一种紧固结构的制作方法

本发明涉及机械连接结构技术领域，尤其涉及一种紧固结构。

背景技术：

螺栓因其成本低、可靠性高等优点而成为广泛应用的紧固件。

在螺栓与被连接件的装配关系中，螺杆与被连接件螺孔配合，螺栓头部法兰面1’与被连接件法兰面2’配合。由于传统的螺栓头部法兰面1’是平面且垂直于螺杆轴线3’，这就要求被连接件法兰面2’须垂直于螺孔轴线，即被连接件法兰面对螺孔轴线有垂直度要求,螺杆轴线3’须和螺孔轴线重合，如图1所示。

当被连接件法兰面2’与螺孔的垂直度不良，或该面为特殊的斜面结构时，无法用传统的螺栓来紧固被连接件，否则螺栓在拧紧过程中会发生折断，如图2所示。

目前，对于被连接件表面垂直度不满足要求时，通常有两种处理方式：第一种是被连接件按报废处理；第二种是在被连接件法兰面上临时加工出一下凹平面4’，并选用合适规格的螺栓进行连接，如图3所示。第一种方式方式会造成零件的浪费；第二种方式因涉及到加工，需要有特定的设备，并且时效性较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种紧固结构，可以消除传统螺栓紧固中对被连接件的配合面垂直度的要求，提高普适性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种紧固结构，包括：

螺栓，所述螺栓上具有球形凸起，所述球形凸起具有球形外表面；

垫圈，套设于所述球形凸起外，所述垫圈为中空结构且具有球形内表面，所述球形内表面与所述球形外表面相配合，以使所述垫圈能够自由转动以与被连接件的配合面相贴合。

作为上述紧固结构的优选技术方案，所述螺栓包括螺杆和头部，所述螺杆和头部之间设置有所述球形凸起，所述螺杆穿设于所述被连接件中。

作为上述紧固结构的优选技术方案，所述被连接件上设置有螺孔，所述螺杆穿设于所述螺孔中，所述螺杆的轴线与所述螺孔的轴向重合。

作为上述紧固结构的优选技术方案，所述球形凸起的最大外缘与所述头部的最大外缘平齐。

作为上述紧固结构的优选技术方案，所述球形凸起的最大外缘位于所述头部的最大外缘外侧。

作为上述紧固结构的优选技术方案，所述螺杆、所述头部和所述球形凸起一体成型。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果在于：

本发明提供了一种紧固结构，包括配合使用的螺栓和垫圈，螺栓穿设于被连接件中，螺栓上具有球形凸起，球形凸起具有球形外表面；垫圈套设于球形凸起外，垫圈为中空结构，且具有球形内表面，球形内表面与球形外表面相配合，以使垫圈能够自由转动以与被连接件的配合面相贴合。螺栓和垫圈通过球面相配合，使得垫圈可以自由转动，从而实现垫圈法兰面与被连接件的法兰面相贴合，螺柱的轴力经垫圈作用于被连接件上，实现被连接件的紧固，该紧固结构消除了螺栓紧固中对被连接件的配合面垂直度的要求，提高了普适性。

附图说明

图1是现有技术提供的螺栓与被连接件的装配关系示意图；

图2是现有技术提供的当被连接件法兰面与螺孔的垂直度不良时螺栓与被连接件的装配关系示意图；

图3是现有技术提供的当被连接件法兰面与螺孔的垂直度不良时在被连接件法兰面上临时加工出一下凹平面的示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的螺栓与垫圈紧固被连接件时的装配关系示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的螺栓的结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的垫圈的结构示意图。

图中：

1’-螺栓头部法兰面；2’-被连接件法兰面；3’-螺杆轴线；4’-下凹平面；

1-螺栓；11-螺杆；12-头部；13-球形凸起；131-球形外表面；

2-垫圈；21-球形内表面；

3-被连接件。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”“下”“左”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施方式提供了一种紧固结构，如图4-图6所示，该紧固结构包括配合使用的螺栓1和垫圈2，螺栓1穿设于被连接件3中，螺栓1上具有球形凸起13，球形凸起13具有球形外表面131；垫圈2套设于球形凸起13外，垫圈2为中空结构，且具有球形内表面21，球形内表面21与球形外表面131相配合，以使垫圈2能够自由转动以与被连接件3的配合面相贴合。

螺栓1和垫圈2的配合面为球面，而球面配合具有以下特性：第一，球面可以自由转动；第二，力的作用方向沿球心连线方向。因此，当本实施方式提供的紧固结构应用于螺栓1与被连接件3的配合面的垂直度不良的场合时，螺栓1和垫圈2通过球面相配合，使得垫圈2可以自由转动，从而实现垫圈2与被连接件3的配合面相贴合，螺柱的轴力经垫圈2作用于被连接件3上，实现被连接件3的紧固，该紧固结构消除了螺栓1紧固中对被连接件3的配合面垂直度的要求，提高了普适性。

具体而言，如图4和图5所示，螺栓1包括螺杆11和头部12，螺杆11和头部12之间设置有球形凸起13，螺杆11穿设于被连接件3中。更进一步地，被连接件3上设置有螺孔，螺杆11穿设于螺孔中，螺杆11的轴线与螺孔的轴向重合，以保证连接稳固性。

可选地，如图4所示，球形凸起13的最大外缘可以位于头部12的最大外缘外侧，即球形凸起13的外径大于头部12的外径。

在另一实施方式中，如图5所示，球形凸起13的最大外缘与头部12的最大外缘平齐。此时，可以理解为，将头部12的下端加工成球面结构以得到球形凸起13。

为了便于加工和安装，在本实施方式中，螺栓1的螺杆11、头部12和球形凸起13一体成型。

显然，本发明的上述实施方式仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。