一种自锁螺丝的制作方法

本发明涉及螺丝技术领域，尤其涉及一种自锁螺丝。

背景技术：

螺丝是利用物体的斜面圆形旋转和摩擦力的物理学和数学原理，循序渐进地紧固器物机件的工具。螺丝是紧固件的通用说法。螺丝为日常生活中不可或缺的工业必需品:如照相机、眼镜、钟表、电子等使用的极小的螺丝；电视、电气制品、乐器、家具等的一般螺丝；至于工程、建筑、桥梁则使用大型螺丝、螺帽；交通器具、飞机、电车、汽车等则为大小螺丝并用。螺丝在工业上负有重要任务，只要地球上存在着工业，则螺丝的功能永远重要。

目前的普通螺丝在对连接件锁紧固定时，主要存在以下问题：

1、普通螺纹在连接使用时，外螺纹与内螺纹组成的螺纹副中螺牙因截面位置突变，应力集中导致牙根强度差和普通螺纹紧固件螺牙易碰伤问题；

2、普通螺纹在连接使用时，外力震动下，螺丝连接处容易出现松动，耐久性差。

3、普通螺纹存在各螺牙受力分布不均匀、脱扣咬死等问题；

由上所述，为此我们设计出了一种自锁螺丝来解决以上问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种自锁螺丝。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种自锁螺丝，包括第一螺母、第二螺母、第三螺母、第四螺母、连接杆、第一一字键、第二一字键、连接件a和连接件b，所述连接杆的上方等距离设置有三个第一键槽，所述连接杆的下方一侧设置有第二键槽，所述第一螺母的内部一侧设置有第三键槽，所述第二一字键的中部设置有螺纹孔，所述第一螺母的第三键槽与连接杆的第二键槽通过第一一字键连接；所述第四螺母的内部等距离设置有三个包裹凹槽，三个所述包裹凹槽与三个所述第一键槽通过第二一字键连接；

所述第一螺母、第二螺母、第三螺母、第四螺母上均设置有端面螺纹，所述端面螺纹上设置有螺纹升角，所述第一螺母端面螺纹位于第一螺母的上端面，所述第四螺母端面螺纹位于第四螺母的下端面，所述第一螺母端面螺纹和第四螺母端面螺纹的螺纹升角均为α，所述第二螺母和第三螺母端面螺纹位于所述第二螺母和第三螺母的上下两端面，所述第二螺母下端面和第三螺母的上端面螺纹升角为α，所述第二螺母上端面和第三螺母的下端面螺纹升角为β，所述端面螺纹升角β＞α。

优选的，所述第一螺母、第二螺母、第三螺母、第四螺母均为端面双线单牙螺纹，所述端面螺纹的牙型角为0度。

优选的，所述第一螺母、第二螺母、第三螺母、第四螺母为两组所述双叠端面螺纹螺母，两组所述双叠端面螺纹螺母组成两组螺纹连接副，所述第一螺母与螺第二螺母构成一组螺纹连接副；所述第三螺母与第四螺母构成另一组螺纹连接副。

优选的，两组所述双叠端面螺纹螺母在最低位置相抵时，在连接杆轴向间有间隙，优选的，双叠端面螺纹螺母未锁紧时，第二螺母上端端面螺纹的β角与第三螺母下端端面螺纹的β角高低位之间预留不小于90℃的相对位置角。

优选的，还包括垫圈，所述垫圈根据连接件a和连接件b的不同高度选用不同的厚度。

优选的，三个所述第一键槽为与第二一字键连接相适配的三等分键槽，三个所述包裹凹槽为三等分凹槽，所述三等分凹槽相连位置设置有三等分缺口。

优选的，所述第一一字键的高度小于第一螺母的厚度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中，通过所述第一螺母、第二螺母、第三螺母、第四螺母上均设置有端面螺纹，所述端面螺纹上设置有螺纹升角，在连接使用时，将第一螺母、第二螺母、第三螺母、第四螺母依次套入连接杆，最后将三根第二一字键嵌入连接杆上方三等分的第一键槽内，一字键中间螺纹孔是便于用拉模从连接杆的腰槽中取出；将第一螺母上端端面螺纹α角与第二螺母下端端面螺纹α角在最低位置相抵，构成一组端面螺纹连接副；将第四螺母右旋转动一角度，使嵌入连接杆上方三等分键槽内的三根相同一字键从第四螺母上端三等分缺口滑入三等分凹槽内，第四螺母在有预紧力时位置固定；

能够达到以下效果：

1、螺母之间通过端面螺纹(螺纹β和螺纹α)相抵连接，不会发生外螺纹与内螺纹组成的传统螺纹副中螺牙因截面位置突变，应力集中导致牙根强度差和普通螺纹紧固件螺牙造成易碰伤问题；

2、两种不同旋向的螺母，可以把左旋螺母的退松力直接转变成右旋螺母的拧紧力，同样可以把右旋螺母的退松力直接转变成左旋螺母的拧紧力，将两个相对的力转化为相助相融，确保在强震动下仍然保持连接件的夹紧力，优于单纯依靠摩擦力来制琐的紧固件；能够解决强震动工况下设备紧固件的松动问题；

3、在使用时，通过左旋螺母左旋抬升和右旋螺母右旋下移使左右螺母的β角螺纹面相抵获得预紧力。可以用高或低的预紧力锁紧固定元件，不受原始拧紧力影响，具有耐久性。在锁紧时，利用左旋螺母和右旋螺母配合时的互反作用力，达到结构性防松效果。特殊结构可以将震动力转变为螺母的锁紧力，振动力越大，夹紧力越强。

该发明结构新颖，安装拆卸较为快捷方便，结构防松性强，在使用时，可以将震动力转变为螺母的锁紧力，振动力越大，夹紧力越强，稳固性更好，适宜推广使用。

附图说明

图1为本发明提出的一种自锁螺丝的结构示意图；

图2为本发明提出的一种自锁螺丝的第四螺母的结构示意图；

图3为本发明提出的一种自锁螺丝的第三螺母的结构示意图；

图4为本发明提出的一种自锁螺丝的第二螺母的结构示意图；

图5为本发明提出的一种自锁螺丝的第一螺母的结构示意图；

图6为本发明提出的一种自锁螺丝的垫圈的结构示意图；

图7为本发明提出的一种自锁螺丝的第二一字键的结构示意图；

图8为本发明提出的一种自锁螺丝的第二一字键的俯视图；

图9为本发明提出的一种自锁螺丝的第二一字键的正视图；

图10为图9的a-a剖视图；

图11为本发明提出的一种自锁螺丝的第一一字键的结构示意图；

图12为本发明提出的一种自锁螺丝的连接杆的结构示意图；

图13为本发明提出的一种自锁螺丝的连接杆的剖视图。

图中：1第一螺母、2第二螺母、3第三螺母、4第四螺母、5连接杆、6垫圈、7第一一字键、8第二一字键、9第一键槽、10第二键槽、11螺纹孔、12第三键槽、13包裹凹槽。

具体实施方式

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。

参照图1-13，一种自锁螺丝，包括第一螺母1、第二螺母2、第三螺母3、第四螺母4、连接杆5、垫圈6、第一一字键7、第二一字键8、连接件a和连接件b，连接杆5的上方等距离设置有三个第一键槽9，连接杆5的下方一侧设置有第二键槽10，第一螺母1的内部一侧设置有第三键槽12，第二一字键8的中部设置有螺纹孔11，第一螺母1的第三键槽12与连接杆5的第二键槽10通过第一一字键7连接；第一一字键7的高度小于第一螺母1的厚度，第四螺母4的内部等距离设置有三个包裹凹槽13，三个包裹凹槽13与三个第一键槽9通过第二一字键8连接，三个第一键槽9为与第二一字键8连接相适配的三等分键槽，三个包裹凹槽13为三等分凹槽，三等分凹槽相连位置设置有三等分缺口；

第一螺母1、第二螺母2、第三螺母3、第四螺母4上均设置有端面螺纹，第一螺母1、第二螺母2、第三螺母3、第四螺母4均为端面双线单牙螺纹，端面螺纹的牙型角为0度，端面螺纹上设置有螺纹升角，第一螺母1端面螺纹位于第一螺母1的上端面，第四螺母4端面螺纹位于第四螺母4的下端面，第一螺母1端面螺纹和第四螺母4端面螺纹的螺纹升角均为α，第二螺母2和第三螺母3端面螺纹位于第二螺母2和第三螺母3的上下两端面，第二螺母2下端面和第三螺母3的上端面螺纹升角为α，第二螺母2上端面和第三螺母3的下端面螺纹升角为β，端面螺纹升角β＞α；第一螺母1、第二螺母2、第三螺母3、第四螺母4为两组双叠端面螺纹螺母，两组双叠端面螺纹螺母组成两组螺纹连接副，第一螺母1与螺第二螺母2构成一组螺纹连接副；第三螺母3与第四螺母4构成另一组螺纹连接副。

实施例：在安装时，连接杆5穿过连接件a和连接件b，调整垫圈6和第一螺母1先后套入连接杆5，将两个连接件a和连接件b夹在其中，第一螺母1的第三键槽12与连接杆5第二键槽10通过一字键7连接，第一螺母1仅能沿连接杆5轴向移动；之后将第二螺母2、第三螺母3、第四螺母4依次套入连接杆5，最后将三根第二一字键8通过第四螺母4上方三等分缺口嵌入连接杆5上方三等分的第一键槽9内，一字键8中间螺纹孔是便于用拉模从连接杆5的腰槽中取出；将第一螺母1上端端面螺纹α角与第二螺母2下端端面螺纹α角在最低位置相抵，构成一组端面螺纹连接副；将第四螺母4右旋转动一角度，使嵌入连接杆5上方三等分键槽内的三根相同的第二一字键8从第四螺母4上端三等分缺口滑入三等分凹槽内，第四螺母4在有预紧力时位置固定；其中，三根相同的第二一字键8外侧为圆弧形结构，与第四螺母4三等分凹槽圆孤面相适配；

第三螺母3上端端面螺纹α角与第四螺母4下端端面螺纹α角在最低位置相抵，组成另一组端面螺纹连接副；根据连接件的不同高度，调整垫圈6可选用不同的厚度，但要保证两组螺母在最低位置相抵时，在连接杆轴向间有间隙；双叠螺母未锁紧时，第二螺母2上端螺纹面β角与第三螺母3下端螺纹面β角(高低位之间)应预留不小于90℃的相对位置角。螺母锁紧时，将第二螺母2和第三螺母3同时左右旋，由于第二螺母2下端端面螺纹α角与第一螺母1上端端面螺纹α角在最低位置相抵，随着第二螺母2左旋，第二螺母2沿连接杆向上抬升。

同样，第二螺母3上端端面螺纹α角与第四螺母4下端端面螺纹α角在最低位置相抵，随着第三螺母3右旋，第三螺母3沿连接杆向下滑移，直至第三螺母3下端端面螺纹β角与第二螺母2上端端面螺纹β角相抵，其中，螺母预紧力越大，锁紧力越强。

需要说明的是，该方案中：

1、在安装过程中，第一螺母1、第二螺母2、第三螺母3、第四螺母4与连接杆5之间可重复装拆、重复使用。

2、使用过程中，第二螺母2和第三螺母3同时左右旋，仅需转动一个较小的角度就可实现锁紧；相反，可以实现松卸，便于快速安装和拆卸。

3、使用过程中，选择较小的螺旋升角，可同时实现摩擦力自锁和结构性自锁。

4、因为螺纹副是在双叠螺母的端面之间，螺牙位于螺母整个端面，螺牙宽度不受限制，不存在外螺纹与内螺纹组成的螺纹副中螺牙因截面位置突变，应力集中导致牙根强度差和普通螺纹紧固件螺牙易碰伤问题，也不存在普通螺纹各螺牙受力分布不均匀、脱扣咬死等问题。连接杆上部的三等分键槽不改变连接杆截面直径，连接杆本体强度高，能够承载较高的承载力，不存在以往普通螺栓牙根部直径小，抗拉强度低的问题。螺母和连接杆经热处理后可达到较高的强度和硬度。

5、第四螺母4上端面特殊凹槽结构包裹凹槽13包裹住等分分布的3根第二一字键8，受力时稳定性好，结构强度高。

6、螺母端面螺纹可设计为左旋，也可设计为右旋，无论螺纹左旋还是右旋，二组双叠螺母的螺纹旋向都是相同的。螺母端面螺纹可以单线，也可以多线，因螺纹仅在螺母端面，不存在多线螺纹让路问题。

7、通过左旋螺母左旋抬升和右旋螺母右旋下移使左右螺母的β角螺纹面相抵获得预紧力。可以用高或低的预紧力锁紧固定元件，不受原始拧紧力影响，具有耐久性。

8、左旋螺母和右旋螺母必须同时反方向旋转才能实现松卸目的，任何单一螺母反方向的旋转都无法实现松卸。这种结果是利用左旋螺母和右旋螺母配合时的互反作用力，达到结构性防松效果。特殊结构可以将震动力转变为螺母的锁紧力，振动力越大，夹紧力越强；

9、第二螺母2上端面与第三螺母3下端面相抵的螺纹升角β大于两组端面螺纹连接副的螺纹升角α，所以结构防松性更好。

更加具体的是，在工作振动、冲击负荷条件下,左旋第二螺母2和右旋第三螺母3可能都有松动的趋势，当左旋第二螺母2有松退趋势时，与第二螺母2上端螺纹端面β角相抵的第三螺母3下端螺纹端面β角法向受到的反作用力促使第三螺母3右旋下移，从而阻止左旋第二螺母2的松退；当右旋第三螺母3有松退趋势时，与第三螺母3下端螺纹端面β角相抵的第二螺母2上端螺纹端面β角法向受到的反作用力促使第二螺母2左旋上移，从而阻止右旋第三螺母3的松退；两种不同旋向的螺母，可以把左旋螺母的退松力直接转变成右旋螺母的拧紧力，同样可以把右旋螺母的退松力直接转变成左旋螺母的拧紧力，将两个相对的力转化为相助相融，确保在强震动下仍然保持连接件的夹紧力，优于单纯依靠摩擦力来制琐的紧固件；能够解决强震动工况下设备紧固件的松动问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。