CN111981022B - 防松螺母 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防松螺母，其用于螺合在轴件(200)的外周，包括螺母主体(110)和止挡件(130)，螺母主体(110)具有防松腔(111)，防松腔(111)包括止挡槽(111G)，止挡槽(111G)包括位于防松螺母(100)的旋紧方向(TD)前方的第一面(F1)和位于旋紧方向(TD)后方的第二面(F2)，当止挡件(130)同时抵靠到第一面(F1)和与轴件(200)的外周面共面的曲面时，止挡件(130)与第一面(F1)接触于点T，在与螺母主体(110)的轴向垂直且经过点T的第一平面内，止挡件(130)的截面呈圆心为点C1的圆形，连接点C1、点T和轴件(200)在第一平面内的截面圆的圆心点D1，得到角TC1D1为钝角。本发明的防松螺母在例如跟随轴件长时间的正转和反转的过程中不容易松脱。

Description

防松螺母

技术领域

本发明涉及紧固件领域，更具体地涉及一种防松螺母。

背景技术

防松螺母被广泛用于各种场合，在例如机床、电机和电动车辆领域，高速运转的主轴轴承通常需要由防松螺母在轴向上提供锁紧力。现有技术中的防松螺母通常在径向上具有带螺纹的通孔，螺钉能够拧入该通孔并接触到主轴、从而防止防松螺母朝锁紧方向的反向转动。

为满足主轴轴承的刚度要求，需要防松螺母提供的锁紧力矩通常不会很大(可能远小于防松螺母的最大锁紧力矩)。由于主轴可能经历长时间的正转和反转，在该过程中，上述现有技术中的防松螺母容易松脱，以至于不能保证机器的正常运转。

发明内容

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种防松效果好的防松螺母。

本发明提供一种防松螺母，其用于螺合连接在轴件的外周，所述防松螺母包括螺母主体和止挡件，

所述螺母主体具有至少一个防松腔，所述防松腔包括止挡槽，所述止挡件能够容纳于所述止挡槽内，

所述止挡槽包括位于所述防松螺母的旋紧方向上的前方的第一面和位于所述防松螺母的旋紧方向上的后方的第二面，

当所述止挡件同时抵靠到所述第一面和与所述轴件的外周面共面的曲面时，所述止挡件与所述第一面在点T处接触，在与所述螺母主体的轴向垂直且经过所述点T的第一平面内，所述止挡件的截面呈圆形且圆心为点C1，

连接所述点C1、所述点T和所述轴件在所述第一平面内的截面圆的圆心点D1，得到角TC1D1，所述角TC1D1为钝角。

在至少一个实施方式中，当所述止挡件同时抵靠到所述第二面和与所述轴件的外周面共面的曲面时，所述止挡件与所述第二面在点Q处接触，在与所述螺母主体的轴向垂直且经过所述点Q的第二平面内，所述止挡件的截面呈圆形且圆心为点C2，

连接所述点C2、所述点Q和所述轴件在所述第二平面内的截面圆的圆心点D2，得到角QC2D2，所述角QC2D2为锐角或直角。

在至少一个实施方式中，在与所述螺母主体的轴向垂直的平面内，所述止挡件只能同时接触所述第一面、所述第二面和与所述轴件的外周面共面的曲面中的两者。

在至少一个实施方式中，所述止挡槽具有位于所述螺母主体的内周面的止挡槽口，容纳于所述止挡槽内的所述止挡件能够在所述止挡槽口处接触所述轴件。

在至少一个实施方式中，所述防松腔还包括限位孔，所述限位孔连通到所述止挡槽，所述限位孔一端的开口位于所述螺母主体的轴向端面，所述止挡件能够通过所述限位孔进出所述止挡槽，

所述防松螺母还包括限位件，所述限位件能够固定于所述限位孔、从而在轴向上对所述止挡件限位以阻止所述止挡件掉出所述限位孔。

在至少一个实施方式中，当所述限位件固定于所述限位孔时，所述止挡件在所述止挡槽内具有在轴向上活动的空间。

在至少一个实施方式中，所述限位件为止挡螺钉，所述限位孔具有与所述止挡螺钉的螺纹螺合的内螺纹。

在至少一个实施方式中，所述防松腔有多个，多个所述防松腔在所述螺母主体的周向上均匀分布。

在至少一个实施方式中，所述止挡件为球体。

在至少一个实施方式中，所述止挡件的制作材料包括具有导磁性的材料。

根据本发明的防松螺母，在例如跟随轴件长时间的正转和反转的过程中，防松螺母不容易松脱。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的防松螺母安装于轴件的示意图。

图2是图1的沿轴向的剖视图。

图3是图1中的防松螺母的径向的剖视图(沿两个不共线的径向剖开)。

图4是图2的a-a向剖视图。

图5和图6是根据本发明的止挡槽的第一实施方式的示意图。

图7是根据本发明的止挡槽的第二实施方式的示意图。

图8是根据本发明的止挡槽的第三实施方式的示意图。

附图标记说明

100防松螺母；

110螺母主体；111防松腔；111H限位孔；111G止挡槽；F1第一面；F2第二面；

120止挡螺钉；

130止挡件；

200轴件；

TD旋紧方向；LD松脱方向；RD轴件转动方向；

A轴向；R径向。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。

以下除非特别说明，参照图2，A表示螺母主体110的轴向，该轴向A与轴件200的轴向一致；R表示螺母主体110的径向，该径向R与轴件200的径向一致；此外本发明所称的周向与螺母主体110的周向一致。

参照图1至图4，根据本发明的防松螺母100用于锁紧在轴件200的外周，其中轴件200尤其是工作状态包括正转和反转的转动件。

防松螺母100包括螺母主体110、止挡螺钉120和止挡件130。止挡螺钉120和止挡件130容纳在螺母主体110内部的防松腔111内。

螺母主体110具有内螺纹(图未示)，螺母主体110的内螺纹能够与轴件200的外螺纹(图未示)螺合。螺母主体110被加载一定的锁紧力矩后，在轴件200的转动过程中，螺母主体110不容易朝锁紧方向的反向转动而松脱。

接下来参照图2至图8介绍根据本发明的防松螺母100的具体结构和工作原理。

在本实施方式中，止挡件130呈球形。且优选地，止挡件130的制作材料包括具有导磁性的材料(止挡件130具有导磁性使得其能够被容易地拆卸，下文将进一步说明)。

螺母主体110具有两个在周向上间隔180度的防松腔111。每个防松腔111包括一个限位孔111H和一个止挡槽111G，限位孔111H和止挡槽111G是互相连通的。

限位孔111H的轴向与螺母主体110的轴向A平行，限位孔111H的一端的开口位于螺母主体110的端面，限位孔111H的另一端连通到止挡槽111G。限位孔111H的内径大于止挡件130的外径，使得止挡件130能够通过限位孔111H进出止挡槽111G(这一结构的作用在下文介绍的防松螺母的拆装过程中将更容易被理解)。限位孔111H具有能与止挡螺钉120的外螺纹螺合的内螺纹，当止挡螺钉120拧入限位孔111H后，限位孔111H的一端的开口被止挡螺钉120堵住。

止挡槽111G在螺母主体110表面的开口(止挡槽口)位于螺母主体110的内周面。止挡槽111G的垂直于轴向A的截面呈大致楔形(参照图4)。止挡件130能收容在止挡槽111G内，且止挡件130在止挡槽111G内具有在周向上活动的空间。楔形的止挡槽111G的壁包括第一面F1和第二面F2，在螺母主体110相对于轴件200转动的过程中，止挡件130可以在止挡槽111G内沿周向运动并接触到第一面F1或第二面F2。当止挡件130在运动过程中接触到第一面F1且二者有相对运动的趋势时，止挡件130卡合在轴件200和螺母主体110之间以阻止轴件200和螺母主体110之间的相向的转动。

在安装防松螺母100时，例如，首先将螺母主体110旋入轴件200，且例如可以先旋紧到螺母主体110的锁紧力矩略小于所需的锁紧力矩；然后将止挡件130经由限位孔111H放入止挡槽111G内；之后旋入止挡螺钉120并将螺母主体110的锁紧力矩调整到所需的锁紧力矩。

以下参照图5至7介绍止挡槽111G在防止螺母主体110松脱过程中的工作原理，以及止挡槽111G的三种不同的结构。

(止挡槽111G的第一实施方式)

首先参照图5和图6介绍止挡槽111G的第一种结构。图5是图4中的一个止挡槽111G的放大的示意图。假设螺母主体110的旋紧方向为顺时针方向，即螺母主体110是通过顺时针旋转而旋入轴件200的，图5中箭头TD表示了螺母主体110的旋紧方向(螺母旋紧方向TD)。第一面F1位于旋紧方向TD的前方，第二面F2位于旋紧方向TD的后方。在现有技术中，当轴件200沿逆时针方向转动时(即图5中的箭头RD所指的轴件转动方向)，螺母主体110容易逐渐从轴件200松脱，图5中的虚线箭头LD显示了螺母主体110的松脱方向。尤其是在轴件200长时间的高速的正转和反转的切换过程中，螺母主体110容易沿着松脱方向LD相对转动而松脱。

在本实施方式中，止挡槽111G的第一面F1和第二面F2均呈平面状。在与螺母主体110的轴向垂直的平面内，当止挡件130运动到和第一面F1接触时，第一面F1与垂直于止挡件130的截面圆的圆心点C和轴件200的截面圆的圆心点D(图中只示意性地表示出点D的位置)的连线的直线之间的在止挡槽111G内的夹角α呈锐角(参照图5)；当止挡件130运动到和第二面F2接触时，第二面F2与垂直于止挡件130的截面圆的圆心点C和轴件200的截面圆的圆心点D的连线的直线之间的在止挡槽111G内的夹角β呈直角或钝角(参照图6)。另外，也可以这样说，第一面F1与轴件200的与止挡槽111G相对的外周面之间的夹角为锐角，第二面F2与轴件200的与止挡槽111G相对的外周面之间的夹角为直角或钝角。

止挡槽111G具备上述形状特征的好处在于，当螺母主体110有从轴件200松脱的趋势时，第一面F1将和止挡件130接触且在二者之间产生作用力和反作用力，此时止挡件130对第一面F1产生的作用力具有沿旋紧方向TD的力的分量，从而能阻止螺母主体110从轴件200松脱。

另外，在止挡件130在离心力的作用下或在振动时向径向外侧运动时，止挡件130将碰撞第一面F1并向第一面F1施加具有沿旋紧方向TD的力分量的作用力，从而使螺母主体110趋于旋紧。

而当操作人员需要调整螺母主体110的拧紧力矩时，例如在装配螺母主体110的过程中，需要将螺母主体110沿旋紧方向TD进一步旋紧时，止挡件130将和第二面F2接触，由于夹角β呈钝角，止挡件130对第二面F2产生的作用力不会明显阻止螺母主体110的进一步旋紧，换言之止挡件130不会被卡死在第二面F2和轴件200之间。

应当理解，当止挡件130被容纳在止挡槽111G内时，止挡件130在止挡槽111G内具有在周向上活动的空间，即止挡件130只能同时与轴件200、第一面F1和第二面F2中的两者接触、而不会同时与这三者都接触，这也是为了保证在调整螺母主体110的拧紧力矩时，尤其是在增加螺母主体110的拧紧力矩时，止挡件130不会被卡死在第二面F2和轴件200之间。

而当需要螺母主体110从轴件200松脱或卸下时，可以先卸下止挡螺钉120，然后将止挡件130从与止挡槽111G相通的限位孔111H内取出。可选地，可以使用带磁性的工具将具有导磁性的止挡件130从限位孔111H内取出。

应当理解，止挡螺钉120在限位孔111H内的作用只是在轴向A上阻止止挡件130从防松腔111内掉出，止挡螺钉120并不需要在轴向A上给止挡件130提供额外的力。且优选地，当止挡螺钉120拧入限位孔111H后，止挡件130仍能在轴向上有活动的空间而不至于被卡死，止挡件130在轴向上不被卡死使得止挡件130能够在周向上发挥防止螺母主体110松脱的作用。

实际上，止挡件130与第一面F1和第二面F2的接触区域非常小，例如球形的止挡件130与第一面F1和第二面F2均为点接触，因此第一面F1和第二面F2并不必须是平面。以下介绍第一面F1为曲面的止挡槽111G的第二种实施方式和第二面F2为曲面的止挡槽111G的第三种实施方式。

(止挡槽111G的第二实施方式)

参照图7，该实施方式是止挡槽111G的第一实施方式的变型。止挡槽111G包括位于旋紧方向TD前方的第一面F1，第一面F1为曲面。当止挡件130在止挡槽111G内活动时，在与螺母主体110的轴向垂直的平面内，止挡件130与第一面F1相交(即相切)于点T，连接点T、止挡件130的截面圆的圆心点C和轴件200的截面圆的圆心点D，得到角TCD，角TCD为钝角。

应当理解，上述规定的角度关系(角TCD为钝角)在止挡槽111G的第一实施方式中也适用。

(止挡槽111G的第三实施方式)

参照图8，该实施方式中是止挡槽111G的第一实施方式的变型。止挡槽111G包括位于旋紧方向TD后方的第二面F2，第二面F2为曲面。当止挡件130在止挡槽111G内活动时，在与螺母主体110的轴向垂直的平面内，止挡件130与第二面F2相交(即相切)于点Q，连接点Q、止挡件130的截面圆的圆心点C和轴件200的截面圆的圆心点D，得到角QCD，角QCD为锐角或直角。

应当理解，上述规定的角度关系(角QCD为锐角或直角)在止挡槽111G的第一实施方式中也适用。

应当理解，上述止挡槽111G的三个实施方式部分方面或特征可以适当地组合。

本发明至少具有以下优点中的一个优点：

(i)根据本发明的防松螺母100不容易从轴件200松脱，即使在轴件200经历长时间的正转和反转时，也是如此。尤其是当轴件转动方向RD与防松螺母100的旋紧方向TD相反时，止挡槽111G内的止挡件130能阻止螺母主体110反转松脱。

(ii)根据本发明的防松螺母100的防松结构或防松部件位于螺母主体110的内部，使用该防松螺母100不需要改变其它零部件原有的设计。

当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。例如：

(i)虽然止挡件130优选为球形，但本发明不限于此，例如止挡件130也可以是圆柱形或椭球形，圆柱形或椭球形的止挡件在置于止挡槽111G内时，其垂直于螺母主体110的轴向的横截面呈圆形。

(ii)止挡螺钉120与限位孔111H也可以由其它可拆卸的限位件和限位孔代替，例如使用卡扣代替止挡螺钉120、使用卡槽代替限位孔111H，卡扣与卡槽配合可以在轴向上对止挡件130限位。

(iii)根据本发明的防松螺母100具备至少一个防松腔111和相应的止挡件130，当防松螺母100具备多个防松腔111时，优选地，这些防松腔111在螺母主体110的周向上均匀地分布，从而使防松螺母100在周向上的受力平衡。

(iv)为了方便防松螺母100的装配和拆卸，尤其是在装配和拆卸过程中防止止挡件130从止挡槽111G的位于螺母主体110的内周面的开口处掉落，还可以在止挡槽111G的位于螺母主体110的内周侧的开口处设置容易变形的隔离部件，例如薄铜片。当止挡件130发挥止挡作用时，即止挡件130运动到和第一面F1接触且在止挡件130和第一面F1之间产生力的作用时，隔离部件能够向径向内侧变形地接触到轴件200，此时止挡件130虽然不直接接触轴件200，但是止挡件130抵靠到与轴件200的外周面共面的虚拟曲面，并将止挡件130和第一面F1之间的作用力通过变形的隔离部件而传递到轴件200。

Claims (9)

1.一种防松螺母(100)，其用于螺合连接在轴件(200)的外周，所述防松螺母(100)包括螺母主体(110)和止挡件(130)，

所述螺母主体(110)具有至少一个防松腔(111)，所述防松腔(111)包括止挡槽(111G)，所述止挡件(130)能够容纳于所述止挡槽(111G)内，

所述止挡槽(111G)包括位于所述防松螺母(100)的旋紧方向(TD)上的前方的第一面(F1)和位于所述防松螺母(100)的旋紧方向(TD)上的后方的第二面(F2)，

当所述止挡件(130)同时抵靠到所述第一面(F1)和与所述轴件(200)的外周面共面的曲面时，所述止挡件(130)与所述第一面(F1)在点T处接触，在与所述螺母主体(110)的轴向垂直且经过所述点T的第一平面内，所述止挡件(130)的截面呈圆形且圆心为点C1，

连接所述点C1、所述点T和所述轴件(200)在所述第一平面内的截面圆的圆心点D1，得到角TC1D1，所述角TC1D1为钝角，

所述防松腔(111)还包括限位孔(111H)，所述限位孔(111H)连通到所述止挡槽(111G)，所述限位孔(111H)一端的开口位于所述螺母主体(110)的轴向端面，所述止挡件(130)能够通过所述限位孔(111H)进出所述止挡槽(111G)，

所述防松螺母(100)还包括限位件，所述限位件能够固定于所述限位孔(111H)、从而在轴向上对所述止挡件(130)限位以阻止所述止挡件(130)掉出所述限位孔(111H)。

2.根据权利要求1所述的防松螺母(100)，其特征在于，当所述止挡件(130)同时抵靠到所述第二面(F2)和与所述轴件(200)的外周面共面的曲面时，所述止挡件(130)与所述第二面(F2)在点Q处接触，在与所述螺母主体(110)的轴向垂直且经过所述点Q的第二平面内，所述止挡件(130)的截面呈圆形且圆心为点C2，

连接所述点C2、所述点Q和所述轴件(200)在所述第二平面内的截面圆的圆心点D2，得到角QC2D2，所述角QC2D2为锐角或直角。

3.根据权利要求1所述的防松螺母(100)，其特征在于，在与所述螺母主体(110)的轴向垂直的平面内，所述止挡件(130)只能同时接触所述第一面(F1)、所述第二面(F2)和与所述轴件(200)的外周面共面的曲面中的两者。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的防松螺母(100)，其特征在于，所述止挡槽(111G)具有位于所述螺母主体(110)的内周面的止挡槽口，容纳于所述止挡槽(111G)内的所述止挡件(130)能够在所述止挡槽口处接触所述轴件(200)。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的防松螺母(100)，其特征在于，当所述限位件固定于所述限位孔(111H)时，所述止挡件(130)在所述止挡槽(111G)内具有在轴向上活动的空间。

6.根据权利要求5所述的防松螺母(100)，其特征在于，所述限位件为止挡螺钉(120)，所述限位孔(111H)具有与所述止挡螺钉(120)的螺纹螺合的内螺纹。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的防松螺母(100)，其特征在于，所述防松腔(111)有多个，多个所述防松腔(111)在所述螺母主体(110)的周向上均匀分布。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的防松螺母(100)，其特征在于，所述止挡件(130)为球体。

9.根据权利要求1所述的防松螺母(100)，其特征在于，所述止挡件(130)的制作材料包括具有导磁性的材料。