CN215805653U - 防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，包括螺母、垫圈及螺栓，所述螺母的底部设置有圆锥凹面，所述圆锥凹面的角度θ小于所述螺母的内螺纹角度α与所述螺栓的外螺纹角度β；所述垫圈的中心设置有供所述螺栓的螺杆穿过的通孔，所述通孔的孔径大于所述螺栓的外螺纹大径，所述垫圈的顶部设置有圆锥凸面，所述垫圈的高度不大于所述圆锥凹面的高度；所述螺母、垫圈及螺栓在工件上安装拧紧后，所述螺母的底部与所述工件接触；所述垫圈变形后，所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间是没有横向间隙的接触结构，从而，在横向振动或冲击的时候能有效防止所述螺母与所述螺栓之间连续地做松动方向滚动运动。

Description

防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件

技术领域

本实用新型涉及紧固件领域，具体涉及一种防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件。

背景技术

客观上，内螺纹件与外螺纹件之间向相对松动方向自动转动的方式有滑动运动(例如，在转动惯性的作用下内螺纹件会产生向相对松退方向的滑行转动)与滚动运动(无固定轴横向旋转运动)这两种方式。

发明人在已发表的文章《全新的圆柱螺纹联接防松原理及防松技术》[中国新技术新产品，2015.10(上)]中，用理论分析与实验结果证明了“圆柱螺纹联接在横向振动或冲击的环境里产生的松动是内、外螺纹件之间的无固定轴横向旋转运动(滚动运动)，因此，只要实现内、外螺纹件之间的横向锁止，就能够阻止内、外螺纹件之间的无固定轴横向旋转运动，也就是能够实现圆柱螺纹联接在横向振动或冲击的环境里的完全防松”。

内螺纹件与外螺纹件之间做松动方向滚动运动，就必须得有能做松动方向滚动运动的空间。

发明人设计的公告号为CN208252563U的“防止做松动方向自动滚动运动的螺纹联接”的技术方案6存在如下缺点：垫圈的凸出部嵌入螺杆上设置的凹陷部后垫圈与外螺纹件之间形成不能连续地做横向转动运动的锁定结构，才能在横向振动或冲击的时候有效防止第螺母与螺栓之间连续地做松动方向滚动运动，也就是，降低外螺纹的强度才能在横向振动或冲击的时候有效防止第螺母与螺栓之间连续地做松动方向滚动运动。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在横向振动或冲击的时候能有效防止螺母与螺栓之间连续地做松动方向滚动运动的紧固件，进一步，本实用新型所要解决的技术问题是：1、克服上述“防止做松动方向自动滚动运动的螺纹联接”的技术方案存在的缺点。2、增强防止做松动方向自动滚动运动的效果。3、实现拧紧螺母时垫圈的通孔对外螺纹的稳定锁紧力，从而更容易地获得对工件所需要的夹紧力。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，包括螺母、垫圈及螺栓，所述螺母的底部设置有圆锥凹面，所述圆锥凹面的角度θ小于所述螺母的内螺纹角度α与所述螺栓的外螺纹角度β；所述垫圈的中心设置有供所述螺栓的螺杆穿过的通孔，所述通孔的孔径大于所述螺栓的外螺纹大径，所述通孔的高度h大于所述螺栓的外螺纹螺距，所述垫圈的顶部设置有圆锥凸面，所述垫圈的高度不大于所述圆锥凹面的高度；所述螺母、垫圈及螺栓在工件上安装拧紧后，所述螺母的底部与所述工件接触；所述垫圈变形后，所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间是没有横向间隙的接触结构，所述通孔与所述螺栓的外螺纹之间是没有横向间隙的接触结构；所述螺栓的外螺纹与所述螺母的内螺纹之间有纵向间隙，所述螺母的内螺纹大径大于所述螺栓的外螺纹大径，所述螺母的内螺纹小径大于所述螺栓的外螺纹小径；所述圆锥凸面与所述圆锥凹面相互接触的部位的材料不是尼龙、木质、橡胶和合成树脂；所述通孔与所述螺栓的外螺纹相互接触的部位的材料不是尼龙、木质、橡胶和合成树脂；所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间在纵向上不是相互自锁的结构。

所述螺母、垫圈及螺栓在所述工件上安装拧紧后(参考图7、图8)，所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间是没有横向间隙的接触结构，所以所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间没有所述垫圈与螺母能连续地做松动方向滚动运动的空间；所述通孔与所述螺栓的外螺纹之间是没有横向间隙的接触结构，也就是横向锁定的结构，所以在横向振动或冲击的时候所述垫圈与所述螺栓之间不能连续地做松动方向滚动运动。在横向振动或冲击的时候，如果产生所述螺母相对于所述垫圈与螺栓横向运动的趋势，这时如果所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间能横向自锁，所述螺母就不能在所述圆锥凸面上滑动；这时如果所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间不能横向自锁，所述螺母就会同时产生沿所述圆锥凸面向上滑动的趋势与沿所述螺栓的外螺纹下牙侧向下滑动的趋势，由于这种锁定结构所述螺母不能在所述圆锥凸面上滑动，也就是，在横向振动或冲击的时候所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间不产生所述螺母与螺栓能连续地做松动方向滚动运动的空间，因此，在横向振动或冲击的时候所述螺母与所述螺栓之间不能连续地做松动方向滚动运动。

所述垫圈的高度不大于所述圆锥凹面的高度，因此，当所述螺母在所述螺栓上拧紧一段后所述螺母的底部和所述垫圈的底部均与所述工件接触，之后继续拧紧所述螺母时所述垫圈的通孔对所述外螺纹的锁紧力趋于稳定，从而能更容易地获得对工件所需要的夹紧力。

为了容易地实现“所述通孔与所述螺栓的外螺纹之间是没有横向间隙的接触结构”，从而增强防止做松动方向自动滚动运动的效果，优选地，所述通孔是周长小于所述螺栓的外螺纹周长的没有闭合的通孔。

为了能顺利地实现“所述通孔与所述螺栓的外螺纹之间是没有横向间隙的接触结构”，“所述通孔的高度h大于所述螺栓的外螺纹螺距”是所述防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件的必要条件。

为了增强防止做松动方向自动滚动运动的效果，优选地，所述通孔的高度h大于所述螺栓的外螺纹螺距的1.5倍。

为了在所述圆锥凸面的纵向中轴线、所述螺母的内螺纹纵向中轴线及所述螺栓的外螺纹纵向中轴线之间相互不重叠的状况(由于加工误差，难以避免这种状况)下也能够实现“所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间是没有横向间隙的接触结构”，“所述圆锥凹面的角度θ小于所述螺母的内螺纹角度α与所述螺栓的外螺纹角度β”是所述防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件的必要条件。

为了增强防止做松动方向自动滚动运动的效果，优选地，所述圆锥凹面的角度θ大于21°小于50°。

为了进一步增强防止做松动方向自动滚动运动的效果，进一步优选地，所述圆锥凹面的角度θ大于22°小于40°。

为了能更容易地实现所述螺母的底部与所述工件接触，优选地，所述垫圈的材质硬度比所述螺栓的材质硬度小。

为了，补偿因设置圆锥凹面而减少的螺母底部面积，从而有效防止螺母底部和工件的接触面容易产生塑性变形，优选地，所述螺母的底部设置有凸缘。

在横向振动或冲击的时候，如果，外螺纹与内螺纹之间没有纵向间隙，或内螺纹大径不大于外螺纹大径，或内螺纹小径不大于外螺纹小径，那么会出现由于外螺纹与内螺纹之间没有内螺纹件与外螺纹件能做松动方向滚动运动的空间而导致内螺纹件与外螺纹件之间做不了松动方向滚动运动的状况，因此，“所述螺栓的外螺纹与所述螺母的内螺纹之间有纵向间隙，所述螺母的内螺纹大径大于所述螺栓的外螺纹大径，所述螺母的内螺纹小径大于所述螺栓的外螺纹小径”是所述防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件的必要条件。

如果所述圆锥凸面与所述圆锥凹面相互接触的部位的材料是尼龙或木质或橡胶或合成树脂，在横向振动或冲击的时候，当所述螺母相对于所述垫圈与螺栓的横向惯性力大于一定值时，尼龙材料或木质材料或橡胶材料或合成树脂材料就会产生连续的弹性变形，从而会导致在所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间产生能使所述螺母连续地做松动方向滚动运动的空间，因此，“所述圆锥凸面与所述圆锥凹面相互接触的部位的材料不是尼龙、木质、橡胶和合成树脂”是所述防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件的必要条件。

如果所述通孔与所述螺栓的外螺纹相互接触的部位的材料是尼龙或木质或橡胶或合成树脂，在横向振动或冲击的时候，当所述螺栓相对于所述垫圈与螺母的横向惯性力大于一定值时，尼龙材料或木质材料或橡胶材料或合成树脂材料就会产生连续的弹性变形，从而会导致在所述通孔与所述螺栓的外螺纹之间产生能使所述螺栓连续地做松动方向滚动运动的空间，因此，“所述通孔与所述螺栓的外螺纹相互接触的部位的材料不是尼龙、木质、橡胶和合成树脂”是所述防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件的必要条件。

为了增强防止做松动方向自动滚动运动的效果，优选地，所述螺母、垫圈及螺栓是金属材料紧固件。

因为所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间在纵向上不是相互自锁的结构，所以在安装过程中所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间能自动调整位置，从而能顺利地实现“所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间是没有横向间隙的接触结构”，因此，为了能顺利地实现防止做松动方向自动滚动运动的效果，“所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间在纵向上不是相互自锁的结构”是所述防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件的必要条件。

本实用新型中，所谓的“横向”，与螺纹的径向相同。

本实用新型中，所谓的“纵向”，与螺纹的轴向相同。

本实用新型中，所述螺栓的外螺纹周长＝π×所述螺栓的外螺纹大径。

本实用新型中，所谓的“所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间是没有横向间隙的接触结构”，是指“所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间没有所述垫圈与所述螺母能做横向直线运动的空间”。

本实用新型中，所谓的“所述通孔与所述螺栓的外螺纹之间是没有横向间隙的接触结构”，是指“所述通孔与所述螺栓的外螺纹之间没有所述垫圈与所述螺栓能做横向直线运动的空间”。

本实用新型中，所谓的“所述螺栓的外螺纹与所述螺母的内螺纹之间有纵向间隙”，是指“所述螺栓的外螺纹与所述螺母的内螺纹之间有所述螺栓与所述螺母能做纵向直线运动的空间”。

本实用新型的有益效果是：1、上述的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，不降低外螺纹的强度也能在横向振动或冲击的时候有效防止螺母与螺栓之间连续地做松动方向滚动运动；2、上述的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，能增强防止做松动方向自动滚动运动的效果；3、上述的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，能实现拧紧螺母时垫圈的通孔对外螺纹的稳定锁紧力，从而能更容易地获得对工件所需要的夹紧力。

附图说明

图1为本实用新型第一、第二实施例的螺母的立体结构示意图；

图2为本实用新型第一、第二实施例的螺母的中心(圆锥凹面与内螺纹的中心)纵剖侧视结构示意图；

图3为本实用新型第一实施例的垫圈的立体结构示意图；

图4为本实用新型第一实施例的垫圈的中心纵剖侧视结构示意图；

图5为本实用新型第二实施例的垫圈的立体结构示意图；

图6为本实用新型第二实施例的垫圈的中心纵剖侧视结构示意图；

图7为本实用新型第一实施例的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件的使用状态的中心(外螺纹的中心)纵剖侧视结构示意图；

图8为本实用新型第二实施例的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件的使用状态的中心(外螺纹的中心)纵剖侧视结构示意图。

图中：1、螺母，2、垫圈，3、螺栓，4、圆锥凹面,5、通孔，6、圆锥凸面，7、工件，8、凸缘。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件作进一步的详细描述。

实施例1

如图1、图2、图3、图4、图7所示，防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，包括螺母1、垫圈2及螺栓3，所述螺母1的底部设置有凸缘8，所述螺母1的底部设置有圆锥凹面4，所述圆锥凹面4的角度θ小于所述螺母1的内螺纹角度α与所述螺栓3的外螺纹角度β；所述垫圈2的材质硬度小于所述螺栓3的材质硬度，所述垫圈2的中心设置有供所述螺栓3的螺杆穿过的没有闭合的通孔5，所述通孔5的周长小于所述螺栓3的外螺纹周长，所述通孔5的孔径大于所述螺栓3的外螺纹大径，所述通孔5的高度h大于所述螺栓3的外螺纹螺距，所述垫圈2的顶部设置有圆锥凸面6，所述垫圈2的高度不大于所述圆锥凹面4的高度；所述螺母1、垫圈2及螺栓3在工件7上安装拧紧后，所述螺母1的底部与所述工件7接触；所述垫圈2变形后，所述圆锥凸面6与所述圆锥凹面4之间是没有横向间隙的接触结构，所述通孔5与所述螺栓3的外螺纹之间是没有横向间隙的接触结构；所述螺栓3的外螺纹与所述螺母1的内螺纹之间有纵向间隙，所述螺母1的内螺纹大径大于所述螺栓3的外螺纹大径，所述螺母1的内螺纹小径大于所述螺栓3的外螺纹小径；所述圆锥凸面6与所述圆锥凹面4相互接触的部位的材料不是尼龙、木质、橡胶和合成树脂；所述通孔5与所述螺栓3的外螺纹相互接触的部位的材料不是尼龙、木质、橡胶和合成树脂；所述圆锥凸面6与所述圆锥凹面4之间在纵向上不是相互自锁的结构。

优选地，所述通孔5的高度h大于所述螺栓3的外螺纹螺距的1.5倍。

优选地，所述圆锥凹面4的角度θ大于21°小于50°。

进一步优选地，所述圆锥凹面4的角度θ大于22°小于40°。

优选地，所述螺母1、垫圈2及螺栓3是金属材料紧固件。

如图7所示，所述螺母1、垫圈2及螺栓3在工件7上安装拧紧后，所述通孔5上形成了与所述螺栓3的外螺纹相对应的内螺纹。重复使用时，可以将所述垫圈2旋入所述螺栓3上。

实施例2

如图1、图2、图5、图6、图8所示，防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，包括螺母1、垫圈2及螺栓3，所述螺母1的底部设置有凸缘8，所述螺母1的底部设置有圆锥凹面4，所述圆锥凹面4的角度θ小于所述螺母1的内螺纹角度α与所述螺栓3的外螺纹角度β；所述垫圈2的材质硬度不小于所述螺栓3的材质硬度，所述垫圈2的中心设置有供所述螺栓3的螺杆穿过的闭合的通孔5，所述通孔5的孔径大于所述螺栓3的外螺纹大径，所述通孔5的高度h大于所述螺栓3的外螺纹螺距，所述垫圈2的顶部设置有圆锥凸面6，所述垫圈2的高度不大于所述圆锥凹面4的高度；所述螺母1、垫圈2及螺栓3在工件7上安装拧紧后，所述螺母1的底部与所述工件7接触；所述垫圈2变形后，所述圆锥凸面6与所述圆锥凹面4之间是没有横向间隙的接触结构，所述通孔5与所述螺栓3的外螺纹之间是没有横向间隙的接触结构；所述螺栓3的外螺纹与所述螺母1的内螺纹之间有纵向间隙，所述螺母1的内螺纹大径大于所述螺栓3的外螺纹大径，所述螺母1的内螺纹小径大于所述螺栓3的外螺纹小径；所述圆锥凸面6与所述圆锥凹面4相互接触的部位的材料不是尼龙、木质、橡胶和合成树脂；所述通孔5与所述螺栓3的外螺纹相互接触的部位的材料不是尼龙、木质、橡胶和合成树脂；所述圆锥凸面6与所述圆锥凹面4之间在纵向上不是相互自锁的结构。

优选地，所述通孔5的高度h大于所述螺栓3的外螺纹螺距的1.5倍。

优选地，所述圆锥凹面4的角度θ大于21°小于50°。

进一步优选地，所述圆锥凹面4的角度θ大于22°小于40°。

优选地，所述螺母1、垫圈2及螺栓3是金属材料紧固件。

上述的实施例仅例示性说明本实用新型创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本实用新型；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，包括螺母、垫圈及螺栓，其特征在于：所述螺母的底部设置有圆锥凹面，所述圆锥凹面的角度θ小于所述螺母的内螺纹角度α与所述螺栓的外螺纹角度β；所述垫圈的中心设置有供所述螺栓的螺杆穿过的通孔，所述通孔的孔径大于所述螺栓的外螺纹大径，所述通孔的高度h大于所述螺栓的外螺纹螺距，所述垫圈的顶部设置有圆锥凸面，所述垫圈的高度不大于所述圆锥凹面的高度；所述螺母、垫圈及螺栓在工件上安装拧紧后，所述螺母的底部与所述工件接触；所述垫圈变形后，所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间是没有横向间隙的接触结构，所述通孔与所述螺栓的外螺纹之间是没有横向间隙的接触结构；所述螺栓的外螺纹与所述螺母的内螺纹之间有纵向间隙，所述螺母的内螺纹大径大于所述螺栓的外螺纹大径，所述螺母的内螺纹小径大于所述螺栓的外螺纹小径；所述圆锥凸面与所述圆锥凹面相互接触的部位的材料不是尼龙、木质、橡胶和合成树脂；所述通孔与所述螺栓的外螺纹相互接触的部位的材料不是尼龙、木质、橡胶和合成树脂；所述圆锥凸面与所述圆锥凹面之间在纵向上不是相互自锁的结构。

2.根据权利要求1所述的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，其特征在于：所述通孔是周长小于所述螺栓的外螺纹周长的没有闭合的通孔。

3.根据权利要求1所述的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，其特征在于：所述通孔的高度h大于所述螺栓的外螺纹螺距的1.5倍。

4.根据权利要求1所述的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，其特征在于：所述圆锥凹面的角度θ大于21°小于50°。

5.根据权利要求1所述的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，其特征在于：所述螺母、垫圈及螺栓是金属材料紧固件。

6.根据权利要求1所述的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，其特征在于：所述垫圈的材质硬度比所述螺栓的材质硬度小。

7.根据权利要求1所述的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，其特征在于：所述螺母的底部设置有凸缘。

8.根据权利要求4所述的防止做松动方向自动滚动运动的螺纹紧固件，其特征在于：所述圆锥凹面的角度θ大于22°小于40°。

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