Самостопорящийся резьбовой элемент Советский патент 1977 года по МПК F16B39/30 

Осевое сечение выступающего пояска 2, имеет форму трапеции с тремя гранями 3,

4и 5, причем грань 5 является опорной. Пунктирная линия 6 представляет собой основание выступающего пояска 2.

Гладкая и относительно широкая грань

5эффективно способствует частичному сжатию и частичному изгибу выступающего пояска. Кроме того, грань 5 устраняет задирание и срезание поверхности соединяемой резьбы, когда элемент резьбового соединения, например болт, с усилием вводится в зацепление с отверстием, имеющим внутреннюю резьбу, например с гайкой.

Опорная грань 5 выступающего пояска 2 должна располагаться предпочтительно под углом 60° относительно боковой поверхности 7 резьбы. Этот угол будет находиться в соответствии с профилями стандартных резьб.

Опорная грань 5, которая параллельна боковой поверхности 7 резьбы болта (гайки) и боковой поверхности 8 резьбы, сопряженного резьбового элемента, необходима для избежания концентрации усилий в сопряженной резьбе. Она может иметь несколько криволинейную форму в сечении, если отклонение от плоской формы не настолько велико, чтобы вызвать концентрацию напряжений.

Грань 3 выступающего пояска 2 пересекает опорную грань 5 под прямым углом и пересекает примыкающую поверхность 9 профиля резьбы витка над линией 10 среднего диаметра и вблизи пересечения с линией 11 поперечного среднего сечения. Линия И поперечного среднего сечения проходит через, спиральную впадину 12, располол енную между верщиной 13 выступающего йояска 2 и верщиной 14 резьбы. Угол между гранью 3 и примыкающей поверхностью 9 профиля резьбы составляет порядка 77°. Обычио он должен быть более 50° и иногда будет образовывать тупой угол в различных вариантах изобретения.

Этот угол играет роль в определении степени упругого изгибания выступающего пояска 2, если такое может произойти. Внутренняя грань 3 выступающего пояска 2 и поверхность 9 профиля резьбы могут быть несколько криволинейными.

Давление, оказываемое на выступающий поясок 2 плоскостью профиля сопряженной резьбы при соединении (см. фиг. 3), будет действовать на опорную грань 5 в направлении оси винта, совпадающем с направлением линии 10 среднего диаметра. Эту сжимающую силу, приложенную к опорной грани 5, можно представить как состоящую из двух составляющих, одна из которых направлена под прямым углом к грани 5 и действует как сжимающая сила, приложенная к выступающему пояску 2, а другая составляющая будет стремиться упруго изогнуть выступающую вперед часть выступающего пояска 2, т. е. вблизи верщины 13. Тогда можно заметить, что упругость, кроме характеристики, присущей материалу, будет зависеть от наклона грани 3 относительно линии 6, которая будет соответствовать направлению компоненты сжимающей силы, приложенной в направлении оси винта. Таким образом, по отношению к изгибающей составляющей усилия впадина 12, расположенная между поверхностями 9 и 3, будет играть роль поднутрения. Очевидно, что приближение дна впадины 12 к оси винта по сравнению с верщиной 13 выступающего пояска 2 будет вызывать углубление поднутрения и увеличение упругости выступающего пояска относительно составляющей приложенной силы, которая стремится его изогнуть. Часть выступающего пояска 2, расположенная ближе к основанию, и, ио существу, испытывающая упругое сжатие, не будет резко отличаться от другой части вблизи верщины 13, исиытывающей изгиб, поскольку между такими частями нельзя провести четкую разграничительную лииию. Очевидно, что средняя зона материала выступающего пояска будет испытывать как упругое сжатие, так и уиругий изгиб.

Пересечение грани 3 и онорной грани 5, которое является фактически вершиной 13 выступающего пояска 2, обычно находится снаружи линии 10 средиего диаметра резьбы, а в определенных вариантах изобретения его высота может быть равной или превышать высоту вершины 14, т. е. вершина 13 выступающего пояска 2 и вершина 14 резьбы могут быть на одинаковом расстоянии от впадины 15 или наоборот. Верщина выстунающего пояска 2 может быть на большом расстоянии от впадины 15, чем вершина 14 резьбы. На фиг. 2 грань 4 выступающего пояска 2 представляет собой прямую линию, хотя ее контур может изменяться достаточно широко. В большинстве вариантов изобретения грань 4, примыкающая к опорной грани 5 выстунающего пояска 2, сливается с поверхностью 7 профиля резьбы в направлении к впадине 15. Угол между опорной гранью 5 и гранью 4, обычно тупой, так что при изгибе выступающего пояска 2 не создается четких областей, которые могут служить концентраторами напряжений, вызванных сопряженной поверхностью профиля резьбы. У некоторых нрофилей выступающих поясков этот угол может приближаться к 180°. Контурная линия боковой поверхности 7 резьбы, которая представляет собой контур первоначальной резьбы, предшествующей образованию выступающего пояска, показана на фиг. 2 пунктирными линиями.

Приближение впадин 12 к оси винта ио сравнению с верщиной 13 выступающего пояска будет вызывать углубление впадины 12 и увеличение упругости выступающего

пояска 2 относительно составляющей приложенной силы, которая стремиться изогнуть поясок.

Как видно из фиг. 3 соединение боковой стенки поверхности 7 резьбы, снабженной поясками 2, с боковой стенкой 8, сопряженной обычной нормальной резьбы, производит деформацию выступающего пояска 2. Комбинация упругого сжатия и упругого изгиба выступающего пояска 2 производит хорошее самотормозящее действие.

На фиг. 4 и 5 изображены варианты исполнения предложенного самостопорящегося элемента с выступающими поясками 2, расположенными над средней линией резьбы, обеспечивающие хорошее тормозящее действие.

Особенностью этого типа резьбовых элементов является выполнение спиральной канавки между гребнем выступающего пояска и оставшейся частью гребня.

Вершина 13 выступающего пояска 2 и вершина 14 оставшейся части недеформированной резьбы имеют общую высоту, а в некоторых случаях вершина 13 выступающего пояска слегка выше или наоборот.

На фиг. 6 изображен выступающий поясок 16 с оставшейся частью вершины 17. Впадины 18 и 19 примыкают к одному витку и переходят в линии контура 20 и 21 примыкаюших поверхностей профиля, предусмотренных с каждой стороны витка.

Формула изобретения

1. Самостопорящийся резьбовой элемент, содерл ащий один или более выступающих поясков, выполненных на боковых поверхностях резьбы, отличающийся тем, что, с целью устранения повреждения сопряженной резьбы, выступающий поясок имеет в сечении форму трапеции с тремя гранями, причем средняя грань параллельна поверхности боковой стенки сопряженной резьбы.

2.Элемент по п. 1, отличающийся тем, что расстояние вершины выступающего пояска до впадины резьбы больше, чем до впадины, расположенной между вершинами резьбы и выступающего пояска.

3.Элемент по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йся тем, что резьба выполнена на его наружной поверхности.

4.Элемент по пп. 1 и 2, отличающийс я тем, что резьба выполнена на его внутренней поверхности.

5.Элемент по пп. 1-4, отличающийся тем, что крайняя грань выступающего пояска плавно сопряжена с впадиной резьбы.

6.Элемент по пп. 1-5, отличающийся тем, что выступающий поясок выполнен на двух или более последовательно расположенных витках резьбы.

7.Элемент по пп. 1-6, отличающийс я тем, что выступающий поясок выполнен прерывистым.

8.Элемент по пп. 1-7, отличающийс я тем, что угол при вершине выступаюшего пояска равен 55-100°.

9.Элемент по пп. 1-8, отличающийся тем, что средняя грань выступающего пояска расположена к боковой поверхности под углом 60°.

10.Элемент по пп. 1-10, отличающийся тем, что объем выступающего пояска равен объему впадины, расположенной между вершинами резьбы и выступающего пояска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3517717, кл. 151-22, 1968.

fiuz. /