一种弹性螺母结构的制作方法

本发明涉及紧固件技术领域，尤其涉及一种弹性螺母结构。

背景技术：

在高速飞行器、火箭发动机等工业领域存在大量的热结构/冷热结构连接，由于使用材料的种类和热物性参数不同，面临着的可靠防松与预紧问题，是必须突破的关键技术之一。

现有技术中，针对热结构/冷热结构连接中面临的防松与预紧问题，主要采取的手段为使用碟簧进行连接结构轴向的变形匹配，实现可靠防松与预紧，但通常条件下需要多个碟簧叠加使用，结构相对复杂。

技术实现要素：

本发明提供了一种弹性螺母结构，能够解决现有技术中采用多个碟簧进行被连接件的轴向变形匹配而导致锁紧结构复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种弹性螺母结构，包括螺母本体和弹性托板；所述弹性托板设置于所述螺母本体与被连接件之间；所述弹性托板中间设有螺纹孔，所述弹性托板的螺纹孔与所述螺母本体的螺纹孔同心且直径相同；所述弹性托板整体呈圆弧状，所述弹性托板的外表面圆弧半径r1小于内表面圆弧半径r2，其中，所述弹性托板的外表面与所述螺母本体相接触，所述弹性托板的内表面与所述被连接件相接触。

优选的，所述弹性托板为矩形。

优选的，所述弹性托板的内表面圆弧的边缘为圆角。

优选的，所述弹性托板的螺纹孔下侧具有第一倒角。

优选的，所述螺母本体的螺纹孔上侧具有第二倒角。

优选的，所述弹性托板的外表面圆弧半径r1和内表面圆弧半径r2根据所述弹性托板的螺纹孔直径确定。

优选的，所述弹性托板的内表面圆弧半径r2与外表面圆弧半径r1之差与所述弹性托板的螺纹孔直径呈正相关。

优选的，所述弹性托板的宽度l与所述被连接件的厚度和所述被连接件在使用过程中的温升呈正相关。

优选的，所述弹性托板与所述螺母本体为一体式结构或分体式结构。

应用本发明的技术方案，采用弹性托板对温升过程中被连接件的轴向变形不匹配进行调节，以实现结构连接过程中的可靠防松与预紧。本发明的结构形式简单，可靠性高，能够广泛应用于不同工业领域结构连接。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明一种实施例提供的弹性螺母的俯视图；

图2示出了根据本发明一种实施例提供的沿a-a方向的剖视图；

图3示出了根据本发明一种具体应用示例。

附图标记说明

1、螺母本体；2、弹性托板；3、第一被连接件；

4、第二被连接件；5、螺钉。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种弹性螺母，如图1、图2所示，包括螺母本体1和弹性托板2；所述弹性托板2设置于所述螺母本体1与被连接件之间；所述弹性托板2中间设有螺纹孔，所述弹性托板2的螺纹孔与所述螺母本体1的螺纹孔同心且直径相同；所述弹性托板2整体呈圆弧状，所述弹性托板2的外表面圆弧半径r1小于内表面圆弧半径r2，其中，所述弹性托板2的外表面与所述螺母本体1相接触，所述弹性托板2的内表面与所述被连接件相接触。

本发明采用弹性托板2对温升过程中被连接件的轴向变形不匹配进行调节，以实现结构连接过程中的可靠防松与预紧。本发明的结构形式简单，可靠性高，能够广泛应用于不同工业领域结构连接。

根据本发明的一种实施例，所述弹性托板2与所述螺母本体1可以为一体式结构，整体机械加工，也可以为分体式结构，单独机械加工后再连接在一起。为方便机械加工成型，所述弹性托板2可以为矩形。

根据本发明的一种实施例，为方便弹性螺母结构的加工和装配，所述弹性托板2的螺纹孔下侧具有第一倒角，所述螺母本体1的螺纹孔上侧具有第二倒角。

根据本发明的一种实施例，所述弹性托板2的内表面圆弧的边缘为圆角，以降低弹性螺母结构与被连接件之间的接触应力。

根据本发明的一种实施例，所述弹性托板2的外表面圆弧半径r1和内表面圆弧半径r2根据所述弹性托板2的螺纹孔直径确定。具体的说，所述弹性托板2的内表面圆弧半径r2与外表面圆弧半径r1之差与所述弹性托板2的螺纹孔直径呈正相关。举例来讲，当所述弹性托板2的螺纹孔直径越粗，所述弹性托板2的内表面圆弧半径r2与外表面圆弧半径r1之差应越大，此时弹性托板2的厚度越厚，弹性螺母结构的弹性系数就越大，反之亦然。其中，弹性托板2的螺纹孔直径即与弹性螺母结构相装配的螺钉5直径。通过调整弹性托板2的内表面圆弧半径r2与外表面圆弧半径r1之差可以实现弹性螺母结构弹性系数大小的调节。

根据本发明的一种实施例，所述弹性托板2的宽度l与所述被连接件的厚度和所述被连接件在使用过程中的温升呈正相关。举例来讲，当被连接件的厚度越厚时，弹性托板2的宽度l的宽度越大；当被连接件在使用过程中的温升越大时，弹性托板2的宽度l的宽度越大，反之亦然。通过调整弹性托板2的宽度l可以实现弹性螺母结构可变形协调量大小的调节。

图3为本发明的具体应用示例。如图3所示，弹性螺母结构采用一体式结构，整体机械加工成型。基于螺钉5的直径来确定弹性托板2的内表面圆弧半径r2与外表面圆弧半径r1之差，从而确定弹性托板2的厚度；基于第一被连接件3与第二被连接件4的厚度和使用过程中的温升来确定弹性托板2的宽度l。

螺钉5依次穿过第二被连接件4和第一被连接件3，并与弹性螺母结构相装配，从而对第一被连接件3和第二被连接件4进行固定连接。本发明的弹性螺母结构通过弹性托板2的弹性变形来协调螺钉5、第一被连接件3和第二被连接件4在工作过程中受温度影响产生的轴向变形差。具体来说，当工作过程中温度升高，螺钉5、第一被连接件3和第二被连接件4受热膨胀，导致轴向长度伸长，此时，弹性托板2的宽度l、外表面圆弧半径r1和内表面圆弧半径r2均变大，从而协调产生的轴向长度变形差；当工作过程中温度降低，螺钉5、第一被连接件3和第二被连接件4受冷收缩，导致轴向长度缩短，此时，弹性托板2的宽度l、外表面圆弧半径r1和内表面圆弧半径r2均变小，从而协调产生的轴向长度变形差。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。