一种单螺母锁止结构的制作方法

1.本发明涉及螺纹联接技术领域，尤其涉及一种单螺母锁止结构。


背景技术：

2.在航天运载领域，采用机电伺服技术的推力矢量伺服机构通常将滚珠丝杠作为输出级的传动环节。而对于支撑滚珠丝杠的轴承，有时会受制于伺服机构的结构布局和装配工艺，无法全部使用结构孔肩和轴肩对支撑轴承进行定位。尤其对于零位长度长、行程大的伺服机构，一般将两个滚珠丝杠支撑轴承并排同轴安装于丝杆和螺母之间，两个并排轴承的外侧内环一端靠丝杆结构轴肩定位，另一端则通常使用螺母进行锁止定位。
3.螺纹防松，是螺母锁止定位方式需要考虑的问题。目前常用的螺纹防松方式主要有：摩擦防松、机械防松和破坏螺纹副防松。其中，摩擦防松的特点是方便拆卸，但可靠性低，特别是在振动和冲击的作用下；机械防松的特点是可靠性高，但是安装繁琐；破坏螺纹副防松的特点是防松可靠但是不能重复使用。
4.因此，现有的螺纹防松均无法同时满足可靠性高、易于安装拆卸和可重复使用的需求，均无法用于大冲击、强振动环境下的推力矢量伺服机构。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种单螺母锁止结构，能够解决现有的螺纹防松均无法同时满足可靠性高、易于安装拆卸和可重复使用的需求的技术问题。
6.本发明提供了一种单螺母锁止结构，所述结构包括螺母、联接件和紧定螺钉；
7.所述螺母包括沿轴向相连的内螺纹段和孔段，所述内螺纹段的螺纹直径大于所述孔段的孔径，所述孔段的外侧沿周向设有至少一个平面，所述平面上设有螺纹通孔；
8.所述联接件包括沿轴向依次连接的第一轴段、外螺纹段、第二轴段和第三轴段，所述外螺纹段的螺纹直径大于所述第一轴段的直径且小于所述第二轴段的直径，所述第三轴段的直径大于所述第二轴段的直径，所述第一轴段沿周向设有至少一个环形凹槽，被锁止部件套接在所述联接件的所述第二轴段上；
9.所述螺母套接在所述联接件的所述第一轴段和所述外螺纹段上，且所述内螺纹段与所述外螺纹段相适配，所述孔段与所述第一轴段相适配；
10.所述螺母在预设扭矩下旋合到位后，所述紧定螺钉穿过所述螺纹通孔后伸入所述环形凹槽内，以锁紧所述被锁止部件。
11.优选的，所述环形凹槽的数量为多个，所述螺纹通孔的数量与所述环形凹槽的数量相同，多个所述环形凹槽沿所述联接件轴向等间距设置，多个所述螺纹通孔沿所述螺母轴向等间距设置，且每相邻的两个所述环形凹槽之间的轴向间距与每相邻的两个所述螺纹通孔的轴向间距之差等于所述被锁止部件之间垫片的最小调整厚度，所述螺母在预设扭矩下旋合到位后，某一所述环形凹槽与某一所述螺纹通孔对齐。
12.优选的，在所述被锁止部件之间只包含一个厚度为最小调整厚度的垫片的情况
下，所述螺母在预设扭矩下旋合到位后，靠近所述外螺纹段的第一个所述环形凹槽与靠近所述内螺纹段的第一个所述螺纹通孔对齐。
13.优选的，每个所述平面上设有一个所述螺纹通孔。
14.优选的，所述环形凹槽为环形v型槽。
15.优选的，所述紧定螺钉与所述螺纹通孔之间设置有螺纹胶。
16.优选的，所述螺纹胶为不可拆卸螺纹胶。
17.优选的，所述内螺纹段靠近所述孔段的一侧设有内螺纹退刀槽，所述外螺纹段靠近所述第二轴段的一侧设有外螺纹退刀槽。
18.优选的，所述螺母与所述联接件之间的螺纹有效旋合长度不小于6至7倍的螺纹螺距。
19.优选的，所述孔段与所述第一轴段为间隙配合。
20.应用本发明的技术方案，在第一轴段上设置了环形凹槽，可保证螺母再次拧入时，紧定螺钉仍可以顺利插入环形凹槽，满足可重复使用的要求；同时，将紧定螺钉和螺纹联接分别设置在不同轴段上，避免了直接将紧定螺钉拧在外螺纹上，紧定螺钉挤压螺纹牙使其产生损坏的问题，提高了联接可靠性。本发明的结构能够满足各类复杂工况，具有很高的可靠性，且安装和拆卸方便，结构简单，轴向空间占用小，易于加工制造，成本低；本发明可适用于推力矢量伺服机构，并有力保证推力矢量伺服机构在大冲击、强振动环境下的正常工作。
附图说明
21.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。
22.图1示出了根据本发明的一种实施例提供的单螺母锁止结构的爆炸示意图；
23.图2示出了根据本发明的一种实施例提供的单螺母锁止结构的剖面示意图；
24.图3示出了根据本发明的一种实施例提供的包含一个垫片时的联接示意图；
25.图4示出了根据本发明的一种实施例提供的包含两个垫片时的联接示意图。
26.其中，上述附图包括以下附图标记：
27.1、螺母；11、内螺纹段；111、内螺纹退刀槽；12、孔段；121、平面；122、螺纹通孔；2、联接件；21、第一轴段；211、环形凹槽；22、外螺纹段；221、外螺纹退刀槽；23、第二轴段；24、第三轴段；3、紧定螺钉；4、支撑轴承；5、垫片。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术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。
29.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技术的示例性实施方式。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。
30.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。
31.如图1和图2所示，本发明提供了一种单螺母锁止结构，所述结构包括螺母1、联接件2和紧定螺钉3；
32.所述螺母1包括沿轴向相连的内螺纹段11和孔段12，所述内螺纹段11的螺纹直径大于所述孔段12的孔径，所述孔段12的外侧沿周向设有至少一个平面121，所述平面121上设有螺纹通孔122；
33.所述联接件2包括沿轴向依次连接的第一轴段21、外螺纹段22、第二轴段23和第三轴段24，所述外螺纹段22的螺纹直径大于所述第一轴段21的直径且小于所述第二轴段23的直径，所述第三轴段24的直径大于所述第二轴段23的直径，所述第一轴段21沿周向设有至少一个环形凹槽211，被锁止部件套接在所述联接件2的所述第二轴段23上；
34.所述螺母1套接在所述联接件2的所述第一轴段21和所述外螺纹段22上，且所述内螺纹段11与所述外螺纹段22相适配，所述孔段12与所述第一轴段21相适配；
35.所述螺母1在预设扭矩下旋合到位后，所述紧定螺钉3穿过所述螺纹通孔122后伸入所述环形凹槽211内，以锁紧所述被锁止部件。
36.本发明在第一轴段21上设置了环形凹槽211，可保证螺母1再次拧入时，紧定螺钉3仍可以顺利插入环形凹槽211，满足可重复使用的要求；同时，将紧定螺钉3和螺纹联接分别设置在不同轴段上，避免了直接将紧定螺钉3拧在外螺纹上，紧定螺钉3挤压螺纹牙使其产生损坏的问题，提高了联接可靠性。本发明的结构能够满足各类复杂工况，具有很高的可靠性，且安装和拆卸方便，结构简单，轴向空间占用小，易于加工制造，成本低；本发明可适用于推力矢量伺服机构，并有力保证推力矢量伺服机构在大冲击、强振动环境下的正常工作。
37.在本发明中，螺母1与联接件2通过各自的内螺纹、外螺纹联接在一起，待螺母1旋合到位后，紧定螺钉3再沿螺母1上的螺纹通孔122拧入联接件2的环形凹槽211内。由于螺纹联接松脱的特点是螺母1产生圆周旋转运动进而发生轴向的移动，而同时插入螺母1的螺纹通孔122和联接件2的环形凹槽211的紧定螺钉3阻止了螺母1沿轴向的运动，也就阻止了螺母1产生圆周旋转运动的松脱，即实现螺纹联接的定位锁止功能。
38.进一步地，内螺纹段11的内螺纹小径大于孔段12的孔径；外螺纹段22的外螺纹小径大于第一轴段21的直径，外螺纹段22的外螺纹大径小于所述第二轴段23的直径。
39.根据本发明的一种实施例，所述环形凹槽211的数量为多个，所述螺纹通孔122的数量与所述环形凹槽211的数量相同，多个所述环形凹槽211沿所述联接件2轴向等间距设置，多个所述螺纹通孔122沿所述螺母1轴向等间距设置，且每相邻的两个所述环形凹槽211之间的轴向间距与每相邻的两个所述螺纹通孔122的轴向间距之差等于所述被锁止部件之间垫片5的最小调整厚度，所述螺母1在预设扭矩下旋合到位后，某一所述环形凹槽211与某一所述螺纹通孔122对齐。
40.由于环形凹槽211在具有一定宽度的情况下才能与紧定螺钉3配合实现锁紧效果，且该宽度大于被锁止部件之间垫片5的最小调整厚度，为保证环形凹槽211结构完整互不不干涉，因此本发明设置多个环形凹槽211和多个螺纹通孔122，且每相邻的两个环形凹槽211之间的轴向间距与每相邻的两个螺纹通孔122的轴向间距之差等于被锁止部件之间垫片5的最小调整厚度，以适应联接件2上被锁止部件间垫片5数量的变化，并确保垫片5数量每一次最小厚度调整，都能对应一组螺纹通孔122和结构完整的环形凹槽211。其中，用于调整的垫片5厚度可以为最小调整厚度或最小调整厚度的整数倍。
41.具体地，环形凹槽211和螺纹通孔122的数量应根据被锁止部件之间的垫片5调整需求确定。
42.进一步的，被锁止部件可以为支撑轴承4。
43.根据本发明的一种实施例，在所述被锁止部件之间只包含一个厚度为最小调整厚度的垫片5的情况下，所述螺母1在预设扭矩下旋合到位后，靠近所述外螺纹段22的第一个所述环形凹槽211与靠近所述内螺纹段11的第一个所述螺纹通孔122对齐，从而保证后续垫片5数量发生变化时，螺母1在预设扭矩下旋合到位后，每个环形凹槽211都有一个螺纹通孔122与之对齐。
44.通过上述设置，该结构可以实现被锁止部件之间的垫片5数量调整最大化。
45.具体地，设每相邻的两个环形凹槽211之间的轴向间距为a，被锁止部件之间垫片5的最小调整厚度为b，则每相邻的两个螺纹通孔122的轴向间距应设置为a
‑
b，从而保证被锁止部件之间每增加一个垫片5，都有一个环形凹槽211与螺纹通孔122对齐，以实现被锁止部件的锁紧，其中，a＞b。
46.根据本发明的一种实施例，每个所述平面121上设有一个所述螺纹通孔122。
47.由于相邻两个螺纹通孔122之间的轴向间距往往小于螺纹通孔122的直径，因此将每个螺纹通孔122分别设置在不同平面121上，在避免螺纹通孔122之间互相干涉的同时，也缩小轴向了螺母1的轴向尺寸。
48.根据本发明的一种实施例，所述环形凹槽211为环形v型槽，以实现更好的锁紧效果。
49.根据本发明的一种实施例，所述紧定螺钉3与所述螺纹通孔122之间设置有螺纹胶，以实现更好的锁紧效果。本发明的结构不受螺纹规格限制，避免了螺纹胶对于大规格螺纹的锁止效果不佳的问题。
50.根据本发明的一种实施例，所述螺纹胶为不可拆卸螺纹胶，以实现更好的锁紧效果。本发明还可以采用可拆卸螺纹胶。
51.根据本发明的一种实施例，所述内螺纹段11靠近所述孔段12的一侧设有内螺纹退刀槽111，所述外螺纹段22靠近所述第二轴段23的一侧设有外螺纹退刀槽221，以便于加工
制造。
52.根据本发明的一种实施例，所述螺母1与所述联接件2之间的螺纹有效旋合长度不小于6至7倍的螺纹螺距，以使螺母1和联接件2具有更好的联接效果。
53.根据本发明的一种实施例，所述孔段12与所述第一轴段21为间隙配合，以便于螺母1顺利旋入联接件2。
54.本发明锁止结构的联接包括如下步骤：
55.步骤一、以特定的扭矩将螺母1拧到联接件2上。具体地，调整扭矩扳手的预设扭矩至特定扭矩，该扭矩应参考相关标准，并根据实际工况需要确定，扭矩扳手头部可装夹在螺母1的平面121上，通过扭矩扳手将螺母1旋合到联接件2上；待螺母1压紧需要定位锁止的支撑轴承4并达到扭矩扳手预设扭矩时，停止旋合。
56.步骤二、在紧定螺钉3的螺纹牙上涂抹螺纹胶。具体地，将螺纹胶涂抹在紧定螺钉3中下部的螺纹牙上。
57.步骤三、根据被定位锁止的支撑轴承4间的垫片5数量，将紧定螺钉3拧入对应螺纹通孔122内，直到紧定螺钉3插入环形凹槽211为止。
58.步骤四、当需要拆卸该单螺母1锁止结构时，将紧定螺钉3拧出螺纹通孔122。
59.步骤五、将螺母1旋出联接件2。具体地，使用扭矩扳手反向将螺母1旋出联接件2，扭矩扳手头部可装夹在螺母1的平面121上。
60.在步骤二中，在确定不再调整被定位锁止的支撑轴承4间的垫片5数量前，可不涂抹螺纹胶；在确定不再调整被定位锁止的支撑轴承4间的垫片5数量后，可选用涂抹不可拆卸厌氧型螺纹胶。
61.在步骤三中，如果拧入的紧定螺钉3上涂有螺纹胶，待紧定螺钉3拧入到位后，应保持紧定螺钉3不再运动，保持静置状态。具体静置时间，根据所使用螺纹胶固化时间确定。
62.在步骤四中，拆卸涂有不可拆卸螺纹胶的紧定螺钉3前，应先对拧入紧定螺钉3的螺纹通孔122进行局部加热。
63.下面结合具体实施例对该单螺母锁止结构可重复使用进行说明。
64.当联接件2上被定位锁止的支撑轴承4间仅有一个厚度为最小调整单位的垫片5时，参照本发明提供的单螺母锁止结构联接方法，将螺母1旋合到联接件2上，此时紧定螺钉3应拧入靠近内螺纹的第一个螺纹通孔122中并伸入靠近外螺纹段22的第一个环形凹槽211内，如图3所示。
65.当联接件2上被定位锁止的支撑轴承4间需要调整为包含两个厚度为最小调整单位的垫片5时，参照本发明提供的单螺母锁止结构联接方法，将上述实施例中结构拆除。待第二个垫片5添加完毕后，再参照本发明提供的单螺母锁止结构联接方法将螺母1旋合到联接件2上，此时紧定螺钉3应拧入靠近内螺纹的第二个螺纹通孔122中并伸入靠近外螺纹段22的第二个环形凹槽211内，如图4所示。
66.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
67.1、相比于在螺母1和联接件2的联接螺纹上直接涂抹螺纹胶的方式，由于螺纹胶对于大规格螺纹的锁止效果不佳会导致联接效果较差，而本发明提供的锁止结构不受螺纹规格限制。
68.2、相比于采用不适用于冲击、交变载荷工况的双螺母锁止的方式，本发明提供了
属于机械防松的锁止结构，在满足各类复杂工况的同时，提高联接可靠性。
69.3、相比于传统径向紧定螺钉3配打径向孔的方式，该单一径向孔只能满足一次性使用，当螺母1拆除后再次旋合到位时，无法保证紧定螺钉3还能插入配打的径向孔内；而本发明提供的锁止结构具有环形凹槽211，可保证螺母1再次拧入时，紧定螺钉3仍可以顺利插入环形凹槽211，满足可重复使用的要求。
70.4、相比于直接将紧定螺钉3拧在外螺纹上的方式，紧定螺钉3通常会挤压螺纹牙，多次拆卸后螺纹牙会出现破损的现象，进而影响联接强度；而本发明提供的锁止结构将紧定螺钉3和螺纹联接设计在不同轴段上，因此避免了损坏螺纹牙的问题。
71.5、本发明提供的锁止结构可适应联接件2上被定位锁止的支撑轴承4间垫片5数量的变化。
72.6、本发明提供的锁止结构安装和拆卸方便，结构简单，轴向空间占用小，易于加工制造，成本低。
73.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。
74.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。
75.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。