螺栓和螺母組件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種螺栓和螺母組件，該組件中的螺栓和螺母的螺紋均為圓錐形螺紋，所述的圓錐形螺紋在半徑最大或最小的一圈或若干圈是等半徑的螺旋線；所述的螺栓的頭部，其形狀為上下表面積不相等且靠近螺栓端部的上表面面積更小的棱臺。本實用新型這種結構可以減小螺栓的重量，尤其是在螺栓頭部和螺母靠近螺栓端部內收后可以減少材料的使用，并且使得材料的利用更加合理；而且越短的螺栓效果越明顯；這種螺紋還有快速裝拆的可能性，利用每圈螺紋半徑上的差距，在旋轉比常規螺紋更少的圈數后就可以將螺母拆下。
【專利說明】
螺栓和螺母組件
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種圓錐形螺紋螺栓和螺母組件。
【背景技術】
[0002]普通的螺栓螺母為圓柱形螺紋螺栓螺母，其螺栓桿內承受的拉力越靠近端部承受的拉力越小，而越靠近螺母與墊片的結合部處的螺栓桿內的應力就越大。該螺栓桿中間的部分桿內承受的拉力是均勻分布的。很顯然，螺栓端部有一部分的材料是浪費了的，可以略微的減小一些。

【發明內容】

[0003]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種圓錐形螺紋螺栓和螺母組件，以克服傳統圓柱形螺栓螺母存在的問題。
[0004]本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是:該組件中的螺栓和螺母，其螺紋為圓錐形螺紋。
[0005]所述的圓錐形螺紋，其在半徑最大或最小的一圈或若干圈是等半徑的螺旋線。
[0006]所述的螺栓，其螺紋的半徑是隨螺栓長度方向線性變化的螺旋線。
[0007]所述的螺栓的頭部，其形狀為上下表面積不相等且靠近螺栓端部的上表面面積更小的棱臺，該棱臺可以是六棱臺。
[0008]所述的螺母，其形狀是棱臺，該棱臺可以是六棱臺。
[0009]本實用新型與現有技術相比具有如下優點:
[0010]在航天科技中，對螺栓重量的要求近乎苛刻，工作人員會將每個螺栓的長度和螺母精確到Imm之內，為的就是減小火箭的重量。這種螺栓可以減小螺栓的重量，因為在螺栓頭部和螺母靠近螺栓端部內收后可以減少材料的使用，并且使得材料的利用更加合理。而且越短的螺栓效果越明顯。這種螺紋還有快速裝拆的可能性，利用每圈螺紋半徑上的差距，在旋轉比常規螺紋更少的圈數后就可以將螺母拆下。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為螺母的結構示意圖。
[0012]圖2為螺栓的結構示意圖。
[0013]圖3是以一種錐形螺紋半徑最大的一圈為等半徑的螺栓的受力分析示意圖。
[0014]圖中:1.螺母;2.螺紋;3.螺栓螺紋;4.螺栓桿;5.螺栓頭;6.螺紋位置線;7.螺紋外緣線;8.輔助線;9.受力分析線。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步地詳細說明。
[0016]本實用新型提供的螺栓和螺母組件，是一種錐形螺紋螺栓和螺母組件，參見圖1和圖2，其中:螺母I中的螺紋2為圓錐形螺紋。螺栓由螺栓桿4和螺栓頭5組成，該螺栓桿4中的螺栓螺紋3為圓錐形螺紋。
[0017]所述的螺栓桿4，其螺栓螺紋3的第一圈或最后一圈，即半徑最大或半徑最小的一圈或若干圈制造成等半徑的螺旋線，這樣就能解決螺栓鎖緊后一旦松動會很快脫落即易于松動的問題。
[0018]所述的螺栓，其螺紋的半徑是隨螺栓長度方向線性變化的螺旋線，這樣就能改善螺桿和螺桿上螺紋的受力情況，使受力分布更加合理，達到節省材料減輕螺桿重量的目的。
[0019]所述的螺栓頭，其形狀為上下表面積不相等且靠近螺栓端部的上表面面積更小的棱臺，該棱臺是六棱臺。這樣可以節省整套螺栓所用的材料，減輕整套螺栓的總重量。
[0020]所述的圓錐形螺紋在半徑最大或最小的一圈或若干圈可以是等半徑的，這樣可以達到防松自鎖的目的，代替方案是使用彈簧墊片。
[0021]所述的螺母，其形狀是六棱臺，其可以在旋轉更少的圈數后就從螺栓上拆下。
[0022]本實用新型有諸多優點，下面以一種圓錐形螺紋半徑最大的一圈為等半徑的螺栓的受力分析為例。圖3中，編號6-9分別是螺紋位置線、螺紋外緣線、輔助線、受力分析線。
[0023]根據受力分析(圖3)可以看出:
[0024]由于單位長度的螺紋對螺桿提供均勻的拉力，所以越靠近下方的螺桿內部承受越多的拉力，力在螺桿中沿軸向并非均勻分布，下方B點處的拉力比A點處的拉力大了很多。所以在有螺紋的螺桿部分螺桿的直徑不需要均勻分布，向上逐漸減小就能滿足強度的需求。而如果畫出螺紋根部的受力的反向延長線，就能看出錐形螺紋所提供的力是可以直接指向螺桿內部的。圓柱螺紋則不同，圓柱螺紋所提供給螺桿的拉力都是通過螺桿的外表面的，只有通過螺桿的微量變形才能夠傳遞到螺桿的內部。所以從受力分析的角度講，錐形螺紋既提高了螺栓材料的利用效率，又改善了螺桿局部的受力狀況。
[0025]螺母存在著同樣的問題，通過同樣的原理，改變螺母的形狀，就能改變螺母材料的利用效率，從而達到減輕整個螺栓重量的目的。也就是創新點中的第三點，螺母的形狀是一個六棱臺。
[0026]而這樣的螺紋設計會導致螺紋易松，所以解決的方法就是螺紋半徑最大或最小的一圈或幾圈是等半徑的，這樣在螺栓有微小松動的時候，因為這圈螺紋的螺距比是最小的，所以會受到最大的壓力，產生微小的變形，從而達到自鎖的目的。如果沒有這圈螺紋，那么就需要有彈簧墊片來配合，這就是前述的代替方案。
[0027]雙點劃線是一條輔助線8，從這條輔助線上看出，螺母在旋轉更少的圈數后就可以從螺桿上拆下(圖3畫的是8圈的螺紋，旋轉4圈就能拆下，如果最小一圈是等半徑的，同樣旋轉4圈就能拆下。實際情況可能有所不同，但是形式上是這個樣子)。
【主權項】
1.一種螺栓和螺母組件，其特征在于該組件中的螺栓和螺母，其螺紋為圓錐形螺紋;所述的圓錐形螺紋在半徑最大或最小的一圈或若干圈是等半徑的螺旋線；所述的螺栓的頭部，其形狀為上下表面積不相等且靠近螺栓端部的上表面面積更小的棱臺。2.根據權利要求1所述的螺栓和螺母組件，其特征在于所述的螺栓，其螺紋的半徑是隨螺栓長度方向線性變化的螺旋線。3.根據權利要求1所述的螺栓和螺母組件，其特征在于所述的棱臺是六棱臺。4.根據權利要求1所述的螺栓和螺母組件，其特征在于所述的螺母的形狀是棱臺。5.根據權利要求1所述的螺栓和螺母組件，其特征在于所述的螺母的形狀是六棱臺。
【文檔編號】F16B33/02GK205478791SQ201520830622
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年10月23日
【發明人】王緒明, 張泳澤
【申請人】武漢理工大學