[发明专利]一种具有摩擦系数恒定的高强度特种螺母

说明书

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。

技术领域

本发明属于机械紧固件技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明的技术方案是：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。