锯齿，所述定向套一侧设有至少一个具有斜面且与所述第一锯齿相配合的第二锯齿，所述定向套与所述齿套旋合时，所述第一锯齿与所述第二锯齿相互啮合；所述定向套另一侧的外周设有若干定位孔，所述定向套圆心设置有柱向方向的安装孔，安装孔内设有凸棱，所述凸棱数量与所述凹槽数量匹配，所述凸棱卡设在所述凹槽内且可沿其滑动；所述花螺母外周朝内开设有定位槽，所述锁销穿过所述定位槽后插入所述定位孔内，所述锁销后端露出所述定位孔以外，所述花螺母向着其松动的方向转动时，所述锁销后端顶着所述花螺母定位槽的侧壁。

凹槽与凸棱配合，使得定向套沿着凹槽滑行，使防松结构将零件夹紧，凸棱可使定向套与连接螺栓之间不能相互转动；齿套通孔后段套设在定位螺母，定向套的第二锯齿啮合齿套的第一锯齿，可增强抗定位螺母回旋的力，防止螺母松动；锁销插入定位孔内，其后端顶着花螺母定位槽侧壁，可避免花螺母松动，避免整个装置发生松动。

所述第二防松结构为一螺帽，该螺帽安装在所述连接螺栓的端部并与所述连接螺栓连接成为一体化结构。第二防松动结构为与连接螺栓一体化结构的螺帽，只需单边对第一防松结构进行调整，即可锁紧或松开零件。

所述第二防松结构与所述第一防松结构具有相同的结构，被紧固连接的零件夹持在两个所述定位螺母之间；所述连接螺栓的两端均分别设有所述螺纹段、凹槽；两侧所述凹槽末端贯穿各自所在螺纹段的一侧端面。第二防松结构与第一防松结构具有相同的结构，可实现连接螺栓两头都可以进行距离调整的防松设置。

所述齿套的第一锯齿呈三角形或梯形，所述第一锯齿呈向心方向的圆扇形展开，所述第一锯齿的斜面向着所述定位螺母松动的方向；所述第二锯齿与所述第一锯齿的造型一致，所述第二锯齿的斜面与所述第一锯齿的斜面的朝向相反，所述第二锯齿与所述第一锯齿在所述齿套与所述定向套旋转后相互啮合；所述第一锯齿呈圆环状设置并环绕所述齿套外周，所述第二锯齿呈圆环状设置并环绕所述定向套外周，所述第一锯齿圆环状结构与所述第二锯齿圆环状结构位置相对且相啮合。

所述定位槽包括竖槽和横槽，竖槽的端部与横槽的端部垂直连接并连通；横槽与所述连接螺栓的中轴线平行；所述花螺母向着其松动的方向转动时，所述锁销后端顶着所述花螺母竖槽的侧壁；所述定位槽设有若干条，平行且均匀分布在所述花螺母的外周；所述第一锯齿与所述第二锯齿之间的啮合度在30％～100％之间。

所述定位孔与所述第二锯齿之间不连通；或者，所述定位孔打穿所述第二锯齿而将所述定向套两侧贯穿；所述锁销为条状结构的定位杆，所述锁销一端环绕其一周开设有环形槽，环形槽将所述锁销分成上段和下段，下段插入所述定位孔内，其上段位于所述定位槽内，在所述花螺母往松开方向转动时，所述锁销的上段卡入所述竖槽内并顶着所述竖槽的侧壁。

所述定位螺母与所述齿套固定连接在一起形成一体化结构。

所述定位孔内设有螺纹，所述锁销下段设有与所述定位孔螺纹相匹配的连接螺纹，所述锁销上段设有具有凹凸状结构的纹路。定位孔螺纹与锁销的连接螺纹配合，可使锁销安装更稳固，避免滑出而掉落。

所述凹槽的数量与所述第一锯齿齿数的数量之间互为质数；或者，所述凹槽的数量与所述第一锯齿齿数的数量之间具有的公约数个数范围为1～4个；所述定位槽的数量与所述定位孔的数量之间互为质数；或者，所述定位槽的数量与所述定位孔的数量之间具有的公约数个数范围为1～4个。凹槽数量决定了凸棱的数量，两者与第一锯齿齿数的搭配，可使第一锯齿与第二锯齿的啮合度得到控制，获得更佳的防松效果。

所述花螺母与所述连接螺栓配合安装的内侧为设有螺纹的连接孔，所述花螺母沿与所述竖槽平齐的平面剖开后的剖面为多边形。

与现有技术对比，本发明的优点在于：本装置可以让每一个单个的螺丝螺母在任意拧紧力下也就是从0到最大拧紧力之间都可以做到永不回旋松动，同样在一般环境状态下也可以做到永不回旋松动，比如振动、温度变化、各种液体、灰尘异物等，终身免维护，防松结构的抗力强度可以与螺栓的抗拉力强度和剪切力强度相当甚至可以超过，因而也降低了对螺丝材料的强度要求，减少成本造价，减少螺丝数量，减轻螺丝的重量，节约能源。另外对材料的强度没有特殊的要求，也没有特殊的加工要求，可进行大规模化的生产。本装置解决目前这些每个单个的螺丝都不能做到的同时具备拧紧或者任意拧紧度、防止回旋松动以及方便地安装和拆卸这种四位一体的缺陷，实现螺丝的拧紧、不松动，方便地安装和拆卸都具备的保障零件紧密和可靠连接的功能要求。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构分解示意图；

图2为本发明实施例1的结构示意图；

图3为本发明实施例1连接螺栓两端具有相同防松结构的立体图；

图4为本发明实施例1连接螺栓的立体图；

图5为本发明实施例1连接螺栓的侧视图；

图6为本发明实施例1齿套的仰视图；

图7为本发明实施例1齿套的侧视图；

图8为本发明实施例1齿套的立体图；

图9为本发明实施例1定向套的俯视图；

图10为本发明实施例1定向套的仰视图；

图11为本发明实施例1定向套沿侧视方向剖开的剖面图；

图12为本发明实施例1定向套的立体图；

图13为本发明实施例1花螺母的主视图；

图14为图13中A-A向剖面图；

图15为本发明实施例1花螺母的俯视图；

图16为本发明实施例1花螺母的立体图；

图17为本发明实施例1中一种锁销的主视图；

图18为本发明实施例1中另一种锁销的主视图；

图19为本发明实施例2的结构示意图；

图20为本发明实施例2定向套的俯视图；

图21为本发明实施例2花螺母的仰视图。

图中附图标记含义：1、被紧固连接的零件；2、连接螺栓；21、凹槽；3、定位螺母；4、齿套；41、通孔；42、第一锯齿；5、定向套；51、第二锯齿；52、定位孔；53、凸棱；6、花螺母；61、定位槽；611、竖槽；612、横槽；7、锁销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例1

参阅图1至图18，为一种用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，包括连接螺栓2，连接螺栓2两端分别安装有第一防松结构和第二防松结构；第一防松结构包括定位螺母3、齿套4、定向套5、花螺母6和锁销7；连接螺杆上设有螺纹段，螺纹段上设有至少两条沿柱向方向延伸的凹槽21，凹槽21末端贯穿连接螺杆的一端面；将被紧固连接的零件1、定位螺母3、齿套4、定向套5、花螺母6依次套设在连接螺栓2上，定位螺母3内设置有与螺纹段相匹配的螺纹，被紧固连接的零件1夹持在第一防松结构和第二防松结构之间并通过旋转定位螺母3而锁紧或其松开被紧固连接的零件1；齿套4内部设有通孔41，通孔41后段形状与定位螺母3的外形一样且相匹配，齿套4通孔41后段套设在定位螺母3上，齿套4通孔41前段套设在螺纹段上；齿套4朝向定向套5一侧设有至少一个具有斜面的第一锯齿42，定向套5一侧设有至少一个具有斜面且与第一锯齿42相配合的第二锯齿51，定向套5与齿套4旋合时，第一锯齿42与第二锯齿51相互啮合；定向套5另一侧的外周设有若干定位孔52，定向套5圆心设置有柱向方向的安装孔，安装孔内设有凸棱53，凸棱53数量与凹槽21数量匹配，凸棱53卡设在凹槽21内且可沿其滑动；花螺母6外周朝内开设有定位槽61，锁销7穿过定位槽61后插入定位孔52内，锁销7后端露出定位孔52以外，花螺母6向着其松动的方向转动时，锁销7后端顶着花螺母6定位槽61的侧壁。

凹槽21与凸棱53配合，使得定向套5沿着凹槽21滑行，使防松结构将零件夹紧，凸棱53可使定向套5与连接螺栓2之间不能相互转动；齿套4通孔41后段套设在定位螺母3，定向套5的第二锯齿51啮合齿套4的第一锯齿42，可增强抗定位螺母3回旋的力，防止螺母松动；锁销7插入定位孔52内，其后端顶着花螺母6定位槽61侧壁，可避免花螺母6松动，避免整个装置发生松动。本实施例中，凹槽21用来容纳定向套5的凸棱53，凹槽21与凸棱53的数量相同，大小为任何一个凹槽21都刚好能够容纳任何一个凸棱53，并且两者还能够互相呈柱向方向的滑动，但不能互相转动，带动连接螺栓2可以穿过被被紧固连接的零件1的孔。

参阅图1至图2，图1中，虚线表示为第一锯齿42与第二锯齿51的锯齿结构，而两种锯齿均未全部画出来。第二防松结构为一螺帽，该螺帽安装在连接螺栓2的端部并与连接螺栓2连接成为一体化结构。第二防松动结构为与连接螺栓2一体化结构的螺帽，只需单边对第一防松结构进行调整，即可锁紧或松开零件。本实施例中，连接螺栓2的螺帽根据情况设定需要与否，大小与否，在靠近螺纹段的连接螺栓2的一边外圆面沿柱向方向开有N条凹槽21，并且凹槽21的数量必须是两条及以上，其数量越多，越能增加齿套4和定向套5的啮合度，增大防止螺母回旋松动的抵抗力。

参阅图3，第二防松结构与第一防松结构具有相同的结构，被紧固连接的零件1夹持在两个定位螺母3之间；连接螺栓2的两端均分别设有螺纹段、凹槽21；两侧凹槽21末端贯穿各自所在螺纹段的一侧端面。第二防松结构与第一防松结构具有相同的结构，可实现连接螺栓2两头都可以进行距离调整的防松设置。

参阅图6至图8，齿套4的第一锯齿42呈三角形或梯形，第一锯齿42呈向心方向的圆扇形展开，第一锯齿42的斜面向着定位螺母3松动的方向；第二锯齿51与第一锯齿42的造型一致，第二锯齿51的斜面与第一锯齿42的斜面的朝向相反，第二锯齿51与第一锯齿42在齿套4与定向套5旋转后相互啮合；第一锯齿42呈圆环状设置并环绕齿套4外周，第二锯齿51呈圆环状设置并环绕定向套5外周，第一锯齿42圆环状结构与第二锯齿51圆环状结构位置相对且相啮合。

定位槽61包括竖槽611和横槽612，竖槽611的端部与横槽612的端部垂直连接并连通；横槽612与连接螺栓2的中轴线平行；花螺母6向着其松动的方向转动时，锁销7后端顶着花螺母6竖槽611的侧壁；定位槽61设有若干条，平行且均匀分布在花螺母6的外周；第一锯齿42与第二锯齿51之间的啮合度在30％～100％之间。本实施例中，将花螺母6旋转一个方向来看，竖槽611与横槽612构成L型的槽位，当连接螺栓2朝上放置时候，竖槽611便横过来，横槽612便竖起来，形成内宽外窄的槽，内宽是指竖槽611的长度方向，外窄是指横槽612的宽度方向。本实施例中，定位槽61可设置为柱向的直通斜面开口槽，直通斜面为竖槽611，开口槽为横槽612，这样当锁销7的头部是椎体多边形或椎体多凹凸状时，就可以很好的让定向套5和设有螺纹连接孔的花螺母6以及锁销7形成互相锁止而不会让螺母松动回旋，这样可以让直通斜面开口槽(横槽612和竖槽611)的斜面(竖槽611)和锁销7的椎体多边形或椎体多凹凸状的圆截面相互贴合，阻止了锁销7向松动的方向旋转，只要在操作完成后将花螺母6往松动方向旋转一个非常小的角度就可以做到互相锁止，从而达到防止螺母松动的目的，而又不影响螺母对零件的连接固定强度，同样，定位孔52设有螺纹，其与花螺母6的柱向向外的定位槽61(直通斜面开口槽)和锁销7中间带螺纹的椎体多边形形成互相锁止来确保锁销7不会脱落，防止螺母松动。

定位孔52与第二锯齿51之间不连通；或者，定位孔52打穿第二锯齿51而将定向套5两侧贯穿；锁销7为条状结构的定位杆，锁销7一端环绕其一周开设有环形槽，环形槽将锁销7分成上段和下段，下段插入定位孔52内，其上段位于定位槽61内，在花螺母6往松开方向转动时，锁销7的上段卡入竖槽611内并顶着竖槽611的侧壁。本实施的锁销7，可设置为长条状物体，包括其头部有横向凸起状物的设置，也包括弹簧卡子类的锁销7。

定位螺母3与齿套4固定连接在一起形成一体化结构。

定位孔52内设有螺纹，锁销7下段设有与定位孔52螺纹相匹配的连接螺纹，锁销7上段设有具有凹凸状结构的纹路。定位孔52螺纹与锁销7的连接螺纹配合，可使锁销7安装更稳固，避免滑出而掉落。

凹槽21的数量与第一锯齿42齿数的数量之间互为质数；或者，凹槽21的数量与第一锯齿42齿数的数量之间具有的公约数个数范围为1～4个；定位槽61的数量与定位孔52的数量之间互为质数；或者，定位槽61的数量与定位孔52的数量之间具有的公约数个数范围为1～4个。凹槽21数量决定了凸棱53的数量，两者与第一锯齿42齿数的搭配，可使第一锯齿42与第二锯齿51的啮合度得到控制，获得更佳的防松效果。凹槽21的数量与第一锯齿42齿数的数量之比要尽量做到无公约数(即互为质数)，或者具有更少的公约数(公约数个数范围为1～4个)，这样才能保证齿套4与定向套5的锯齿与锯齿之间可以有更大比例的啮合度，抗定位螺母3回旋的力更大，这是因为定位螺母3的任何一个点在拧紧后都可能会在圆的任意一个角度上，这样套在它上面的齿套4的第一锯齿42也在任意圆角度上，而定向套5要与齿套4的齿在任何情况下都能进行较大比例的啮合，就只有减少或不要凹槽21与第一锯齿42数量之比的公约数。另外，定位槽61与定位孔52的公约数也要做到尽量最少。在花螺母6的旋转过程中，它们在圆的360度上就可以以最小的间隔角度或间隔距离实现一个定向套5定位孔52和一个花螺母6的定位槽61对齐，每一次对齐就可以插入一次锁销7。由于定向套5的定位孔52与定位孔52之间有间隔角度或间隔距离，花螺母6的定位槽61与定位槽61之间也是有间隔角度或间隔距离的，这样就可以使定位孔52与定位槽61两者之间的每一次对齐的间隔角度或间隔距离能够达到更小或者更短，最大程度的减少插入锁销7后花螺母6的回旋角度或回旋距离，从而间接地使螺母的回旋松动的角度或者距离变得更小，花螺母6上设置的宽窄不同的定位槽61，目的就是当花螺母6在连接螺栓2上作回旋运动时让宽窄不同的定位槽61之间的凸起部件挡住锁销7的回退，防止锁销7的脱落。由于花螺母6与定位螺母3有大比例的运动距离比，旋转花螺母6时经过定向套5和齿套4有给定位螺母3额外增加拧紧推力的作用，保留了类似扳手扳紧定位螺母3的拧紧力，依靠这种保留的类似扳手扳紧螺母的拧紧力可以形成给整个零件结构的有限的允许的弹性形变，这样的话即使有花螺母6的定位槽61与定位槽61之间、定位孔52与定位孔52之间、凹槽21与凹槽21之间的间隔角度或间隔距离的影响，但是因为这个间隔角度或间隔距离非常小，而其与定位螺母3的旋转角度比或距离比又非常大，用这个拧紧力造成的有限的允许的弹性变形就完全可以对消掉这个间隔角度或间隔距离的，而且还会保留部分类似扳手拧紧螺母的拧紧力，而且这个拧紧力可以调整到超过连接螺栓2与定位螺母3损坏的最大强度，以此达到螺母的0回旋松动。花螺母6与连接螺栓2配合安装的内侧为设有螺纹的连接孔，花螺母6沿与竖槽611平齐的平面剖开后的剖面为多边形。本实施例中，花螺母6可选用两种结构，一种为外圆面设置线条与柱向方向平行的多边形或一个及以上的凹凸的定位槽61的形状结构，另一种为柱向平行的一端为类圆形结构和另一端为多边形或一个及以上凹凸的定位槽61的形状结构，以方便扳手类的工具能将其扳动旋转。定位槽61与定位孔52对应，可供插放锁销7并防止其脱落。

本实施例中，凹槽21设有四条，其定向套5安装孔内设有四条凸棱53。理论上，在靠近螺纹的连接螺栓2一边外圆面沿柱向方向开有的凹槽21，其数量越多，越能增加齿套4与定向套5的啮合度，增大防止定位螺母3回旋松动的抵抗力。第一锯齿42的斜面向着定位螺母3松动的方向(即第一锯齿42的斜面方向与被连接或被紧固的零件背离)。

本实施例中，定向套5的定位孔52可设置成直通槽、直通斜面开口槽和内宽外窄不同的槽，内宽外窄不同的槽是如果锁销7头部有横向凸起状物可使用的，因为锁销7头部如果有横向凸起状物的话，当锁销7穿过花螺母6的孔进入定向套5的定位孔52(凹槽21)后，在花螺母6向回旋松动方向旋转时就可以卡在定向套5的内宽外窄不同的槽的宽的部分里面了，这样锁销7就不会脱落了，直通槽的话就做宽一些也一样可以互相卡住使锁销7不脱落。本实施例中，锁销7的头部可设为椎体多边形、椎体多凹凸状，可更好的让定向套5和有螺纹孔的花螺母6以及锁销7形成相互锁止而不会让螺母松动回旋，这样可以让直通槽式定位孔52的直通斜面开口槽的斜面和锁销7的椎体多边形或椎体多凹凸状的圆截面相互贴合，阻止花螺母6与锁销7向松动方向旋转，只要在操作完成后将花螺母6向松动方向旋转一个非常小的角度，就可以做到互相锁止，从而达到防止螺母(螺丝)松动的目的，又不影响螺母对零件的连接紧固强度。同样，定位孔52内设有螺纹，它与花螺母6的柱向向外的竖槽611与横槽612(直通斜面开口槽，由竖槽611与横槽612连接构成)和中间带螺纹的椎体多边形锁销7形成锁止来确保锁销7不会脱落，防止螺母松动。当锁销7从花螺母6的定位槽61插入时，就可以阻止其与花螺母6相互旋转运动，定向套5安装孔的凸棱53数量小于或等于连接螺栓2上凹槽21的数量，其大小则是刚好将任何一个凸棱53结构都可以推进到连接螺栓2的任何一个凹槽21内，且可以柱向滑动，但不能相互旋转运动。

当花螺母6上的其中一个定位槽61(花螺母6上设置为宽窄不同的槽或直通槽)和定向套5上的其中一个定位孔52相对应时，将锁销7插入这个对应的定位槽61和定位孔52之中，以阻止花螺母6的旋转运动，用锁销7头部的横向凸起状物(即环形结构)穿过定向套5打通的定位孔52或进入内宽外窄的槽的宽处(即定位槽61当中的竖槽611内)并卡住，来防止锁销7的脱落，或者锁销7穿过花螺母6的定位孔52来防止锁销7的脱落。当螺母回旋时就可以卡住锁销7的横向凸起状物(即环形结构)。如果锁销7的头部没有横向凸起状物(即环形结构)的设置，则花螺母6外面就设置宽窄不同的槽，锁销7插入定向套5的定位孔52内，当花螺母6回旋运动一个很小的角度时，就可以用宽窄不同的槽之间的凸起部分来挡住锁销7的脱销。弹簧类卡子则两者均可以，花螺母6回旋卡住锁销7后也必须要一个拧紧力，以防止在振动中造成锁销7的脱落。

锁销7的结构还可以设置为：中间带螺纹的和尾部拥有一个以上的内部或者外部或者内外都有的多凹凸状结构的以及头部带有锥体状结构和多凹凸状结构的长条状物，它与拥有直通斜面开口槽的定向套5和有螺纹孔的花螺母6组成锁止结构；或者是头部带螺纹的和尾部拥有一个以上的内部或者外部或者内外都有的多凹凸状结构的以及中间带有锥体状结构和多凹凸状结构的长条状物，它与拥有直通斜面开口槽的花螺母6和有螺纹孔的定向套5组成锁止结构。锁销7还可以做成粗细不同的长条状物，比如一端大另一端小，这样在拧紧花螺母6后将锁销7大的一端插入定向套5的半孔中，再将花螺母6往回旋松动的方向旋转一点点，这样花螺母6的槽壁就可以卡在锁销7的粗的一端和细的一端的中间，锁销7因插入定向套5的半孔而挡住了花螺母6的旋转，花螺母6又回旋一个非常小的角度卡在锁销7粗细端的中间，挡住锁销7的脱落，三者形成互相锁止，花螺母6除了可以向拧紧的方向做运动外，是无法向回旋松动的方向做运动的，所以也就阻止了螺丝所有零件的松动，达到了阻止螺丝松动的目的，同样由于花螺母6回旋的角度非常小，加上大比例的旋转距离比，所以并不会对螺母的拧紧度产生影响。

本实施例中，如果连接螺栓2的凹槽21和定向套5的凸棱53的数量为2，那么齿套4的第一锯齿42和定向套5的第二锯齿51的最小啮合度就能够达到二分之一。如果连接螺栓2的凹槽21和定向套5的凸棱53的数量为3，那么齿套4的第一锯齿42和定向套5的第二锯齿51的最小啮合度就能够达到三分之二。如果连接螺栓2的凹槽21和定向套5的凸棱53的数量为4，那么齿套4的第一锯齿42和定向套5的第二锯齿51的最小啮合度就能够达到四分之三。以此类推，连接螺栓2的凹槽21和定向套5的凸棱53的数量为多少，决定着齿套4的第一锯齿42和定向套5的第二锯齿51的最小啮合度达到什么程度，而增加齿套4的第一锯齿42和定向套5的第二锯齿51的啮合度就可以增加其对定位螺母3回旋松动的抵抗力，减小损坏的可能性，降低定位螺母3回旋松动的可能性。另外还有一点，在操作中如果齿套4的第一锯齿42和定向套5的第二锯齿51之间的最小啮合度达不到二分之一怎么办？那就将定向套5从连接螺栓2上退出来，旋转一个凹槽21或凸棱53后让定向套5的凸棱53再对准连接螺栓2的凹槽21套上去，以此重复使用这种方式，直到达到最小的啮合度为止。本实施例结构设计了三个凹槽21和凸棱53，建议它们的齿之间的啮合度以70％到95％为最佳，啮合度不要达到100％，因为这样的话定向套5就只有一个对齿套4的柱向推力了，定位螺母3就受不到旋转推力，不过还是能够阻止定位螺母3回旋松动的，定向套5上的定位孔52是用来容纳锁销7的，当锁销7通过花螺母6的定位槽61插入定位孔52时就可以阻止其与花螺母6的互相旋转运动。

实施例2

参阅图19至图21，为另一种用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，实施例2与实施例1的区别之处在于：凹槽21设有三条，其定向套5安装孔内设有三条凸棱53。本实施例中，定向套5的齿内空间(即第二锯齿51以内空间的安装孔)设置为正圆形状，它的大小与定位螺母3的最大外圆相当，略大于定位螺母3的最大外圆，可以套在定位螺母3上面并可以相互旋转和柱向方向的相对滑动，其圆形空间的柱向长度以定位螺母3不能抵住定向套5内部空间的实体物为准，定向套5的柱向方向设置有23个与柱向平行的且在有锯齿一端未打穿或者未完全打穿的半通孔(即为定位孔52)，定位孔52设置为半通孔，是为了阻止锁销7插入半通孔后随意的柱向移动。

本实施例中，花螺母6与连接螺栓2配合安装的连接孔内侧为设有螺纹，与连接螺栓2的螺纹相互啮合旋转进退，同时在其圆外面的圆形上设置有是一个宽窄不同的槽，即为定位槽61。宽窄不同的槽之间的突出部位(即横槽612与竖槽611的交接处)是用来阻止锁销7脱落而设计的。当将锁销7通过花螺母6的定位槽61插入到定向套5的定位孔52内后，再将花螺母6向回旋松动的方向转动一个角度，让宽窄不同的槽之间的突出部分(横槽612与竖槽611之间交接处的突出部位)挡住锁销7的脱出方向，这样锁销7就不会脱落了，同时锁销7还可以将花螺母6与定向套5之间抵紧不松动。宽窄不同的槽之间的突出部分(横槽612与竖槽611之间交接处的突出部位)的指向方向为靠近人的身边或者是靠近外面的一边并向着松动回旋的方向，当花螺母6旋转拧紧将定向套5经过非完全啮合的齿以斜面的方式呈柱向方向推向齿套4后，齿套4就会将这个力用旋转拧紧的方式传递给定位螺母3，这个时候定位螺母3如果要回旋松动的话就必须要花螺母6也回旋才行，而如果将花螺母6的定位槽61中插入锁销7，并且锁销7进入到定向套5的定位孔52内，使得花螺母6与定向套5不能互相旋转，而定向套5又是套在连接螺栓2上的，因为连接螺栓2的凹槽21与定向套5的凸棱53的啮合原因使其只能作柱向方向的滑动而不能作旋转运动，所以花螺母6也就不能旋转了，这样的话定位螺母3要想回旋松动也就是不可能的了，由于无论是第一锯齿42与第二锯齿51的啮合，凹槽21与凸棱53的啮合体积都比较大，经过设计计算可以做到其抵抗强度可以接近甚至超过目前正在大规模使用的螺栓的抗拉强度和剪切力强度的，使得整个结构装置可以达到只要螺丝结构不损坏，螺母就不会回旋松动的条件。

这里同样有一个设计方式，就是定向套5的定位孔52的数量和花螺母6的定位槽61的数量之间互为质数，这样当花螺母6旋转时与定向套5的定位孔52的单个正对的间隔角度或者说距离就会达到最小，由此连带着传递到定位螺母3那里也会产生相同的效果，加上整个力量传递结构装置中基本都有一个较大的传递比，使得定位螺母3的回旋角度就更小了，比如本实施例将定向套5的定位孔52的数量和花螺母6的定位槽61的数量设定为23个和11个，那么锁销7锁定它们的间隔角度也就是定向套5的其中一个定位孔52与花螺母6的其中一个定位槽61的正对重合所需要的间隔角度即为十一分之一乘以二十三分之一等于二百五十三分之一的圆角度，以此类推，虽然以此设计数目经过计算，允许定位螺母3回旋的距离只有零点零几毫米，比一根头发的直径还小，是几乎可以忽略不计的，但还是不能做到0的回旋距离。不过，本结构还有一个特征，就是可以保留类似扳手扭紧螺母的拧紧力，将花螺母6一般性的拧紧顶向定向套5，并使定向套5通过啮合以柱向传递力的方式抵紧齿套4，齿套4经过齿的斜面把柱向力变为旋转力再传递给定位螺母3，这个时候如果插入锁销7，那么就会因为花螺母6为防止锁销7脱落而回旋一个槽与槽之间的间隔角度或者距离从而使得定位螺母3也出现一个回旋距离，那么在这个时候就不插入锁销7，再增加花螺母6的拧紧力，在整个结构装置中所有零件结构的接触面和体积都比较大，经过设计计算可以做到接近甚至超过目前大规模使用的通用螺栓的抗拉强度和剪切力强度的，而实际需要的防松是只要一个比这个力小很多的防松力度就可以阻止螺母回旋松动的，因为目前所有使用的螺丝本身就是需要一个时间段才会松动的，所以其回旋松动的力度是非常小的，而本实施例设计的防松力度是可以相等或超过定位螺母3要回旋松动的力度许多倍的，所以增加的花螺母6的拧紧力可以由整个结构装置的零件通过一定的在允许范围内的弹性变形来承担这个力，然后在花螺母6增加拧紧力过后再插入锁销7，这样使得为了防止锁销7脱落而产生的花螺母6上槽与槽之间的回旋间隔角度或距离就只会减少整个结构装置的零件的弹性变形，不会让定位螺母3产生回旋距离了，实现定位螺母3的0回旋松动，同样花螺母6回旋一个角度或者距离后还必须保留一个拧紧力，这个拧紧力设计为等于或大于回旋松动的力，这样即具备了防止定位螺母3松动的力度条件，又防止了在机器振动时导致花螺母6的摆动从而使得锁销7也脱落的危险。

本实施例中，锁销7是一个长条状物的结构，上面设置有微锥型或者微圆弧型头的圆柱形结构，将微锥型或者微圆弧型头的一端通过花螺母6的定位槽61对准定向套5的定位孔52可以更容易将锁销7推入定向套5的定位孔52中，锁销7通过花螺母6的定位槽61和定向套5的定位孔52将花螺母6与定向套5穿在一起，阻止了花螺母6的旋转运动，因此定向套5也就没法做呈柱向方向的运动并远离被连接紧固的零件的移动，那么齿套4也同样不会做旋转运动和远离被连接紧固的零件的运动，连带着也就阻止了定位螺母3的回旋松动的旋转运动，达到了防止定位螺母3回旋松动的要求。

本实施例的安装过程：将连接螺栓2穿过被紧固连接的零件1的连接孔，然后套上定位螺母3并旋转拧紧，将齿套4套在定位螺母3上，锯齿向外面，再在连接螺栓2上套上定向套5，将它们的凹槽21和凸棱53对正后就可以套上，定向套5的第二锯齿51方向对着齿套4的第一锯齿42并且啮合，两者齿的啮合比例50％为最佳，也就是齿尖对齿腰，如果达不到以最接近此比例为准，如果不是，退出定向套5，旋转一个角度再将凹槽21和凸棱53对准并套上，直到达到或最接近这个比例为止，然后在连接螺栓2上套上花螺母6，花螺母6的槽的宽的一端(竖槽611)向着被紧固连接的零件1的方向，在将花螺母6拧紧之前先将齿套4往紧的方向转动，同时将定向套5往松的方向转动，然后将定向套5抵紧齿套4，并且抓住定向套5的手不要松开也不要动，将花螺母6用手旋转拧紧后，再松开抓住定向套5的手，然后再继续拧紧花螺母6到需要的拧紧力，至于花螺母6的拧紧力是根据设计的拧紧力的大小为准。将花螺母6拧紧后再看一下花螺母6的哪一个定位槽61正对着定向套5的定位孔52，将锁销7有微锥型或者微圆弧型头的这一端对准定向套5的定位孔52并从花螺母6的定位槽61中推入并插入到定向套5的定位孔52中，如果锁销7两端一样就都可以插入，锁销7插入的孔尽量选择最靠近拧紧方向槽壁的那个定位孔52，然后用扳手将花螺母6向松动回旋的方向用稍大于拧紧力的力度旋转，如果转不动了就不要再用力旋转，以免损坏零件，这个时候就说明锁销7与花螺母6和定向套5已经相互抵紧，取下扳手，看一下花螺母6的宽窄不同的槽之间的突出部分(竖槽611与横槽612交接处的突出部位)是否将锁销7的一端挡住了，如果是的话则安装工作完成了。这里还要测试一下当花螺母6回旋挡住锁销7并抵紧使其不脱落的时候，如果把花螺母6往紧的方向拧，那么一定要达到一个力度后才能使花螺母6往紧的方向转动，也就是设定的最低扭力，因为如果没有这个力度的话，当机器零件振动的时候花螺母6就可能会呈圆周方向的左右摆动，如果摆动幅度过大，就会造成锁销7的脱落，所以力度尽可能略为偏紧，也就是略大于设定的最低扭力，本实施例以8.8级M14的螺丝为设计标准，在锁销7处设计的最低扭力为16到20公斤。

本实施例的拆卸过程：将扳手套上花螺母6，然后以大于拧紧力的力度往紧的方向转动，如果转不动了就不要用力了，因为这说明花螺母6与定向套5和锁销7已经相互抵紧，如果再用力就会损坏零件，然后再将扳手反向旋转，也就往松的方向，只要扳动一点点就行，(为了能精确地达到只往松的方向扳动一点点，建议在扳手上套上一个较长的套管比如钢管，因为允许回旋的距离在1米远处也只有最大3厘米左右，这样操作起来就会更加准确方便，防止往回扳动时花螺母6移动的距离角度过多从而导致无法取出锁销7)，这是为了不让它们三者之间抵紧，方便取下锁销7，然后取下扳手，拔出锁销7，旋转取下花螺母6，取下定向套5、齿套4，有些情况下会取不下定向套5和齿套4，会有点轻微的卡住，可以用东西敲一下它们，拧松并取下定位螺母3，取下连接螺栓2，工作完成。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，其特征在于：包括连接螺栓，所述连接螺栓两端分别安装有第一防松结构和第二防松结构；所述第一防松结构包括定位螺母、齿套、定向套、花螺母和锁销；所述连接螺杆上设有螺纹段，螺纹段上设有至少两条沿柱向方向延伸的凹槽，凹槽末端贯穿所述连接螺杆的一端面；将被紧固连接的零件、定位螺母、齿套、定向套、花螺母依次套设在所述连接螺栓上，所述定位螺母内设置有与螺纹段相匹配的螺纹，被紧固连接的零件夹持在所述第一防松结构和所述第二防松结构之间并通过旋转所述定位螺母而锁紧或其松开被紧固连接的零件；所述齿套内部设有通孔，通孔后段形状与所述定位螺母的外形一样且相匹配，所述齿套通孔后段套设在所述定位螺母上，所述齿套通孔前段套设在所述螺纹段上；所述齿套朝向所述定向套一侧设有至少一个具有斜面的第一锯齿，所述定向套一侧设有至少一个具有斜面且与所述第一锯齿相配合的第二锯齿，所述定向套与所述齿套旋合时，所述第一锯齿与所述第二锯齿相互啮合；所述定向套另一侧的外周设有若干定位孔，所述定向套圆心设置有柱向方向的安装孔，安装孔内设有凸棱，所述凸棱数量与所述凹槽数量匹配，所述凸棱卡设在所述凹槽内且可沿其滑动；所述花螺母外周朝内开设有定位槽，所述锁销穿过所述定位槽后插入所述定位孔内，所述锁销后端露出所述定位孔以外，所述花螺母向着其松动的方向转动时，所述锁销后端顶着所述花螺母定位槽的侧壁。

2.根据权利要求1所述的用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，其特征在于：所述第二防松结构为一螺帽，该螺帽安装在所述连接螺栓的端部并与所述连接螺栓连接成为一体化结构。

3.根据权利要求1所述的用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，其特征在于：所述第二防松结构与所述第一防松结构具有相同的结构，被紧固连接的零件夹持在两个所述定位螺母之间；所述连接螺栓的两端均分别设有所述螺纹段、凹槽；两侧所述凹槽末端贯穿各自所在螺纹段的一侧端面。

4.根据权利要求3所述的用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，其特征在于：所述齿套的第一锯齿呈三角形或梯形，所述第一锯齿呈向心方向的圆扇形展开，所述第一锯齿的斜面向着所述定位螺母松动的方向；所述第二锯齿与所述第一锯齿的造型一致，所述第二锯齿的斜面与所述第一锯齿的斜面的朝向相反，所述第二锯齿与所述第一锯齿在所述齿套与所述定向套旋转后相互啮合；所述第一锯齿呈圆环状设置并环绕所述齿套外周，所述第二锯齿呈圆环状设置并环绕所述定向套外周，所述第一锯齿圆环状结构与所述第二锯齿圆环状结构位置相对且相啮合。

5.根据权利要求4所述的用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，其特征在于：所述定位槽包括竖槽和横槽，竖槽的端部与横槽的端部垂直连接并连通；横槽与所述连接螺栓的中轴线平行；所述花螺母向着其松动的方向转动时，所述锁销后端顶着所述花螺母竖槽的侧壁；所述定位槽设有若干条，平行且均匀分布在所述花螺母的外周；所述第一锯齿与所述第二锯齿之间的啮合度在30％～100％之间。

6.根据权利要求5所述的用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，其特征在于：所述定位孔与所述第二锯齿之间不连通；或者，所述定位孔打穿所述第二锯齿而将所述定向套两侧贯穿；所述锁销为条状结构的定位杆，所述锁销一端环绕其一周开设有环形槽，环形槽将所述锁销分成上段和下段，下段插入所述定位孔内，其上段位于所述定位槽内，在所述花螺母往松开方向转动时，所述锁销的上段卡入所述竖槽内并顶着所述竖槽的侧壁。

7.根据权利要求1所述的用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，其特征在于：所述定位螺母与所述齿套固定连接在一起形成一体化结构。

8.根据权利要求1所述的用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，其特征在于：所述定位孔内设有螺纹，所述锁销下段设有与所述定位孔螺纹相匹配的连接螺纹，所述锁销上段设有具有凹凸状结构的纹路。

9.根据权利要求1所述的用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，其特征在于：所述凹槽的数量与所述第一锯齿齿数的数量之间互为质数；或者，所述凹槽的数量与所述第一锯齿齿数的数量之间具有的公约数个数范围为1～4个；所述定位槽的数量与所述定位孔的数量之间互为质数；或者，所述定位槽的数量与所述定位孔的数量之间具有的公约数个数范围为1～4个。

10.根据权利要求1所述的用于连接和紧固零件的截断式防止螺母回旋松动装置，其特征在于：所述花螺母与所述连接螺栓配合安装的内侧为设有螺纹的连接孔，所述花螺母沿与所述竖槽平齐的平面剖开后的剖面为多边形。

Images