CN211117067U

CN211117067U - 一种防松螺纹连接结构

Info

Publication number: CN211117067U
Application number: CN201921583614.1U
Authority: CN
Inventors: 谢小鹏; 欧永东
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2020-07-28
Anticipated expiration: 2029-09-23

Abstract

本实用新型涉及一种防松螺纹连接结构，包括螺栓，螺杆设有第一外螺纹，螺杆端部设有第一内螺纹，第一外螺纹和第一内螺纹的螺纹方向相反，第一外螺纹延伸方向和第一内螺纹延伸方向平行；螺母，设有第二内螺纹，第二内螺纹和第一外螺纹配合螺母螺纹连接螺栓；螺钉，包括螺钉头，螺钉设有第二外螺纹，第二外螺纹和第一内螺纹配合螺钉螺纹连接螺栓；连接件，分别连接螺母和螺钉头，当螺母和螺钉中任意一方相对螺栓往一方向旋转时，连接件带动螺母和螺钉中另一方相对螺栓往同一方向旋转。本实用新型通过外螺旋副和内螺旋副的相互作用以及连接件的传动，使螺母与螺钉相互之间形成互锁，螺纹连接结构防松效果好，可靠性高。

Description

一种防松螺纹连接结构

技术领域

本实用新型涉及机械连接技术领域，特别是涉及一种防松螺纹连接结构。

背景技术

螺栓螺母的连接结构是将螺母螺纹连接在螺栓的螺杆上，将被连接物置于螺母和螺栓的头部之间，通过在螺杆上旋转螺母使螺母压紧被连接物而固定。由于螺栓螺母制造成本低，制造工艺成熟，已经在社会上得到广泛使用。

但是，目前的螺栓螺母连接结构的防松效果不佳，螺母容易在螺杆上松动导致防松失效。对于一些重型机械，若是螺母松动，很容易就会引发安全事故，甚至造成人员伤亡。

为了加强螺栓螺母连接结构的防松效果，有时会在原来的第一螺母后面增加一个第二螺母并拧紧，使第二螺母压紧第一螺母以解决第一螺母松动问题。然而当第二螺母出现松动时，第一螺母仍然会出现松动的可能。因此这种措施也只是在一定程度上延缓了第一螺母自行从螺栓上松脱的时间，仍然没有从根本上解决螺栓螺母连接结构防松效果不佳的问题，可靠性不高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种防松螺纹连接结构，其通过外螺旋副和内螺旋副的相互作用以及连接件的传动，使螺母与螺钉相互之间形成互锁，螺母不会从螺栓上自行松脱，螺纹连接结构防松效果好，可靠性高。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种防松螺纹连接结构，包括

螺栓，包括螺杆，螺杆设有第一外螺纹，螺杆端部设有第一内螺纹，第一外螺纹和第一内螺纹的螺纹方向相反，第一外螺纹延伸方向和第一内螺纹延伸方向平行；

螺母，设有第二内螺纹，第二内螺纹和第一外螺纹相匹配，第二内螺纹和第一外螺纹配合螺母螺纹连接螺栓；

螺钉，包括螺钉头，螺钉设有第二外螺纹，第二外螺纹和第一内螺纹相匹配，第二外螺纹和第一内螺纹配合螺钉螺纹连接螺栓；

连接件，分别连接螺母和螺钉头，当螺母和螺钉中任意一方相对螺栓往一方向旋转时，连接件带动螺母和螺钉中另一方相对螺栓往同一方向旋转。

进一步，螺母侧壁设有螺母凹槽，螺钉头侧壁设有螺钉凹槽，连接件一端卡接于螺母凹槽，连接件另一端卡接于螺钉凹槽。

进一步，螺母凹槽延伸方向和螺钉凹槽延伸方向均与螺栓轴向平行。

进一步，连接件、螺母凹槽和螺钉凹槽三者的宽度相等，连接件、螺母凹槽和螺钉凹槽三者的高度相等。

进一步，螺母厚度大于螺母凹槽长度，螺母凹槽朝向螺钉的一端连接螺母朝向螺钉的端面，螺钉头厚度大于螺钉凹槽长度，螺钉凹槽朝向螺母的一端连接螺钉头朝向螺母的端面，螺母凹槽长度为L1，螺钉凹槽长度为L2，连接件长度为L3，L3≤L1+L2。

进一步，连接件、螺母凹槽和螺钉凹槽的数量均为两个，两个连接件、两个螺母凹槽和两个螺钉凹槽均以螺杆为轴对称设置。

进一步，还包括弹性胶套，弹性胶套包裹于螺母侧壁、螺钉侧壁和连接件外。

进一步，还包括垫圈，垫圈套接于螺杆，垫圈设于螺钉头和螺母之间。

进一步，螺母端面设有螺母通孔，螺钉头端面设有螺钉通孔，连接件穿设于螺母通孔和螺钉通孔内。

进一步，连接件包括第一连接体和第二连接体，第一连接体一端连接于第二连接体中部，第一连接体穿设于螺母通孔和螺钉通孔内，第二连接体外径大于螺母通孔和螺钉通孔的直径。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

螺栓和螺母之间形成外螺旋副，螺栓和螺钉之间形成内螺旋副，两个螺旋副的旋转方向相反。当螺母和螺钉头任意一方出现松动并相对螺栓往一方向旋转时，通过连接件传动，连接件带动螺母和螺钉头的另一方相对螺栓往同一方向旋转，该另一方越旋转与螺杆连接越紧，并产生与上述先行松动一方旋转方向相反的扭矩，并通过连接件传动阻止先行松动一方的松动。现有技术中，第二螺母松动旋转时，没有其他扭矩可以阻止其继续松动，因此第二螺母无法继续压紧第一螺母，第一螺母与螺栓的连接也就无法保证防松效果了。本实用新型通过外螺旋副和内螺旋副的相互作用以及连接件的传动，使螺母与螺钉相互之间形成互锁，能够有效防止螺母和螺钉在螺栓上的松动旋转，螺母不会从螺栓上自行松脱，螺纹连接结构防松效果好，可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的平面结构示意图。

图2为螺栓的透视示意图。

图3为螺母的俯视示意图。

图4为连接体嵌入螺母和螺钉的示意图。

图5为本实用新型实施例2的平面结构示意图。

附图标记说明：

1——螺栓、11——内螺纹孔；2——螺母、21——螺母凹槽；3——连接件；4——螺钉、41——螺钉凹槽；5——弹性胶套。

具体实施方式

下面来对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例1

如图1～图4所示，一种防松螺纹连接结构，包括螺栓1，螺栓1包括螺杆，螺杆设有第一外螺纹，螺杆端部设有第一内螺纹，第一外螺纹和第一内螺纹的螺纹方向相反，第一外螺纹延伸方向和第一内螺纹延伸方向平行；螺母2，设有第二内螺纹，第二内螺纹和第一外螺纹相匹配，第二内螺纹和第一外螺纹配合螺母2螺纹连接螺栓1；螺钉4，包括螺钉4头，螺钉4设有第二外螺纹，第二外螺纹和第一内螺纹相匹配，第二外螺纹和第一内螺纹配合螺钉4螺纹连接螺栓1；连接件3，分别连接螺母2和螺钉4头，当螺母2和螺钉4中任意一方相对螺栓1往一方向旋转时，连接件3带动螺母2和螺钉4中另一方相对螺栓1往同一方向旋转。

具体地，螺栓1包括头部和螺杆，螺栓1头部可以是六角头的、圆头的、方形头的等等，优选采用六角头螺栓1。螺杆上设有第一外螺纹，螺杆一端连接螺栓1头部，螺杆另一端端部设有内螺纹孔11，内螺纹孔11的延伸方向与螺杆平行。内螺纹孔11设有第一内螺纹。第一内螺纹长度、直径比第一外螺纹长度、直径稍小。通过第二内螺纹和第一外螺纹配合，螺母2螺纹连接于螺杆。被连接物置于螺母2和螺栓1的头部之间。拧紧螺母2使被连接物两端分别与螺母2和螺栓1的头部紧密连接。螺钉4可以是外六角、方头、圆头的等等，优选采用外六角螺钉。螺钉4包括螺钉4头和螺钉4杆身，螺钉4杆身一端连接螺钉4头，螺钉4杆身设有第二外螺纹，通过第二外螺纹和第一内螺纹配合，螺钉4杆身另一端旋进螺栓1端部的内螺纹孔11中。

螺栓1和螺母2之间形成外螺旋副，螺栓1和螺钉4之间形成内螺旋副，由于第一外螺纹和第一内螺纹的螺纹方向相反，外螺旋副和内螺旋副的旋转方向相反，即当螺母2往某个方向松动旋转时，螺钉4往该方向旋转则越转越紧；或者当螺钉4往某个方向松动旋转时，螺母2往该方向旋转则越转越紧。因此当螺母2和螺钉4头任意一方出现松动并相对螺栓1往一方向旋转时，通过连接件3的传动，带动螺母2和螺钉4头的另一方相对螺栓1往同一方向旋转，该另一方越旋转与螺杆连接越紧，并产生与上述先行松动一方旋转方向相反的扭矩，再通过连接件3的传动阻止先行松动一方的松动。现有技术中，第二螺母松动旋转时，没有其他扭矩可以阻止其继续松动，因此第二螺母无法继续压紧第一螺母，第一螺母与螺栓1的连接也就无法保证防松效果了。本实用新型通过外螺旋副和内螺旋副的相互作用以及连接件3的连接传动，使螺母2与螺钉4相互之间形成互锁，能够有效防止螺母2和螺钉4在螺栓1上的松动旋转，螺母2不会从螺栓1上自行松脱，螺纹连接结构防松效果好，可靠性高。

螺母2侧壁设有螺母凹槽21，螺钉4头侧壁设有螺钉凹槽41，连接件3一端卡接于螺母凹槽21，连接件3另一端卡接于螺钉凹槽41。当螺母2或螺钉4头任一方松动旋转时，通过卡接在螺母凹槽21和螺钉凹槽41里的连接件3的传动，带动螺母2或螺钉4头另一方跟着旋转，从而与螺杆之间产生阻止旋转运动的扭矩，再通过连接件3的传动阻止先行松动一方的松动。

通过连接件3分别连接螺母凹槽21和螺钉凹槽41，能够使外螺旋副和内螺旋副之间形成相互作用，使螺母2与螺钉4相互之间形成互锁。

螺母凹槽21延伸方向和螺钉凹槽41延伸方向均与螺栓1轴向平行。通过旋转螺钉4容易使螺母凹槽21和螺钉凹槽41对齐，从而使连接件3容易卡进螺母凹槽21和螺钉凹槽41中，同时降低了连接件3的设计要求。

连接件3、螺母凹槽21和螺钉凹槽41三者的宽度相等，连接件3、螺母凹槽21和螺钉凹槽41三者的高度相等。连接件3能够紧密地卡进螺母凹槽21和螺钉凹槽41里，当螺母2或螺钉4头任一方松动旋转时，连接件3能够马上被带动旋转，进而马上带动螺母2或螺钉4头另一方旋转，从而产生阻止旋转运动的扭矩，能够迅速阻止螺母2的松动。

螺母2厚度是螺母2两个端面之间的距离，螺母2厚度大于螺母凹槽21长度，螺母凹槽21朝向螺钉4的一端连接螺母2朝向螺钉4的端面，即螺母凹槽21一端穿透螺母2侧壁且与螺母2一端面连接，螺母凹槽21另一端则不穿透螺母2侧壁且与螺母2另一端面之间有一小段距离；螺钉4头厚度是螺钉4头两个端面之间的距离，螺钉4头厚度大于螺钉凹槽41长度，螺钉凹槽41朝向螺母2的一端连接螺钉4头朝向螺母2的端面，即螺钉凹槽41一端穿透螺钉4头侧壁且与螺钉4头一端面连接，螺钉凹槽41另一端则不穿透螺钉4头侧壁且与螺钉4头另一端面之间有一小段距离。螺母凹槽21一端和螺钉凹槽41一端相对设置。螺母凹槽21长度为L1，螺钉凹槽41长度为L2，连接件3长度为L3，L3≤L1+L2。由于连接件3长度小于或等于螺母凹槽21长度与螺钉凹槽41长度之和，连接件3容易卡进螺母凹槽21和螺钉凹槽41里，并且由于螺母凹槽21另一端有一小段螺母2侧壁，螺钉凹槽41另一端也有一小段螺钉4头侧壁，连接件3卡进螺母凹槽21长度和螺钉凹槽41里时，受到一小段螺母2侧壁或一小段螺钉4头侧壁的承托，不会从凹槽中掉落，有利于保证防松效果。

连接件3、螺母凹槽21和螺钉凹槽41的数量均为两个，两个连接件3、两个螺母凹槽21和两个螺钉凹槽41均以螺杆为轴对称设置，使得整体结构受力均衡，不会出现偏颇现象。对称设置的两个连接件3受力方向相反，当螺母2或螺钉4头中任意一方松动且相对螺栓1往一方向旋转时，分别施加在两个连接件3上的扭矩方向相反，两个连接件3更容易带动螺母2或螺钉4头另一方相对螺栓1往相同方向旋转。

以外六角螺钉为例，螺钉凹槽41优选设于外六角螺钉头部的侧面中部；螺母凹槽21设于螺母2的侧面中部。用户可以根据实际需要，灵活设置连接件3、螺母凹槽21和螺钉凹槽41的数量和位置。比如，螺钉凹槽41设置为6个，分别位于外六角螺钉头部的6个侧面中部，螺母凹槽21和连接件3数量各设为2个，可以在较小的转动范围内旋转螺钉4，即可使螺母凹槽21和螺钉凹槽41对齐，方便连接件3的卡接。

还包括弹性胶套5，弹性胶套5包裹于螺母2侧壁、螺钉4侧壁和连接件3外，弹性胶套5具有一定的拉伸弹性，使连接件3不会因为振动或外力影响从螺母凹槽21和螺钉凹槽41中脱出，同时还能加强螺母2和螺钉4的联动性。

以外六角螺钉为例，弹性胶套5整体成棱柱形，中心为两头贯通孔，贯通孔一端的形状与螺母2外形相同，另一端的形状和螺钉4头外形相同，弹性胶套5拉伸后可同时包裹住螺母2和螺钉4头。

还包括垫圈，垫圈套接于螺杆，垫圈设于螺钉4头和螺母2之间。当螺钉4与螺母2之间有空隙时，可通过在螺钉4与螺母2之间增设垫圈以使螺钉4与螺母2之间建立硬连接，加强螺母2和螺钉4的联动性。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：

如图5所示，螺母2端面设有螺母通孔，螺钉4头端面设有螺钉通孔，连接件3穿设于螺母通孔和螺钉通孔内。

螺栓1和螺母2之间形成外螺旋副，螺栓1和螺钉4之间形成内螺旋副，当螺母2或螺钉4头任一方松动旋转时，会带动穿设于螺母通孔和螺钉通孔内的连接件3跟着旋转，连接件3又带动螺母2或螺钉4头另一方跟着旋转，并且越转转紧，进而与螺杆之间产生阻止旋转运动的扭矩。通过连接件3传动以及外螺旋副和内螺旋副之间的相互作用，使螺母2与螺钉4相互之间形成互锁。

优选地，连接件3、螺母通孔和螺钉通孔三者的直径相等。连接件3能够紧密地穿设于螺母通孔和螺钉通孔内，当螺母2或螺钉4头任一方松动旋转时，连接件3能够马上被带动旋转，进而马上带动螺母2或螺钉4头另一方旋转，从而产生阻止旋转运动的扭矩，能够迅速地阻止螺母2的松动。

连接件3包括第一连接体和第二连接体，第一连接体一端连接于第二连接体中部，第一连接体穿设于螺母通孔和螺钉通孔内，第二连接体外径大于螺母通孔和螺钉通孔的直径。

第二连接体可以是球体或其它形状，其外径大于螺母通孔和螺钉通孔的直径，当第一连接体穿设于螺母通孔和螺钉通孔内时，第二连接体挂在螺母通孔或螺钉通孔的外面，使第一连接体不会从螺母通孔和螺钉通孔内脱出；同时第二连接体具有抓手功能，方便第一连接体的穿插动作。

本实用新型的工作原理：

被连接物置于螺母2和螺栓1的头部之间，拧紧螺母2使被连接物两端分别与螺母2和螺栓1的头部紧密连接。螺钉4旋入螺栓1端部的内螺纹孔11中。转动螺钉4使螺钉凹槽41与螺母凹槽21对齐，并且使螺钉4抵压在螺母2端面上。如果被连接物厚度较小，螺母2比较靠近螺栓1头部，螺钉4杆身全部旋入内螺纹孔11中螺钉4头仍无法抵压在螺母2端面上时，可以先退出螺钉4，在螺母2后面加入垫圈后再旋入螺钉4，使垫圈两端分别与螺母2与螺钉4头连接。将连接件3卡入螺钉凹槽41与螺母凹槽21中，再将弹性胶套5套在螺钉4头与螺母2外。

螺栓1与螺母2之间形成外螺旋副，螺栓1与螺钉4之间形成内螺旋副，两个螺旋副方向相反。这样就会有两种结构组合：一是前者为左外螺旋副，后者为右内螺旋副；二是前者为右外螺旋副，后者为左内螺旋副。以下根据两种结构组合分别分析其防松原理。

1)螺栓1与螺母2之间形成左外螺旋副，螺栓1与螺钉4之间形成右内螺旋副：

当螺母2先行松动，即螺母2相对螺栓1右旋，通过连接件3的传动，螺母2会带动螺钉4相对螺栓1右旋；由于螺栓1与螺钉4之间为右内螺旋副，那么螺栓1与螺钉4之间的连接会更紧，产生与螺母2松动方向相反的扭矩，通过连接件3的传动，阻止螺母2松动。

当螺钉4先行松动，即螺钉4相对螺栓1左旋，通过连接件3的传动，螺钉4会带动螺母2相对螺栓1左旋；由于螺栓1与螺母2之间为左外螺旋副，那么螺栓1与螺母2之间的连接会更紧，产生与螺钉4松动方向相反的扭矩，通过连接件3的传动，阻止螺钉4松动。

2)螺栓1与螺母2之间形成右外螺旋副，螺栓1与螺钉4之间形成左内螺旋副：

当螺母2先行松动，即螺母2相对螺栓1左旋，通过连接件3的传动，螺母2会带动螺钉4相对螺栓1左旋；由于螺栓1与螺钉4之间为左内螺旋副，那么螺栓1与螺钉4之间的连接会更紧，产生与螺母2松动方向相反的扭矩，通过连接件3的传动，阻止螺母2松动。

当螺钉4先行松动，即螺钉4相对螺栓1右旋，通过连接件3的传动，螺钉4会带动螺母2相对螺栓1右旋；由于螺栓1与螺母2之间为右外螺旋副，那么螺栓1与螺母2之间的连接会更紧，产生与螺钉4松动方向相反的扭矩，通过连接件3的传动，阻止螺钉4松动。

需要解开被连接物时，先把弹性胶套5取出，再取下连接件3，然后依次旋出螺钉4和螺母2即可。整体连接结构简单可靠，易于实施。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种防松螺纹连接结构，其特征在于：包括

2.按照权利要求1所述的一种防松螺纹连接结构，其特征在于：螺母侧壁设有螺母凹槽，螺钉头侧壁设有螺钉凹槽，连接件一端卡接于螺母凹槽，连接件另一端卡接于螺钉凹槽。

3.按照权利要求2所述的一种防松螺纹连接结构，其特征在于：螺母凹槽延伸方向和螺钉凹槽延伸方向均与螺栓轴向平行。

4.按照权利要求2所述的一种防松螺纹连接结构，其特征在于：连接件、螺母凹槽和螺钉凹槽三者的宽度相等，连接件、螺母凹槽和螺钉凹槽三者的高度相等。

5.按照权利要求2所述的一种防松螺纹连接结构，其特征在于：螺母厚度大于螺母凹槽长度，螺母凹槽朝向螺钉的一端连接螺母朝向螺钉的端面；螺钉头厚度大于螺钉凹槽长度，螺钉凹槽朝向螺母的一端连接螺钉头朝向螺母的端面，螺母凹槽长度为L1，螺钉凹槽长度为L2，连接件长度为L3，L3≤L1+L2。

6.按照权利要求2所述的一种防松螺纹连接结构，其特征在于：连接件、螺母凹槽和螺钉凹槽的数量均为两个，两个连接件、两个螺母凹槽和两个螺钉凹槽均以螺杆为轴对称设置。

7.按照权利要求2所述的一种防松螺纹连接结构，其特征在于：还包括弹性胶套，弹性胶套包裹于螺母侧壁、螺钉侧壁和连接件外。

8.按照权利要求2所述的一种防松螺纹连接结构，其特征在于：还包括垫圈，垫圈套接于螺杆，垫圈设于螺钉头和螺母之间。

9.按照权利要求1所述的一种防松螺纹连接结构，其特征在于：螺母端面设有螺母通孔，螺钉头端面设有螺钉通孔，连接件穿设于螺母通孔和螺钉通孔内。

10.按照权利要求9所述的一种防松螺纹连接结构，其特征在于：连接件包括第一连接体和第二连接体，第一连接体一端连接于第二连接体中部，第一连接体穿设于螺母通孔和螺钉通孔内，第二连接体外径大于螺母通孔和螺钉通孔的直径。