CN105090219A - 一种环槽偏心螺母 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供一种环槽偏心螺母，所述螺母中央设有螺纹孔，所述螺纹孔的螺纹轴线与所述螺母的支承面的中垂线具有一偏心夹角，所述螺母的支承面上设有向内延伸的与所述支承面的中垂线同轴的环形卸载槽。本发明创造具有结构简易，防松可靠、成本低廉、可反复拆卸等特点，适应于常规机构的防松，具有极好的经济和社会效益。

Description

一种环槽偏心螺母
技术领域
本发明创造属于紧固件设计和制造技术领域，尤其涉及一种带齿面的环槽偏心螺母。
背景技术
螺纹连接具有适配性强、易于拆卸、可重复使用的特点，因此广泛应用于各类机械机构，其主要的失效形式是周期性载荷下的疲劳和自松动。自松动是螺纹连接在振动冲击的作用下，尤其是在交变横向载荷下，预紧力逐渐丧失的现象。然而，螺栓螺母连接副在承受交变横向载荷时引起的螺栓连接而松动，是一个长期未解决的问题。在机械工业中的各个行业，广泛存在螺纹连接松动问题。目前，实际应用中最常采用的应对措施是周期性的再拧紧螺栓，以保持符合要求的预紧力。由于螺纹连接副的使用的数量庞大，因此这项周期性的维护保养将耗费大量的人力物力。因此，采用一种防松可靠、结构简易、易于拆卸的螺纹连接副将会产生极好的经济和社会效益。
航空航天工业中广泛采用全金属自锁螺母和非金属嵌件自锁螺母均具有优异的防松性能，但其重复使用性能不佳，同时其加工工艺相对复杂，生产成本较高，经济性不好，制约了其大范围的推广使用。
发明内容
本发明创造为解决现有技术中的问题，提供了一种环槽偏心螺母，具有结构简易，防松可靠、成本低廉、可反复拆卸等特点，适应于常规机构的防松，具有极好的经济和社会效益。
本发明创造提供的一种环槽偏心螺母，所述螺母中央设有螺纹孔，所述螺纹孔的螺纹轴线与所述螺母的支承面的中垂线具有一偏心夹角，所述螺母的支承面上设有向内延伸的与所述支承面的中垂线同轴的环形卸载槽。
进一步，所述环形卸载槽的截面优选地呈类直角梯形，所述类直角梯形中，相互平行的两条边中较短的一条靠近所述螺母中央，所述类直角梯形中延伸至所述螺母内部的锐角部分呈圆角。优选的，所述环形卸载槽向螺母内延伸的深度为所述螺母高度的1/3-4/5。更优选的，所述环形卸载槽的最大宽度为螺母内边缘尺寸的1/6及以下。还优选的，所述类直角梯形的环形卸载槽的延伸至所述螺母内部的锐角部分呈30°±1°。
进一步，所述螺母的头部端面为一斜平面，即与所述支承面呈一定角度，该头部端面的斜角与所述偏心夹角相等，能够在加工时以该头部端面为加工基准，钻螺纹孔和攻丝，从而保证偏心角的加工。
进一步，所述偏心夹角不超过2°，优选为1°±0.5°。
进一步，所述螺母的支承面上，位于所述螺纹孔与环形卸载槽之间的部分还设有与二者连通的环形凹台，防止环形卸载槽发挥作用时位于其环形内部部分的支承面因磨擦作用而影响效果。
进一步，所述螺母的支承面上位于所述环形卸载槽外周的部分设有绕中心均布的筋条，优选的，所述筋条在支承面俯视方向上呈弧形。
其中，所述螺母的支承面是指螺母端部靠近或接触待紧固工件的一面，与所述螺母的支承面相对的另一面即为螺母的头部端面。
本发明创造的紧固和防松原理如下：
由实践分析知，横向冲击载荷是导致螺纹松动的主要原因，尤其是横向冲击载荷引起的接触压力的切向分量引起螺纹的微滑移极易引起螺栓松动，而偏心形成的压紧力对螺纹的松动具有显著的抑制，并在轴向预紧力的作用下，显示出极为优良的防松能力。
(1)环形卸载槽可以使螺母在拧紧过程中螺母体边缘受力，螺母绕着螺纹轴线形成对称的向上弯矩，使螺母发生弹性变形，从而将上部分的螺母牙挤向配合螺栓，同时螺母底部沿径向外缘变形，释放了底部的螺母牙的部分载荷，使螺母各螺纹牙受力相对均匀，提高了螺母螺纹牙的承载能力。
(2)由于螺母螺纹轴线与支承面垂线有一偏心角，配合螺栓在安装过程中，由于偏心距的作用，产生了对配合螺栓的附加弯矩，和如前所述环形卸载槽形成的弯矩共同作用，使得所有啮合螺母螺纹牙的承载趋于均匀，这与标准螺母主要是前两圈螺纹牙承载有明显不同。承载螺纹牙的增多，摩擦面增加，对改善防松性能产生积极影响。另外，由于偏心角的作用，越拧到螺母端部，偏心力越大，配合螺栓和螺母的螺纹啮合越紧密，螺母螺纹像楔块顶住螺栓螺纹牙底区域，产生了偏心的楔紧力，进一步实现防松。
(3)此外，螺母支承面上设置的弧形筋条，大大增加了螺母与待紧固工件间的摩擦力。
本发明创造采用了多重防松设计，在六角凸缘螺母的基础上，通过偏心角、环形卸载槽及弧形筋条的设计逐级进行防松，产品防松可靠。本发明创造的螺母加工便捷，结构较为简单，成本较低，具有显著的经济性和广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明创造一种实施方式的剖面结构示意图；
图2是本发明创造仰视方向结构示意图。
其中，1-螺纹孔；2-支承面；3-头部端面；4-偏心夹角；5-斜角；6-环形卸载槽；7-环形凹台；8-筋条。
具体实施方式
下面通过结合附图对本发明创造进行进一步说明。
本发明创造结构一种优选实施方案如图1-2所示，以凸缘六角螺母为例，螺母中央设有螺纹孔1，所述螺纹孔1的螺纹轴线与所述螺母的支承面2的中垂线具有一偏心夹角4，所述螺母的支承面2上设有向内延伸的与所述支承面2的中垂线同轴的环形卸载槽6。
所述环形卸载槽6的截面呈类直角梯形，所述类直角梯形中，相互平行的两条边中较短的一条靠近所述螺母中央，所述类直角梯形中延伸至所述螺母内部的锐角部分呈圆角。所述环形卸载槽向螺母内延伸的深度为所述螺母高度的1/3-4/5，所述环形卸载槽两平行边的宽度为凸缘六角螺母对边尺寸的1/6，其延伸至所述螺母内部的锐角部分呈30°±1°。
所述螺母的头部端面3为一斜平面，即与所述支承面2呈一定角度，该头部端面3的斜角5与所述偏心夹角4相等。
所述偏心夹角4不超过2°，优选为1°±0.5°。
所述螺母的支承面2上，位于所述螺纹孔1与环形卸载槽6之间的部分还设有与二者连通的环形凹台7，防止环形卸载槽发挥作用时位于其环形内部部分的支承面因磨擦作用而影响效果。
所述螺母的支承面2上位于所述环形卸载槽6外周的部分设有绕中心均布的筋条8，所述筋条8在支承面2俯视方向上呈弧形。
本发明创造使用时，将配合螺栓通过螺母的螺纹孔1向待紧固工件内部旋拧，使螺母支承面2的一端抵住待紧固工件表面，直至完全紧固即可。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环槽偏心螺母，所述螺母中央设有螺纹孔，所述螺纹孔的螺纹轴线与所述螺母的支承面的中垂线具有一偏心夹角，所述螺母的支承面上设有向内延伸的与所述支承面的中垂线同轴的环形卸载槽。
2.根据权利要求1所述的一种环槽偏心螺母，其特征在于，所述环形卸载槽的截面呈类直角梯形，所述类直角梯形中，相互平行的两条边中较短的一条靠近所述螺母中央，所述类直角梯形中延伸至所述螺母内部的锐角部分呈圆角。
3.根据权利要求1所述的一种环槽偏心螺母，其特征在于，所述环形卸载槽向螺母内延伸的深度为所述螺母高度的1/3-4/5。
4.根据权利要求1所述的一种环槽偏心螺母，其特征在于，所述环形卸载槽的最大宽度为螺母内边缘尺寸的1/6及以下。
5.根据权利要求1所述的一种环槽偏心螺母，其特征在于，所述螺母的头部端面为一斜平面，该头部端面的斜角与所述偏心夹角相等。
6.根据权利要求1所述的一种环槽偏心螺母，其特征在于，所述偏心夹角不超过2°。
7.根据权利要求6所述的一种环槽偏心螺母，其特征在于，所述偏心夹角为1°±0.5°。
8.根据权利要求1所述的一种环槽偏心螺母，其特征在于，所述螺母的支承面上，位于所述螺纹孔与环形卸载槽之间的部分还设有与二者连通的环形凹台。
9.根据权利要求1所述的一种环槽偏心螺母，其特征在于，所述螺母的支承面上位于所述环形卸载槽外周的部分设有绕中心均布的筋条。
10.根据权利要求9所述的一种环槽偏心螺母，其特征在于，所述筋条在支承面俯视方向上呈弧形。
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