一种具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母制造技术

一种具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母，属于机械紧固件技术领域，结构上由凸肩轴、第一、二连杆零件、夹头螺母和夹头螺母座连接构成，夹头螺母内部设有圆柱内螺纹，外部设有圆锥外螺纹和开口槽，夹头螺母座的内部设有圆锥内螺纹，将连杆零件依次安装在凸肩轴上，再安装夹头螺母和夹头螺母座，依靠夹头螺母的圆锥内螺纹沿轴向、径向位置变化，夹头螺母沿径向产生收缩变形，夹头螺母内螺纹的牙型与凸肩轴外螺纹的牙型全部接触并产生微量的弹性变形，在初始的弹性变形之后，残余轴力在本联接中保持不变，既使夹头螺母轴向定位在凸肩轴的相应位置，也保证了连杆零件在凸肩轴表面与夹头螺母座下端面之间微间隙配合，实现了两个零件联接轴向定位。

【技术实现步骤摘要】
一种具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母
本专利技术属于机械紧固件
，涉及具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母，具体的说是涉及一种既可实现零件轴向防松定位，又可实现径向防松夹紧的摩擦系数恒定的高强度特种螺母。
技术介绍
目前轴上零件的轴向定位与固定的常用方法是轴肩、轴环、圆螺母、圆锥面、弹性挡圈、轴端挡圈、锁紧挡圈、套筒和轴端挡板，但这些定位与固定普遍存在的问题是需要有防松措施、造成轴上加工螺纹的部位应力集中加大，其削弱了轴的强度、结构复杂且轴向位置不准确、承受轴向力较小，可靠性差等；而目前轴承轴向定位常用方法为轴承外圈的定位和轴承内圈的定位两种方式，其中轴承内圈的定位通常由螺母定位、弹簧档圈定位、止推垫圈定位、紧定套定位、内孔有锥度的轴承定位以及特殊定位等，螺母定位时为了防止螺母在旋转过程中发生松动，需要采取防止松动的技术措施，使用螺母和止动垫圈定位，将止动垫圈内键齿置入轴的键槽内，再将其外圈上各齿中的一个弯入螺母的切口中；而紧定套定位则是通过紧定套用螺母和止动垫圈进行定位，需利用螺母锁紧紧定套的摩擦力将轴承定位；而内孔有锥度的轴承定位需要使轴向负荷顶紧轴与轴承，安装时还需注意内孔锥度的方向性，如轴承位于轴端并且在轴端允许加工成螺纹，可以直接用螺母定位，如果轴承不是安装在轴端，并且轴上不允许加工成螺纹，在这种情况下，还需采用两半合并的螺纹环卡到轴的凹槽内，再用螺母定位轴承。此外，目前的螺栓联接只能进行螺栓联接、部分双头螺柱联接、部分特殊联接均是通过螺栓与螺母、双头螺柱与螺母实施联接的工件或零件的，螺栓联接中摩擦力不恒定即摩擦系数不恒定，同时又不具备诸如轴承的轴向定位等功能，使用功能较为单一；螺栓联接的可靠性主要取决于螺栓的强度，需要提高其联接强度来满足零件在轴上的安装与定位、轴承的轴向定位，要想彻底提高螺栓联接强度，需要通过改变螺纹牙的载荷分配、应力变化幅度、应力集中、附加应力和材料等多方面进行结构组合优化来完成，这对于生产过程或联接过程都是不易的，即使能完成，成本高、周期长、零件数量多，极易占用设备的有效空间。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对光轴上无法实现零件的轴向定位、轴向夹紧及固定，轴承的轴向定位需要设置附加结构，而采用螺栓螺母联接时，螺纹牙上载荷分布不均匀，螺栓承受偏心载荷时易产生附加弯曲应力，螺纹处易产生应力集中，联接强度低，使用稳定性差，需要多种结构进行组合使用，结构复杂，使用成本高等不足，提出一种具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母，通过改变螺母的结构及牙型，通过螺纹副旋合，可增大自锁摩擦力，防止圆柱副和螺纹副的相对转动，增加阻尼的目的，使得螺纹副具有高疲劳强度和高疲劳寿命，可极大提高螺栓疲劳强度，进一步拓展螺母的使用功能。本专利技术的技术方案是：一种具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母，包括凸肩轴，套置在凸肩轴上的第一连杆零件和第二连杆零件，凸肩轴上端设有圆柱外螺纹；其特征在于：所述第二连杆零件上方的凸肩轴上连接设有夹头螺母和夹头螺母座，所述夹头螺母由圆柱台和圆锥台叠加构成，所述夹头螺母的中心设有圆柱通孔，所述圆柱通孔内壁设有圆柱内螺纹，所述六棱柱台与圆锥台的连接处开有一圈圆弧槽，所述圆锥台的外表面上设有圆锥外螺纹，所述圆锥外螺纹基准平面内的中径线段与螺纹轴线形成的角度为δ，所述圆锥台的外壁上均匀设有多条开口槽，所述开口槽与所述圆弧槽相连通；所述夹头螺母座包括座体，所述座体的中心设有锥形通孔，所述锥形通孔的内壁上设有圆锥内螺纹，所述圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的螺纹参数相同，所述夹头螺母座通过内外曲面螺纹与夹头螺母旋合连接。所述开口槽的数量为3～6条。所述δ的大小取决于凸肩轴与夹头螺母圆柱表面配合的精度，δ∈[5°，18°]。所述圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的牙型满足左右两牙侧的牙侧角相等，即左牙侧角α=右牙侧角β，且左牙侧角α+右牙侧角β=62.4°。所述圆锥内螺纹和圆锥外螺纹的顶部与根部皆为平面，螺纹牙两侧面均为通过牙顶或牙底且角度为31.2°、-31.2°的直线，由顶部平面或底部平面与两条侧面构成一个梯形。所述圆锥内螺纹和圆锥外螺纹基准平面垂直于螺纹轴线，相间隔梯形的基准平面与中间梯形的两边延长线分别相交，其交线平行于螺纹轴线的线段构成了螺距P，夹角α=31.2°、β=31.2°、α+β=62.4°；圆锥内螺纹和圆锥外螺纹牙高H计算公式为H=P/2tanα[1-(tanα×tanδ)2]，其顶部至螺纹中经的距离为3H/8，螺纹中径至根部的距离为H/4，即牙高位5H/8。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母，结构上由凸肩轴、第一连杆零件、第二连杆零件、夹头螺母和夹头螺母座连接构成，夹头螺母内部设有圆柱内螺纹，外部设有圆锥外螺纹和开口槽，夹头螺母座的内部设有圆锥内螺纹，将连杆零件依次安装在凸肩轴上，连杆零件的下端面与凸肩轴的上轴肩微接触，再安装夹头螺母并使其与连杆零件的上端面微间隙接触，将螺母夹头座拧紧旋至夹头螺母上，依靠夹头螺母的圆锥内螺纹沿轴向、径向位置变化，夹头螺母上的圆锥台沿径向产生收缩变形，夹头螺母与凸肩轴外螺纹的牙型全部接触并产生微量的弹性变形，在初始的弹性变形之后，残余轴力在本联接中保持不变，始终保持在一个相对高的数值之上，既使夹头螺母轴向定位在凸肩轴的相应位置，也保证了连杆零件在凸肩轴表面与夹头螺母座下端面之间微间隙配合，实现了两个零件联接轴向定位。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术中夹头螺母的结构示意图。图3为本专利技术中夹头螺母座的结构示意图。图4为图1中A处圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的旋合放大结构示意图。图5为图4中B处圆锥内外螺纹的基本牙型旋转放大结构示意图。图6为本专利技术中圆柱内螺纹的牙型结构示意图。图中：凸肩轴1、第一连杆零件2、第二连杆零件3、夹头螺母4、六棱柱台4-1、圆锥台4-2、开口槽4-3、圆柱通孔4-4、圆弧槽4-5、圆锥外螺纹4-6、圆柱内螺纹4-7、夹头螺母座5、座体5-1、锥形通孔5-2、圆锥内螺纹5-3。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1-6所示，一种具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母，包括凸肩轴1，套置在凸肩轴1上的第一连杆零件2和第二连杆零件3，凸肩轴1上端设有圆柱外螺纹；第二连杆零件3上方的凸肩轴1上连接设有夹头螺母4和夹头螺母座5，夹头螺母4由六棱柱台4-1和圆锥台4-2叠加构成，夹头螺母4的中心设有圆柱通孔4-4，圆柱通孔4-4内壁设有圆柱内螺纹4-7，六棱柱台4-1与圆锥台4-2的连接处开有一圈圆弧槽4-5，圆锥台4-2的外表面上设有圆锥外螺纹4-6，圆锥外螺纹4-6基准平面内的中径线段与螺纹轴线形成的角度为δ，圆锥台4-2的外壁上均匀设有多条开口槽4-3，开口槽4-3与圆弧槽4-5相连通；夹头螺母座5包括座体5-1，座体5-1的中心设有锥形通孔5-2，锥形通孔5-2的内壁上设有圆锥内螺纹5-3，圆锥内螺纹5-3与圆锥外螺纹4-6的螺纹参数相同，夹头螺母座5通过圆锥内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母，包括凸肩轴(1)，套置在凸肩轴(1)上的第一连杆零件(2)和第二连杆零件(3)，凸肩轴(1)上端设有圆柱外螺纹；其特征在于：所述第二连杆零件(3)上方的凸肩轴(1)上连接设有夹头螺母(4)和夹头螺母座(5)，所述夹头螺母(4)由六棱柱台(4-1)和圆锥台(4-2)叠加构成，所述夹头螺母(4)的中心设有圆柱通孔(4-4)，所述圆柱通孔(4-4)内壁设有圆柱内螺纹(4-7)，所述六棱柱台(4-1)与圆锥台(4-2)的连接处开有一圈圆弧槽(4-5)，所述圆锥台(4-2)的外表面上设有圆锥外螺纹(4-6)，所述圆锥外螺纹(4-6)基准平面内的中径线段与螺纹轴线形成的角度为δ，所述圆锥台(4-2)的外壁上均匀设有多条开口槽(4-3)，所述开口槽(4-3)与所述圆弧槽(4-5)相连通；所述夹头螺母座(5)包括座体(5-1)，所述座体(5-1)的中心设有锥形通孔(5-2)，所述锥形通孔(5-2)的内壁上设有圆锥内螺纹(5-3)，所述圆锥内螺纹(5-3)与圆锥外螺纹(4-6)的螺纹参数相同，所述夹头螺母座(5)通过圆锥内螺纹(5-3)与夹头螺母(4)旋合连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母，包括凸肩轴(1)，套置在凸肩轴(1)上的第一连杆零件(2)和第二连杆零件(3)，凸肩轴(1)上端设有圆柱外螺纹；其特征在于：所述第二连杆零件(3)上方的凸肩轴(1)上连接设有夹头螺母(4)和夹头螺母座(5)，所述夹头螺母(4)由六棱柱台(4-1)和圆锥台(4-2)叠加构成，所述夹头螺母(4)的中心设有圆柱通孔(4-4)，所述圆柱通孔(4-4)内壁设有圆柱内螺纹(4-7)，所述六棱柱台(4-1)与圆锥台(4-2)的连接处开有一圈圆弧槽(4-5)，所述圆锥台(4-2)的外表面上设有圆锥外螺纹(4-6)，所述圆锥外螺纹(4-6)基准平面内的中径线段与螺纹轴线形成的角度为δ，所述圆锥台(4-2)的外壁上均匀设有多条开口槽(4-3)，所述开口槽(4-3)与所述圆弧槽(4-5)相连通；所述夹头螺母座(5)包括座体(5-1)，所述座体(5-1)的中心设有锥形通孔(5-2)，所述锥形通孔(5-2)的内壁上设有圆锥内螺纹(5-3)，所述圆锥内螺纹(5-3)与圆锥外螺纹(4-6)的螺纹参数相同，所述夹头螺母座(5)通过圆锥内螺纹(5-3)与夹头螺母(4)旋合连接。


2.根据权利要求1所述的一种具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母，其特征在于：所述开口槽(4-3)的数量为3～6条。


3.根据权利要求1所述的一种具有摩擦系...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳青松，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32