在螺栓和螺母间存在螺距差的螺栓结合体制造技术

在螺栓螺母间存在螺距差的螺栓结合体，属于机械零件技术领域，包括螺栓和螺母，螺栓包括螺栓头部、螺栓圆柱部和螺纹部，螺纹部由不完全螺纹部、螺纹牙除去部和完全螺纹部组成，螺母的螺距Ｐ↓［ｎ］略大于螺栓的螺距Ｐ↓［ｂ］，并且满足关系式２×１０↑［－３］≤（Ｐ↓［ｎ］－Ｐ↓［ｂ］）／Ｐ↓［ｂ］≤２×１０↑［－２］。本发明专利技术中通过在湿度范围内调整螺栓和螺母的螺距差，防松效果明显，在连接状态下施加反复变动应力也不会造成松动和疲劳损坏，能确实维持连接状态，具备极好的抗驰缓性及耐疲劳性，可适用于反复应力作用的场所，在产业上具有极高的可用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械零件
，特别涉及一种在螺栓螺母间存在螺距差的螺栓结合体， 由在各种机械、构造物、器具等部件之间起连接作用的螺栓和螺母组合形成，特别是用于可 动的、承受外部振动的部件连接处不易松动、疲劳断裂等现象。
技术介绍
螺栓普遍使用的三角螺纹，螺纹面的摩擦力大，可达到强力紧固；另一方面，还具有一 个特点即便是一度紧固的螺栓， 一简单的工具也可容易的使其松动、分解。但是，即使是 强力紧固的螺栓，在长期紧固使用过程中，外力的大小不断变化，并施加在螺栓上，此时， 螺栓和螺母在松动方向上旋转，产生松动， 一旦松动，如不重新修理该部分，其后反复外力 会将过大的应力施加于螺栓上，结果导致螺栓断裂，另外，螺栓和螺母的组合， 一方面螺栓 根部在使用期间产生张力， 一方面螺母会产生压縮力，在螺栓发生疲劳断裂的时候，螺母的 端面由于张力的作用损坏。
技术实现思路
为了解决以上存在的问题，本专利技术提供一种在螺栓螺母间存在螺距差的螺栓结合体。本专利技术的技术方案是这样的该螺栓结合体包括螺栓和螺母，螺栓包括螺栓头部、圆柱 部和螺纹部，螺纹部由不完全螺纹部、螺纹牙除去部和完全螺纹部组成，螺母的螺距Pn略大 于螺栓的螺距Pb，并且满足关系式2xl(T^ (P「Pb) /Pb52xl(T2。所述的螺栓与其连接件螺母的螺合位置，满足下式时获得良好的螺合状态，螺纹牙除去 部与螺栓连接件螺母的螺合长度a与螺母高度H的关系为^ (0.5~0.8) H，螺纹部从螺纹根 部开始螺纹被斜向除去一部分，这部分形成锥台形的螺纹牙除去部，由锥台形螺纹牙除去部 的最小径处向圆柱部缓慢呈圆弧状扩径而形成不完全螺纹部，在此位置可避免产生应力集中， 能够保持锥台形螺纹牙除去部所带来的改善疲劳强度的效果。所述的螺栓材料硬度Hb和粗螺纹螺母的材料硬度Hn的关系为Hn= (0.4~0.9) Hb。增大螺栓的螺栓头部和圆柱部的过渡部分圆弧面半径R，并用冲击力对圆柱部和螺栓头 部连接处的圆弧面进行局部塑性加工。增大螺栓的圆柱部和螺栓头部连接处的圆弧面半径R是在圆柱部直径相同的情况下，螺 栓的螺栓头部和圆柱部的过渡部分的圆弧面半径R是工业规格ISO中规定的圆弧半径的 1.5~3倍。所述的用冲击力对圆柱部和螺栓头连接处的圆弧面进行局部塑性加工，是采用钢球对圆 弧面进行冲击处理，钢球的射出速度为50~200m/s，冲击受处理面积为150%~400%。本专利技术的有益效果是本专利技术通过在湿度范围内调整螺栓和螺母的螺距差，防松效果明 显，在连接状态下施加反复变动应力也不会造成松动和疲劳损坏，能确实维持连接状态，具 备极好的抗驰缓性及耐疲劳性，可适用于反复应力作用的场所，在产业上具有极高的可用性。附图说明图1为本专利技术的螺栓结构示意图； 图2为图1的局部放大图中图中l螺栓头部，2螺栓圆柱部，3不完全螺纹部，4螺纹部，5螺纹牙除去部。具体实施例方式例l:如图l、 2所示，为螺栓结构示意图，采用具有ISO所规定的M16的螺栓，螺栓 包括螺栓头部l、螺栓圆柱部2和螺纹部4，螺纹部4由部完全螺纹部3、螺纹除去部5和完 全螺纹部组成，螺栓的螺距Pb为2lM，螺纹部从螺纹根部被斜向除去一部分，形成锥台形的 螺纹牙除去部5，螺纹牙除去部5各牙顶的连线与螺栓轴线的角度为7%±1%，螺杆越长夹角 越小；由锥台形螺纹牙除去部5的最小径处向螺栓圆柱部2缓慢呈圆弧状扩径而形部完全螺 纹部3;螺栓结合体螺母的螺距Pn为2.007 mm,由于螺栓和螺母的螺距不同，两者合为一体 旋转时，部容易发生松动，在螺合状态下，螺母的螺纹对螺栓的螺纹产生压縮力和螺栓、螺 母间的适度摩擦力，可以使螺栓不容易损坏，在松动方向也赋予很大阻力，即便从外部施加 变动应力，也可保持良好的防松动性能，也确实能抑制长期使用后由外力引发的松动，防止 因松动造成的事故，具有很高的可靠性和支持性。螺母与螺栓螺合时，螺栓的锥台形螺纹牙除去部5各螺纹的高度，与分摊的表面压力成 反比递减，从而使锥台形螺纹牙除去部5各螺纹所承受的负荷均一化，可缓和集中在螺母的 内侧端面区域的锥台形螺纹牙除去部5的螺纹牙根处的张力和曲力，可以大幅度提高螺栓的 疲劳强度，根据被连接体的厚度来选择螺栓的长度，并在必要时使用垫片，从而能够将螺母 调节到最佳位置，获得良好的螺合状态，此时螺母以全长的80%与螺栓的锥台形螺纹牙除去 部5相螺合，使锥台形螺纹牙除去部5的螺纹牙仅接触易弯曲螺母的螺纹牙的前端，从而能 够减少接触面积，缓和不完全接触状态，大幅度减少距离危险断面近的、在锥台形螺纹牙除 去部5螺纹牙根处的应力，具有可靠的疲劳强度和有效的防松性能。螺栓选用材料SCNM630，硬度Hb为300，螺母材料为S20C，粗螺纹螺母的硬度Hn为170，使得螺栓和螺母在螺合过程中接触面积增大，减小应力集中，还提高了疲劳强度；将螺 栓圆柱部2和螺栓头部1连接处的圆弧面半径R增大到1.0咖，并对螺栓圆柱部2与螺栓头 部1连接处的圆弧面用钢球进行冲击处理，钢球的冲击速度为100 m/s，冲击受处理面积为 300%，不仅使组织细化，产生了压縮残余应力，硬度硬化，增大了疲劳强度，另外还提高了 螺栓的使用寿命。把这些螺栓和螺母连接在夹具上，使用转矩扳手，设想为在实际环境中，用紧固扳手紧 固15Nm后，进行疲劳实验，并评价螺栓链接替的耐疲劳强度和抗弛缓性。疲劳实验的机械 为EHFIO，实验的平均应力为230MPa，反复速度为10Hz，螺栓的疲劳极限定义为2 xlO"火反复时间强度。实验的结果，螺栓的疲劳极限强度为llOMPa，比一般的螺栓疲劳极限强度值(lOOMPa) 高很多；许多机械加工的放松螺栓的疲劳强度值为50MPa，而本专利技术的螺栓显示了更好的疲 劳极限。另外，在实验中经受反复施加的变动应力而没有松动的螺栓，表明了其具备良好的 抗弛缓性。权利要求1、一种在螺栓和螺母间存在螺距差的螺栓结合体，该螺栓结合体包括螺栓和螺母，螺栓包括螺栓头部、螺栓圆柱部和螺纹部，螺纹部由不完全螺纹部、螺纹牙除去部和完全螺纹部组成，其特征在于螺母的螺距Pn略大于螺栓的螺距Pb，并且满足关系式2×10-3≤(Pn-Pb)/Pb≤2×10-2。2、 根据权利要求1所述的在螺栓和螺母间存在螺距差的螺栓结合体，其特征在于所述的螺栓 与其连接件螺母的螺合位置，满足下式时获得良好的螺合状态，螺纹牙除去部与螺栓连接 件螺母的螺合长度a与螺母高度H的关系为a- (0.5~0.8) H。3、 根据权利要求1所述的在螺栓和螺母间存在螺距差的螺栓结合体，其特征在于所述的螺栓 的材料硬度Hb和粗螺纹螺母的材料硬度Hn的关系为H^ (0.4~0.9) Hb。4、 根据权利要求1所述的在螺栓和螺母间存在螺距差的螺栓结合体，其特征在于所述的增大 螺栓的螺栓头部和螺栓圆柱部的过渡部分圆弧面半径R，并用冲击力对螺栓圆柱部和螺栓头 部连接处的圆弧面进行局部塑性加工。5、 根据权利要求4所述的在螺栓和螺母间存在螺距差的螺栓结合体，其特征在于所述的圆弧 面半径R是工业规格ISO中规定的圆弧面半径的1.5~3倍。6、 根据权利要求4所述的在螺栓和螺母间存在螺距差的螺栓结合体，其特征在于所述的用冲 击力对螺栓圆柱部和螺栓头连接处的圆弧面进行局部塑性加工，是采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在螺栓和螺母间存在螺距差的螺栓结合体，该螺栓结合体包括螺栓和螺母，螺栓包括螺栓头部、螺栓圆柱部和螺纹部，螺纹部由不完全螺纹部、螺纹牙除去部和完全螺纹部组成，其特征在于螺母的螺距Ｐ↓［ｎ］略大于螺栓的螺距Ｐ↓［ｂ］，并且满足关系式２×１０↑［－３］≤（Ｐ↓［ｎ］－Ｐ↓［ｂ］）／Ｐ↓［ｂ］≤２×１０↑［－２］。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：西田新一，孙中强，
申请(专利权)人：孙中强，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]