专利名称：具有外螺纹的紧固构件和螺纹紧固组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种螺纹紧固构件，尤其涉及一种具有外螺纹的紧固构件和包括该紧固构件的螺纹紧固组件。
背景技术：
螺纹连接的基本要素是螺纹。三角形螺纹的当量摩擦系数较大，自锁性能好，主要用于连接。在公制和美制螺纹标准下，三角形螺纹的牙侧角为30度；在英制螺纹标准下，三角形螺纹的牙侧角为27. 5度。专利号为4171012的美国专利公开了一种自锁螺纹结构，也即施必牢螺纹结构。 如图1所示，该施必牢螺纹结构为内螺纹1，每牙内螺纹1包括引导牙侧11、跟随牙侧12以及在引导牙侧11和跟随牙侧12之间延伸的斜面13。斜面13与引导牙侧11的连接处高于斜面13与跟随牙侧12的连接处，也即斜面13与引导牙侧11的连接处和斜面13与跟随牙侧12的连接处相比，更远离内螺纹1的轴线3。在公制、美制和英制螺纹标准下，斜面13 与内螺纹1的轴线3之间的夹角皆为15度 45度，优选为30度。内螺纹1的原始三角形是符合公制、美制或英制螺纹标准的三角形。也即在公制和美制螺纹标准下，内螺纹1的引导牙侧11的牙侧角是30度；在英制螺纹标准下，内螺纹 1的引导牙侧11的牙侧角是27. 5度。当然，内螺纹1的原始三角形也可以是引导牙侧11 的牙侧角增大的三角形螺纹或跟随牙侧12的牙侧角增大的三角形螺纹，也即引导牙侧11 的牙侧角大于30度和/或跟随牙侧12的牙侧角大于27. 5度。目前，如图1所示，与自锁螺纹结构相配合的外螺纹2为符合公制、美制或英制螺纹标准的三角形螺纹。每牙外螺纹2包括引导牙侧21、跟随牙侧22、在引导牙侧21和跟随牙侧22之间延伸的牙顶23和牙底M。牙顶23 —般为平行于外螺纹2的轴线3 (也即是内螺纹1的轴线3，内螺纹1的轴线与外螺纹2的轴线是重合的)的平面。为克服应力集中问题，牙底M —般为圆弧面。当外螺纹2产生轴力F时，外螺纹2的牙顶23抵靠在内螺纹1 的斜面13上。外螺纹2的牙顶23与内螺纹1的斜面13是线接触，接触面积较小，则接触应力较大，接触部分容易发生“冷焊”而导致“滑牙”现象的产生。在使用此螺纹副的过程中，由于机器或被夹持的工件长时间振动，接触部分继续产生微小的压缩变形，从而使外螺纹的轴力减小，进而导致具有内螺纹的紧固构件的夹紧力的减小。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有外螺纹的紧固构件和螺纹紧固组件，该外螺纹与施必牢的内螺纹结构相配合，使外螺纹和内螺纹的接触面之间不易“滑牙”，从而在紧固构件的使用过程中能保持外螺纹的轴力，进而保持具有内螺纹的紧固构件的夹紧力。为实现上述目的，本发明提供了一种具有外螺纹的紧固构件，可与具有内螺纹的紧固构件通过所述外螺纹和所述内螺纹相互配合，每牙所述内螺纹包括引导牙侧、跟随牙侧和延伸于所述内螺纹的引导牙侧和所述内螺纹的跟随牙侧之间的斜面；所述内螺纹的斜面与所述内螺纹的引导牙侧的连接处和所述内螺纹的斜面与所述内螺纹的跟随牙侧的连接处相比，更远离所述内螺纹的轴线；每牙所述外螺纹包括引导牙侧和跟随牙侧；所述外螺纹还包括延伸于所述外螺纹的引导牙侧和所述外螺纹的跟随牙侧之间的斜面；所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的引导牙侧的连接处和所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的跟随牙侧的连接处相比，更远离所述外螺纹的轴线；所述外螺纹的斜面与所述内螺纹的斜面相贴
I=I O进一步地，所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的轴线之间的夹角为15度 45度。优选地，所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的轴线之间的夹角为30度。优选地，在公制和美制螺纹标准下，所述内螺纹的引导牙侧的牙侧角和所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角都等于30度；在英制螺纹标准下，内螺纹的引导牙侧的牙侧角和所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角都等于27. 5度。可替换地，在公制和美制螺纹标准下，所述内螺纹的引导牙侧的牙侧角大于30 度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角等于30度；在英制螺纹标准下，内螺纹的引导牙侧的牙侧角大于27. 5度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角等于27. 5度。可替换地，在公制和美制螺纹标准下，所述内螺纹的引导牙侧的牙侧角等于30 度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角大于30度；在英制螺纹标准下，内螺纹的引导牙侧的牙侧角等于27. 5度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角大于27. 5度。可替换地，在公制和美制螺纹标准下，所述内螺纹的引导牙侧的牙侧角大于30 度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角大于30度；在英制螺纹标准下，内螺纹的引导牙侧的牙侧角大于27. 5度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角大于27. 5度。进一步地，所述内螺纹的斜面与所述内螺纹的轴线之间的夹角为15度 45度。优选地，所述具有外螺纹的紧固构件为螺栓，可与所述具有外螺纹的紧固构件相配合的所述具有内螺纹的紧固构件为螺母。进一步地，所述外螺纹是滚压成型或切削成型的。本发明还提供了一种螺纹紧固组件，包括具有外螺纹的第一紧固构件和具有内螺纹的第二紧固构件，所述第一紧固构件和所述第二紧固构件通过所述外螺纹和所述内螺纹相互配合，每牙所述内螺纹包括引导牙侧、跟随牙侧和延伸于所述内螺纹的引导牙侧和所述内螺纹的跟随牙侧之间的斜面；所述内螺纹的斜面与所述内螺纹的引导牙侧的连接处和所述内螺纹的斜面与所述内螺纹的跟随牙侧的连接处相比，更远离所述内螺纹的轴线；每牙所述外螺纹包括引导牙侧和跟随牙侧；所述外螺纹还包括延伸于所述外螺纹的引导牙侧和所述外螺纹的跟随牙侧之间的斜面；所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的引导牙侧的连接处和所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的跟随牙侧的连接处相比，更远离所述外螺纹的轴线；所述外螺纹的斜面与所述内螺纹的斜面相贴合。优选地，所述第一紧固构件为螺栓，所述第二紧固构件为螺母。本发明的具有外螺纹的紧固构件和螺纹紧固组件的有益效果在于外螺纹也具有斜面，可与施必牢的内螺纹结构相配合，也即外螺纹的斜面与内螺纹的斜面相贴合。外螺纹与内螺纹为面接触，接触面积增大，则接触应力减小，接触面之间不易发生“冷焊”，从而不易产生“滑牙”现象。在螺纹紧固组件的使用过程中，由于避免了 “滑牙”现象的产生，接触面继续压缩变形得较少，从而可以保持外螺纹的轴力，进而保持具有内螺纹的紧固构件的夹紧力。施必牢的内螺纹结构的斜面与内螺纹的轴线之间的夹角为15度 45度，优选为 30度。为与施必牢的内螺纹结构相配合，本发明的外螺纹的斜面与外螺纹的轴线之间的夹角也为15度 45度，优选为30度。与本发明的外螺纹相配合的施必牢的内螺纹的原始三角形是符合公制、美制或英制螺纹标准的三角形，也可以是引导牙侧的牙侧角增大的三角形螺纹或跟随牙侧的牙侧角增大的三角形螺纹，或者引导牙侧的牙侧角、跟随牙侧的牙侧角同时增大的三角形螺纹。与本发明的外螺纹相配合的内螺纹只需具有与内螺纹的轴线之间的夹角呈15度 45度的斜面，对引导牙侧的牙侧角和跟随牙侧的牙侧角没要限制。以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
图1是现有技术的外螺纹与施必牢内螺纹螺纹连接的剖面示意图；图2是本发明的一个较佳实施例的外螺纹的剖面示意图；图3是图2中I处的局部放大图；图4是图2的外螺纹与施必牢内螺纹螺纹连接的剖面示意图。
具体实施例方式本发明的具有外螺纹的紧固构件以螺栓为例，具有内螺纹的紧固构件以与该螺栓配合的螺母为例，对本发明的原理及其实施方式进行详细描述。但本发明并不限于此，本发明的具有外螺纹的紧固构件可以为具有本发明的外螺纹的零件(零件的材料无限制)。该零件(如螺钉、双头螺柱或客户自制零件等)与可具有自锁螺纹结构(施必牢内螺纹)的零件(如螺母)配合，广泛应用于汽车、工程机械、铁路、城轨、桥梁、航空等领域。图2为本发明的一个较佳实施例的外螺纹的剖面示意图。如图2和图3所示，每牙外螺纹2包括引导牙侧21、跟随牙侧22、在引导牙侧21和跟随牙侧22之间延伸的牙顶 23和牙底M。牙顶23为斜面。斜面23与引导牙侧21的连接处沈和斜面23与跟随牙侧 22的连接处25相比，更远离外螺纹2的轴线3。为与施必牢内螺纹相配合，外螺纹2的斜面23与外螺纹的轴线3之间的夹角也为15度 45度。由于施必牢内螺纹的斜面13与内螺纹的轴线3 (内螺纹1的轴线与外螺纹2的轴线是重合的)之间的夹角优选为30度，因此，外螺纹2的斜面23与外螺纹的轴线3之间的夹角也优选为30度。外螺纹2的原始三角形是符合公制、美制或英制螺纹标准的三角形。在公制和美制螺纹标准下，引导牙侧21的牙侧角β和跟随牙侧22的牙侧角α都为30度；在英制螺纹标准下，引导牙侧21的牙侧角β和跟随牙侧22的牙侧角α都为27. 5度。在本实施例中，为克服应力集中问题，牙底M为圆弧面。当然，本发明并不限于此，牙底M也可以为平面。图3是图2中I处的局部放大图。如图3所示，外螺纹2的斜面23与外螺纹的轴线3之间的夹角θ为15度 45度(在公制、美制和英制螺纹标准下)。理想状态下，外螺纹2的引导牙侧21、跟随牙侧22和斜面23都是平面的，但实际上，为了加工方便，引导牙侧 21与斜面23的相交处沈和跟随牙侧22与斜面23的相交处25实际都为一圆弧面。图4是图2的外螺纹与施必牢内螺纹螺纹连接的剖面示意图。如图4所示，每牙内螺纹1包括引导牙侧11、跟随牙侧12以及在引导牙侧11和跟随牙侧12之间延伸的斜面 13。斜面13与引导牙侧11的连接处高于斜面13与跟随牙侧12的连接处，也即斜面13与引导牙侧11的连接处和斜面13与跟随牙侧12的连接处相比，更远离内螺纹1的轴线3。 在公制、美制和英制螺纹标准下，斜面13与内螺纹1的轴线3之间的夹角皆为15度 45 度，优选为30度。在本发明的实施方式中，内螺纹1的原始三角形是符合公制、美制或英制螺纹标准的三角形。在公制和美制螺纹标准下，引导牙侧11的牙侧角和跟随牙侧12的牙侧角都为30度；在英制螺纹标准下，引导牙侧11的牙侧角和跟随牙侧12的牙侧角都为27. 5度。内螺纹1的斜面13与外螺纹2的斜面23相贴合。外螺纹2与内螺纹1为面接触，接触面积比现有技术的线接触大，则接触应力比现有技术的线接触小，接触面之间不易发生“冷焊”，从而不易产生“滑牙”现象。在外螺纹2与内螺纹1螺纹连接期间，由于避免了“滑牙”现象的产生，接触面继续压缩变形得较少，从而可以保持外螺纹2的轴力，进而保持具有内螺纹1的螺母的夹紧力。外螺纹2可以是滚压成型，也可以为切削成型。当然，本发明并不限于此，外螺纹 2也可以以未来可能出现的其他加工方式来加工成型。本发明并不限于内螺纹1的原始三角形是符合公制、美制或英制螺纹标准的三角形的实施方式。可以通过增大引导牙侧11的牙侧角和/或增大跟随牙侧12的牙侧角，来增大内螺纹1的槽宽，使具有外螺纹2的螺栓更顺利地旋入具有内螺纹1的螺母，从而使外螺纹2的斜面23贴合在内螺纹1的斜面13上，即可实现螺纹副的良好的自锁功能，并能在螺纹副的使用期间一直保持螺母的夹紧力。作为本发明的一个替换实施方式，在公制和美制螺纹标准下，内螺纹1的引导牙侧11的牙侧角大于30度，内螺纹1的跟随牙侧12的牙侧角等于30度；在英制螺纹标准下，内螺纹1的引导牙侧11的牙侧角大于27. 5度，内螺纹1的跟随牙侧12的牙侧角等于 27. 5 ο作为本发明的另一个替换实施方式，在公制和美制螺纹标准下，内螺纹1的引导牙侧11的牙侧角等于30度，内螺纹1的跟随牙侧12的牙侧角大于30度；在英制螺纹标准下，内螺纹1的引导牙侧11的牙侧角等于27. 5度，内螺纹1的跟随牙侧12的牙侧角大于 27. 5 ο作为本发明的再一个替换实施方式，在公制和美制螺纹标准下，内螺纹1的引导牙侧11的牙侧角大于30度，内螺纹1的跟随牙侧12的牙侧角大于30度；在英制螺纹标准下，内螺纹1的引导牙侧11的牙侧角大于27. 5度，内螺纹1的跟随牙侧12的牙侧角大于 27. 5 ο与本发明的外螺纹2相配合的施必牢的内螺纹1的原始三角形是符合公制、美制或英制螺纹标准的三角形，也可以是引导牙侧11的牙侧角增大的三角形螺纹或跟随牙侧 12的牙侧角增大的三角形螺纹，或者引导牙侧11的牙侧角、跟随牙侧12的牙侧角同时增大的三角形螺纹。与本发明的外螺纹2相配合的内螺纹1只需具有与内螺纹1的轴线3之间的夹角呈15度 45度的斜面13，对引导牙侧11的牙侧角和跟随牙侧12的牙侧角没有限制。本领域的普通技术人员可以知悉，内螺纹1和外螺纹2在实际加工中，存在允许的误差，与理想状态不一致。例如，引导牙侧21与斜面23的相交处沈和跟随牙侧22与斜面 23的相交处25实际都为一圆弧面，而不是直线。再例如，当螺母和螺栓螺纹连接时，内螺纹 1的轴线与外螺纹2的轴线在理想状态下是重合的，但在实际加工中，这两个轴线之间可能存在微小的偏差，并不重合。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域的技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
权利要求
1.一种具有外螺纹的紧固构件，可与具有内螺纹的紧固构件通过所述外螺纹和所述内螺纹相互配合，每牙所述内螺纹包括引导牙侧、跟随牙侧和延伸于所述内螺纹的引导牙侧和所述内螺纹的跟随牙侧之间的斜面；所述内螺纹的斜面与所述内螺纹的引导牙侧的连接处和所述内螺纹的斜面与所述内螺纹的跟随牙侧的连接处相比，更远离所述内螺纹的轴线；每牙所述外螺纹包括引导牙侧和跟随牙侧；其特征在于，所述外螺纹还包括延伸于所述外螺纹的引导牙侧和所述外螺纹的跟随牙侧之间的斜面；所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的引导牙侧的连接处和所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的跟随牙侧的连接处相比，更远离所述外螺纹的轴线；所述外螺纹的斜面与所述内螺纹的斜面相贴合。
2.如权利要求1所述的具有外螺纹的紧固构件，其中，所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的轴线之间的夹角为15度 45度。
3.如权利要求2所述的具有外螺纹的紧固构件，其中，所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的轴线之间的夹角为30度。
4.如权利要求1或2或3所述的具有外螺纹的紧固构件，其中，在公制和美制螺纹标准下，所述内螺纹的引导牙侧的牙侧角和所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角都等于30度；在英制螺纹标准下，内螺纹的引导牙侧的牙侧角和所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角都等于27. 5 度。
5.如权利要求1或2或3所述的具有外螺纹的紧固构件，其中，在公制和美制螺纹标准下，所述内螺纹的引导牙侧的牙侧角大于30度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角等于30 度；在英制螺纹标准下，内螺纹的引导牙侧的牙侧角大于27. 5度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角等于27. 5度。
6.如权利要求1或2或3所述的具有外螺纹的紧固构件，其中，在公制和美制螺纹标准下，所述内螺纹的引导牙侧的牙侧角等于30度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角大于30 度；在英制螺纹标准下，内螺纹的引导牙侧的牙侧角等于27. 5度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角大于27. 5度。
7.如权利要求1或2或3所述的具有外螺纹的紧固构件，其中，在公制和美制螺纹标准下，所述内螺纹的引导牙侧的牙侧角大于30度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角大于30 度；在英制螺纹标准下，内螺纹的引导牙侧的牙侧角大于27. 5度，所述内螺纹的跟随牙侧的牙侧角大于27. 5度。
8.如权利要求1或2或3所述的具有外螺纹的紧固构件，其中，所述内螺纹的斜面与所述内螺纹的轴线之间的夹角为15度 45度。
9.如权利要求1或2或3所述的具有外螺纹的紧固构件，其中，所述具有外螺纹的紧固构件为螺栓，可与所述具有外螺纹的紧固构件相配合的所述具有内螺纹的紧固构件为螺母。
10.如权利要求1或2或3所述的具有外螺纹的紧固构件，其中，所述外螺纹是滚压成型或切削成型的。
11.一种螺纹紧固组件，包括具有外螺纹的第一紧固构件和具有内螺纹的第二紧固构件，所述第一紧固构件和所述第二紧固构件通过所述外螺纹和所述内螺纹相互配合，每牙所述内螺纹包括引导牙侧、跟随牙侧和延伸于所述内螺纹的引导牙侧和所述内螺纹的跟随牙侧之间的斜面；所述内螺纹的斜面与所述内螺纹的引导牙侧的连接处和所述内螺纹的斜面与所述内螺纹的跟随牙侧的连接处相比，更远离所述内螺纹的轴线；每牙所述外螺纹包括引导牙侧和跟随牙侧；其特征在于，所述外螺纹还包括延伸于所述外螺纹的引导牙侧和所述外螺纹的跟随牙侧之间的斜面；所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的引导牙侧的连接处和所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的跟随牙侧的连接处相比，更远离所述外螺纹的轴线；所述外螺纹的斜面与所述内螺纹的斜面相贴合。
12.如权利要求11所述的螺纹紧固组件，其中，所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的轴线之间的夹角为15度 45度。
13.如权利要求12所述的螺纹紧固组件，其中，所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的轴线之间的夹角为30度。
14.如权利要求11或12或13所述的螺纹紧固组件，其中，所述第一紧固构件为螺栓， 所述第二紧固构件为螺母。
全文摘要
本发明公开了一种具有外螺纹的紧固构件，可与具有内螺纹的紧固构件通过所述外螺纹和所述内螺纹相互配合；每牙所述外螺纹包括引导牙侧和跟随牙侧，所述外螺纹还包括延伸于所述外螺纹的引导牙侧和所述外螺纹的跟随牙侧之间的斜面；所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的引导牙侧的连接处和所述外螺纹的斜面与所述外螺纹的跟随牙侧的连接处相比，更远离所述外螺纹的轴线；所述外螺纹的斜面与所述内螺纹的斜面相贴合。本发明还提供了一种螺纹紧固组件。本发明的外螺纹与施必牢的内螺纹结构相配合，使外螺纹和内螺纹的接触面之间不易“滑牙”，从而在紧固构件的使用过程中能保持外螺纹的轴力，进而保持具有内螺纹的紧固构件的夹紧力。
文档编号F16B35/00GK102536994SQ20101059912
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者彭树庆, 顾茂众 申请人:上海底特精密紧固件有限公司