САМОЗАПИРАЮЩИЙСЯ ВИНТ Российский патент 2007 года по МПК F16B39/30 F16B33/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к разъемным резьбовым соединениям деталей машин, механизмов и т.п.

Известно самотормозящееся резьбовое соединение, в котором одна из сопрягаемых деталей имеет изогнутый профиль одной из резьб (патент США №3885613, кл. F 16 В 39/30, 27.05.75).

Недостаток указанного технического решения - сложность в изготовлении в связи с необходимостью разработки и применения специального инструмента, контроле за получением нужного профиля при определении геометрических параметров резьбы. Применение соединения зависит от расположения стопорных элементов по длине резьбы, что ограничивает использование деталей одного типоразмера в различных конструкциях.

Известно самотормозящееся резьбовое соединение, имеющее специальный профиль в виде прямоугольного сечения вершины зуба (патент США №5738472, кл. F 16 В 39/30, 14.04.98).

Недостаток указанного технического решения - сложность в изготовлении в связи с необходимостью разработки и применения специального инструмента.

Известно самотормозящееся резьбовое соединение, содержащее сопряженные между собой охватываемую и охватывающую резьбовые детали, одна из которых выполнена с постоянным шагом резьбы, а другая имеет стопорный участок, шаг резьбы на котором, больше шага резьбы на сопряженной детали (патент России №2070995, кл. F 16 В 39/30, 27.12.96).

Недостаток указанного технического решения - сложность в изготовлении и контроле за разностью шага резьбы, охватываемой и охватывающей резьбовые детали, в связи с малостью ее значения, что требует высокой точности изготовления и измерения. Применение соединения зависит от расположения стопорной зоны по длине резьбы, что ограничивает использование деталей одного типоразмера в различных конструкциях.

Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция самозапирающегося винта с V-образной резьбой, имеющего стопорную зону, образованную двумя смежными зубьями резьбы, выполненными с усеченными вершинами на половине витка и наклоненными друг к другу под углом, меньшим, чем угол между зубьями остальных витков резьбы (патент СССР №350287, кл. F 16 В 39/30, 04.09.72).

Недостаток указанного технического решения - сложность в изготовлении в связи с необходимостью разработки и применения специального инструмента. Применение соединения зависит от расположения стопорной зоны по длине резьбы, что ограничивает использование деталей одного типоразмера в различных конструкциях.

Технический результат изобретения - снижение трудоемкости изготовления, возможность использования одного типоразмера винта в различных конструкциях соединений за счет стопорения навинчиваемой детали на любой длине резьбы винта.

Сущность изобретения заключается в том, что самозапирающийся винт с V-образной резьбой и усеченными вершинами зубьев имеет стопорную зону, образованную стопорными элементами на боковых поверхностях зубьев резьбы, выполненными в виде выступа, высота которого определена по зависимости

где а - высота выступа относительно боковой поверхности зуба;

δ - зазор между боковыми поверхностями зубьев резьбы винта и гайки;

ei - нижнее отклонение поля допуска среднего диаметра резьбы винта;

ES - верхнее отклонение поля допуска среднего диаметра резьбы гайки;

n - количество полных витков резьбы гайки.

Резьба в стопорной зоне образуется усеченными вершинами зуба и стопорными элементами на боковой поверхности профиля резьбы. Высота выступа выбрана таким образом, что когда винт сцепляется со стандартно нарезанным отверстием, зазор между витками резьбы соединяемых деталей постепенно выбирается за счет выступов, и происходит заклинивание деталей относительно друг друга на последнем витке навинчиваемой детали. Затяжка соединения на требуемую длину резьбы проводится с дополнительным моментом сопротивления, возникающего вследствие деформации стопорных элементов боковыми поверхностями резьбы навинчиваемой детали, что позволяет использовать винт одного типоразмера в различных конструкциях. Наличие стопорных элементов на боковых поверхностях зубьев резьбы выполненных в виде выступа не требует разработки и применения специального инструмента, так как достаточно стандартный винт прокатать между гладкими роликами, что снижает трудоемкость изготовления.

На фиг.1 представлен вид винта сбоку; на фиг.2 - стандартная пара, как исходная для расчета; на фиг.3 - резьбовая пара в рабочем положении; на фиг.4 - сечение двух зубьев резьбы натурного образца с высотой стопорящих элементов равной a.

Самозапирающийся винт (фиг.1) с V-образной резьбой и усеченными вершинами 1, имеющий стопорную зону образованную стопорными элементами 2 расположенными по всей длине резьбы на боковых поверхностях 3 зубьев резьбы, выполненных в виде выступа, высота которого определяется по зависимости:

где а - высота выступа относительно боковой поверхности зуба;

δ - зазор между боковыми поверхностями зубьев резьбы винта и гайки;

ei - нижнее отклонение поля допуска среднего диаметра резьбы винта;

ES - верхнее отклонение поля допуска среднего диаметра резьбы гайки;

n - количество полных витков резьбы гайки.

Соединение работает следующим образом. При навинчивании гайки 4 с числом полных витков резьбы n и имеющей верхнее отклонение поля допуска среднего диаметра резьбы ES (фиг.2) на самозапирающийся винт с нижним отклонением поля допуска среднего диаметра резьбы ei происходит постепенная выборка зазора δ, равного половине суммы отклонений ES и ei, между боковыми поверхностями 3 зубьев резьбы за счет стопорных элементов 2 в виде выступов (фиг.3), и на последнем витке резьбы гайки 4 зазор становится отрицательным. Стопорное действие является результатом давления стопорных элементов 2, выполненных в виде выступов, на боковую поверхность 3 зуба резьбы гайки 4. Затяжка соединения на требуемой длине резьбы осуществляется за счет деформирования стопорных элементов 2 самотормозящегося винта на последних витках резьбы гайки 4.

Для получения стопорной зоны достаточно стандартный винт обкатать между гладкими роликами, при этом вершины резьбы деформируются, образуя на боковой поверхности профиля резьбы стопорные элементы 2 в виде выступов высотой а (фиг.4), что не требует разработки и применения специального инструмента и тем самым снижает трудоемкость изготовления.

При выполнении выступов высотой в соответствии с вышеуказанной зависимостью по всей длине резьбы обеспечивается надежное заклинивание резьбовой пары с гарантированным натягом самозапирающегося винта и позволяет использовать винт одного типоразмера в различных конструкциях.

Изобретение относится к машиностроению, к разъемным резьбовым соединениям деталей машин. Самозапирающийся винт выполнен с V-образной резьбой и усеченными вершинами зубьев, имеет стопорную зону. Стопорная зона образована стопорными элементами на боковых поверхностях зубьев резьбы, выполненными в виде выступа, высота которого определена по зависимости: где а - высота выступа относительно боковой поверхности зуба, δ - зазор между боковыми поверхностями зубьев резьбы винта и гайки, ei - нижнее отклонение поля допуска среднего диаметра резьбы винта, ES - верхнее отклонение поля допуска среднего диаметра резьбы гайки, n - количество полных витков резьбы гайки. В результате снижается трудоемкость изготовления, появляется возможность использовать винт одного типоразмера в различных конструкциях соединений. 4 ил.

Самозапирающийся винт с V-образной резьбой и усеченными вершинами зубьев, имеющий стопорную зону, отличающийся тем, что стопорная зона образована стопорными элементами на боковых поверхностях зубьев резьбы, выполненными в виде выступа, высота которого определена по зависимости

где а - высота выступа относительно боковой поверхности зуба;

δ - зазор между боковыми поверхностями зубьев резьбы винта и гайки;

ei - нижнее отклонение поля допуска среднего диаметра резьбы винта;

ES - верхнее отклонение поля допуска среднего диаметра резьбы гайки;

n - количество полных витков резьбы гайки.