一种螺纹紧固件及螺纹连接结构制造技术

本发明专利技术涉及紧固件设备技术领域，尤其涉及一种螺纹紧固件及螺纹连接结构，通过调整螺纹紧固件的螺纹尺寸，使得螺纹紧固件的各螺牙间的螺距相等且各螺牙的牙厚沿轴向依次递减，从而改变了螺纹紧固件的螺纹刚度，协调了各扣螺牙提供抗力，进而克服了目前仅前面1至3扣螺牙主要受力，特别是第一扣受力最大的现象，从而改善了螺纹连接结构中各螺纹紧固件的应力状态，具有很强的实用性。

A kind of threaded fastener and threaded connection structure

【技术实现步骤摘要】
一种螺纹紧固件及螺纹连接结构
本专利技术涉及紧固件设备
，尤其涉及一种螺纹紧固件及螺纹连接结构。
技术介绍
目前螺纹连接在机构连接中运用普遍。在中国有国家标准GB/T196，国际上的ISO724等均做出了规定。给出了普通三角形螺纹、梯形螺纹等螺纹型式的具体尺寸要求。目前常规螺纹(标准规定的螺纹)广泛用于建筑、机构等领域的连接。在紧固件领域，螺栓、螺柱以及螺母组成的螺纹连接副使用最为广泛。广泛运用于机械构件、建筑构件之间的连接。现有的螺纹结构的螺距均为等螺距，并且螺纹的尺寸和大小在螺纹段完全一样，具体的规定可以参见GB/T196或国际标准ISO724的规定。在螺栓或锚栓上的形式尺寸见图1。在螺母上的形式及尺寸见图2。其使用时，安装完后的图示如图3所示。螺纹连接结构广泛地运用于机械、建筑等领域。如钢制水管的连接、螺纹与螺母连接副、甚至连塑料制品也在采用螺纹进行连接，如圆珠笔笔杆的连接等，一些罐子的盖子等。螺纹连接运用十分广泛。目前现有的螺栓(或锚栓)螺距P以及螺纹尺寸(螺牙厚度E等)完全相同(见图1、图4)。因此每一扣螺牙的刚度相等。螺母螺纹螺距P以及螺纹尺寸(厚度e等)完全相同(见图2、图5)，因此每一扣螺母螺牙的螺纹刚度也相等。螺母与螺栓(螺栓连接副)是通过螺纹传力，通过螺纹对力的传递实现螺纹螺母在螺栓上的紧固，实现对连接结构施加预紧力。在螺纹传力过程中，力首先传递至第一扣螺牙，然后再传递至第二扣螺牙，再逐步往后面的螺纹传递。由于各螺牙的尺寸均相同，因此各扣螺牙的刚度均相同，通过计算发现：1、对于各扣螺牙尺寸相同的螺纹结构，第一扣传递的荷载最大，第一扣螺牙的根部应力集中最为严重；2、对于各扣螺牙尺寸相同的螺纹结构，第二扣传递的荷载比第一扣小，后续螺牙传递的荷载逐级减小，螺牙底部应力集中现象逐级减弱，荷载主要集中在前三扣传完；3、在一定数量的螺牙传递荷载后，后面的螺牙本不再传递荷载，不再传递荷载的螺纹为多余无效螺纹。目前传统的螺纹结构(螺栓与螺母、锚栓与螺母)的缺点：1.应力主要集中在前三扣；2.很多螺栓失效均发生在第一扣，原因为第一扣传递荷载最大，应力集中最明显；3.由于应力在第一扣集中过于明显，因此疲劳失效通常发生在第一扣部位。为了改善螺纹的应力分布，目前通用的螺纹有三角形螺纹(牙顶与牙底为三角形)、梯形螺纹(牙顶与牙底为梯形)、圆弧形螺纹(螺纹牙顶与牙底为圆弧形)。圆弧形螺纹虽然应力集中较三角形螺纹、梯形螺纹有所改善，但仍然存大前述缺点：1.应力集中在前三扣；2.第一扣螺牙牙底应力最大，应力集中最严重；3.破坏通常发生在第一扣螺牙部位；4.由于应力在第一扣过分集中，因此疲劳破坏通常发生在第一扣牙底部位，这是本领域技术人员所不期望见到的。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术公开了一种螺纹紧固件，其中，所述螺纹紧固件形成有三个以上沿轴向依次排列的螺牙，各螺牙间的螺距相等且各螺牙的牙厚沿所述轴向依次递减。上述的螺纹紧固件，其中，相邻所述螺牙的牙厚相差0.2～0.5mm。上述的螺纹紧固件，其中所述螺纹紧固件中螺牙的最大牙厚和最小牙厚之差为2～5mm。上述的螺纹紧固件，其中所述螺纹紧固件为螺母、螺栓、螺柱或锚栓。本专利技术还公开一种螺纹连接结构，其中，包括：第一螺纹紧固件，具有内螺纹；第二螺纹紧固件，具有适配所述内螺纹的外螺纹；所述第一螺纹紧固件与所述第二螺纹紧固件装配状态下所述外螺纹与所述内螺纹互相啮合；其中，所述内螺纹形成有三个以上沿轴向依次排列的第一螺牙，各第一螺牙间的螺距相等且各第一螺牙的牙厚沿所述轴向正向依次递减；和/或，所述外螺纹形成有三个以上沿所述内螺纹轴向依次排列的第二螺牙，各第二螺牙间的螺距相等且各第二螺牙的牙厚沿所述内螺纹轴向正向依次递减；所述各第二螺牙间的螺距等于各第一螺牙间的螺距。上述的螺纹连接结构，其中，所述第一螺纹紧固件的前端螺牙的牙厚小于后端螺牙的牙厚；和/或，第二螺纹紧固件的前端螺牙的牙厚小于后端螺牙的牙厚。上述的螺纹连接结构，其中，相邻所述第一螺牙的牙厚相差0.2～0.5mm；和/或，相邻所述第二螺牙的牙厚相差0.2～0.5mm。上述的螺纹连接结构，其中，所述第一螺纹紧固件中，所述第一螺牙的最大牙厚和最小牙厚之差为2～5mm；和/或，所述第二螺纹紧固件中，所述第二螺牙的最大牙厚和最小牙厚之差为2～5mm。上述的螺纹连接结构，其中，所述第一螺牙和所述第二螺牙的咬合侧紧密连接，非咬合侧具有间隙。上述的螺纹连接结构，其中，所述第一螺纹紧固件为螺母，所述第二螺纹紧固件为螺栓、螺柱或锚栓。上述专利技术具有如下优点或者有益效果：一、本专利技术中对螺纹进行了刚度调整，使得前面的螺纹螺牙薄,后面的螺纹螺牙厚。因此前面螺纹刚度小，后面螺纹刚度大，从而可以按自己的设想调整螺纹的应力，使不同螺纹的应力水平大致相当，从而发挥出螺纹的潜力。二、由于传力不再是集中在某几扣，从而增加了传力长度，减弱了连接件上的最大应力，从而提高了连接构件的安全性，增大了安全系数。三、由于受力更合理，同时削弱了最大应力水平，从而可以对连接构件进行优化，从而可以节省连接构件的材料，具有更强的经济性。四、由于应力水平不过度集中在前几扣，因此其应力被分散。螺纹的几何缺陷部位应力集中得到改善，使得几何缺陷与应力集中对疲劳性能的影响得到降低，从而能够提高连接构件的疲劳抗力。五、由于各扣螺牙传递荷载均相当，而不是像传统螺纹一样仅主要集中在前三扣，因此传递荷载的螺纹长度更长，更有利于螺母与螺栓(或锚栓)的防松效果。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1为本专利技术
技术介绍
中螺栓或锚栓的螺纹示意图；图2为本专利技术
技术介绍
中螺母的螺纹示意图；图3为本专利技术
技术介绍
中螺母装配后的示意图；图4为本专利技术
技术介绍
的等螺牙厚度的螺栓的结构示意图；图5为本专利技术
技术介绍
的等螺牙厚度的螺母的结构示意图；图6为本专利技术实施例一中螺母的结构示意图；图7为本专利技术实施例一中螺栓的结构示意图；图8为本专利技术实施例二中螺纹连接结构的示意图；图9为本专利技术实施例三中螺纹连接结构的示意图；图10为本专利技术实施例四中螺纹连接结构的结构示意图。具体实施方式本专利技术的原理为：通过改变螺纹各扣螺牙牙厚的方式，调整螺纹的刚度，进而调整各扣螺牙传递荷载的大小的效果，从而使各扣螺牙的应力相当，而不是集中在前面几扣螺牙处。下面结合附图和具体的实施例对本专利技术进行进一步的说明，但是不作为本专利技术的限定。实施例一本实施例涉及一种螺纹紧固件，具体的该螺纹紧固件形成有三个以上沿轴向依次排列的螺牙，各螺牙间的螺距相等且各螺牙的牙厚沿轴向依次递减。优选的，上述螺纹紧固件中螺牙的最大牙厚和最小牙厚之差为2～5mm(例如2mm、2.5mm、3mm或者5mm等)；上述相邻螺牙的牙厚相差0.2～0.5mm(例如0.2mm、0.25mm、0.3mm或者0.5mm等)。优选的，上述螺纹紧固件为螺母、螺栓、螺柱或锚栓等。具体的，如图6所示，当螺纹紧固件为螺母时，本实施例中的螺纹紧固件为螺母，该螺母形成有多个沿轴向依次排列的螺牙，各螺牙间的螺距相等且各螺牙的牙厚沿轴向依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺纹紧固件，其特征在于，所述螺纹紧固件形成有三个以上沿轴向依次排列的螺牙，各螺牙间的螺距相等且各螺牙的牙厚沿所述轴向依次递减。

【技术特征摘要】
1.一种螺纹紧固件，其特征在于，所述螺纹紧固件形成有三个以上沿轴向依次排列的螺牙，各螺牙间的螺距相等且各螺牙的牙厚沿所述轴向依次递减。2.根据权利要求1所述的螺纹紧固件，其特征在于，相邻所述螺牙的牙厚相差0.2～0.5mm。3.如权利要求1所述的螺纹紧固件，其特征在于，所述螺纹紧固件中螺牙的最大牙厚和最小牙厚之差为2～5mm。4.如权利要求1所述的螺纹紧固件，其特征在于，所述螺纹紧固件为螺母、螺栓、螺柱或锚栓。5.一种螺纹连接结构，其特征在于，包括：第一螺纹紧固件，具有内螺纹；第二螺纹紧固件，具有适配所述内螺纹的外螺纹；在所述第一螺纹紧固件与所述第二螺纹紧固件装配状态下所述外螺纹与所述内螺纹互相啮合；其中，所述内螺纹形成有三个以上沿轴向依次排列的第一螺牙，各第一螺牙间的螺距相等且各第一螺牙的牙厚沿所述轴向正向依次递减；和/或，所述外螺纹形成有三个以上沿所述内螺纹轴向依次排列的第二螺牙，各第二螺牙间的螺距相等且各...

【专利技术属性】
技术研发人员：雍珊麟，
申请(专利权)人：雍珊麟，
类型：发明
国别省市：四川,51