專利名稱：：通過螺栓及連接件材質(zhì)組合提高螺栓疲勞強(qiáng)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于機(jī)械零件
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種通過螺栓及連接件材質(zhì)組合提高螺栓疲勞強(qiáng)度的方法。
背景技術(shù)：
：目前，螺栓在各種機(jī)械設(shè)備、鐵橋、建筑物、建設(shè)器械、各種運(yùn)送機(jī)械、電器、眼鏡等可活動(dòng)部位或承受外部振動(dòng)的構(gòu)件結(jié)合處被大量使用，這些螺栓及連接件(螺母)大都采用硬度相同的材料，在螺栓和螺母配合使用過程中，內(nèi)部只有1%的比例相接觸，導(dǎo)致張力應(yīng)力和抗拉應(yīng)力集中，螺栓的螺紋向兩邊拉，而螺母的螺紋向內(nèi)擠壓，螺栓和螺母承受的壓力增加，容易損壞，尺寸越大不完全接觸程度越嚴(yán)重，疲勞強(qiáng)度下降，越容易損壞螺栓和螺母，如何改變這一情況是必要的。
發(fā)明內(nèi)容為了解決以上問題，使得螺栓和螺母的接觸面積增大，應(yīng)力分散，本發(fā)明提供一種通過螺栓及連接件材質(zhì)組合提高螺栓疲勞強(qiáng)度的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種通過螺栓及連接件材質(zhì)組合提高螺栓疲勞強(qiáng)度的方法，利用由螺栓頭、圓柱部、不完全螺紋部、螺紋牙除去部和完全螺紋部組成的螺栓及連接件，螺栓材料硬度為Hb，則連接件螺母的材料硬度Hn=(0.4-0.9)Hb。所述的螺栓與其連接件螺母的螺合位置，滿足下式時(shí)獲得良好的螺合狀態(tài)，不完全螺紋部與螺栓連接件螺母的螺合長(zhǎng)度a與螺母長(zhǎng)度H的關(guān)系為a=(0.5~0.8)H。通過螺母以全長(zhǎng)的50%80%與螺栓錐臺(tái)形螺紋牙除去部相螺合，從而在作為危險(xiǎn)斷面的、位于母螺紋內(nèi)側(cè)端面的螺栓錐臺(tái)形螺紋牙除去部的螺紋牙根，不僅能夠切實(shí)高效地實(shí)現(xiàn)負(fù)荷均一化、緩和張力及曲力的集中和不完全接觸狀態(tài)，而且，可以獲得更牢固的連接力，起到防松的效果，還增加了疲勞強(qiáng)度。本發(fā)明的有益效果是螺栓和螺母選用不同的材質(zhì)組合，使得螺母的硬度小于螺栓的硬度，在其配合的過程中使得接觸面增大，減小應(yīng)力集中，螺栓螺紋承受應(yīng)力的能力增強(qiáng)，不容易損壞，連接更牢固，還提高了疲勞強(qiáng)度。圖1為螺栓結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的局部放大圖；圖3為螺栓結(jié)合體中螺母具有不同的材料組合對(duì)其疲勞強(qiáng)度的影響；圖4為螺栓結(jié)合體中螺栓具有不同的材料組合對(duì)其疲勞強(qiáng)度的影響；圖中l(wèi)螺栓頭，2螺栓圓柱部，3不完全螺紋部4螺紋部，5螺紋牙除去部。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:如圖1、2所示，螺栓包括螺栓頭1、螺栓圓柱部2和螺紋部4，螺紋部4由不完全螺紋部3、螺紋牙除去部5和完全螺紋部組成，螺紋部從螺紋根部開始螺紋被斜向除去一部分，這部分形成錐臺(tái)形的螺紋牙除去部5，由錐臺(tái)形螺紋部的最小徑處向圓柱部緩慢呈圓弧狀擴(kuò)徑而形成不完全螺紋部3，根據(jù)被連接體的厚度來選擇螺栓的圓柱部的長(zhǎng)度，螺栓在與螺母螺合時(shí)，為了將螺母調(diào)節(jié)到最佳位置，必要時(shí)可以使用墊片，從而獲得良好的螺合狀態(tài)，這時(shí)螺母通常以全長(zhǎng)的50°/^—80°/。與螺栓的錐臺(tái)形的螺紋牙除去部5相螺合。螺栓和螺母材料硬度對(duì)比結(jié)果，見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>通過兩組的對(duì)比，在相同應(yīng)力作用下，第2組比第1組中的螺栓和螺母連接能夠承受的反復(fù)振動(dòng)的次數(shù)高7倍以上，證明抗疲勞性明顯增強(qiáng)。選用M16的螺栓和螺母，螺栓在螺合螺母時(shí)，與螺母相螺合的螺栓錐臺(tái)形的螺紋牙除去部5各螺紋的高度，與分?jǐn)偟谋砻鎵毫Τ煞幢冗f減，從而使錐臺(tái)形螺紋牙除去部5各螺紋所承受的負(fù)荷均一化，可緩和集中在螺母的內(nèi)側(cè)端面區(qū)域的錐臺(tái)形螺紋牙除去部5的螺紋牙根處的張力和曲力，可以大幅度提高螺栓的疲勞強(qiáng)度，根據(jù)被連接體的厚度來選擇螺栓的圓柱部2的長(zhǎng)度，并在必要時(shí)使用墊片，從而能夠?qū)⒙菽刚{(diào)節(jié)到最佳位置，獲得良好的螺合狀態(tài)，此時(shí)螺母以全長(zhǎng)的50%與螺栓的錐臺(tái)形螺紋牙除去部5相螺合，螺紋牙除去部5的各螺紋牙頂?shù)倪B線與螺栓軸線的夾角為7%±1%，使錐臺(tái)形螺紋牙除去部5的螺紋牙僅接觸易彎曲螺母的螺紋牙的前端，從而能夠減少接觸面積，緩和不完全接觸狀態(tài)，大幅度減少距離危險(xiǎn)斷面近的、在錐臺(tái)形螺紋牙除去部5螺紋牙根處的應(yīng)力，具有可靠的疲勞強(qiáng)度和有效的防松性能。例2:螺栓包括螺栓頭1、螺栓圓柱部2和螺紋部4,螺紋部4由不完全螺紋部3、螺紋牙除去部5和完全螺紋部組成，螺紋部從螺紋根部開始螺紋被斜向除去一部分，這部分形成錐臺(tái)形的螺紋牙除去部5，由錐臺(tái)形螺紋部的最小徑處向圓柱部緩慢呈圓弧狀擴(kuò)徑而形成不完全螺紋部3，根據(jù)被連接體的厚度來選擇螺栓的圓柱部的長(zhǎng)度，螺栓在與螺母螺合時(shí)，為了將螺母調(diào)節(jié)到最佳位置，必要時(shí)可以使用墊片，從而獲得良好的螺合狀態(tài)，這時(shí)螺母通常以全長(zhǎng)的50%—80%與螺栓的錐臺(tái)形的螺紋牙除去部5相螺合。螺栓和螺母材料硬度對(duì)比結(jié)果，見下表規(guī)格名稱材料硬度實(shí)驗(yàn)結(jié)果M22螺栓SNCM630300容易損壞，抗疲勞強(qiáng)度小螺母SNCM630300M22螺栓SCM440300抗疲勞強(qiáng)度增強(qiáng)螺母SNCM630240通過兩組的對(duì)比，在相同應(yīng)力作用下，第2組比第1組中的螺栓和螺母連接能夠承受的反復(fù)振動(dòng)的次數(shù)高3倍以上，證明抗疲勞性明顯增強(qiáng)。選用M22的螺栓和螺母，螺栓在螺合螺母時(shí)，與螺母相螺合的螺栓錐臺(tái)形的螺紋牙除去部5各螺紋的高度，與分?jǐn)偟谋砻鎵毫Τ煞幢冗f減，從而使錐臺(tái)形螺紋牙除去部5各螺紋所承受的負(fù)荷均一化，可緩和集中在螺母的內(nèi)側(cè)端面區(qū)域的錐臺(tái)形螺紋牙除去部5的螺紋牙根處的張力和曲力，可以大幅度提高螺栓的疲勞強(qiáng)度，根據(jù)被連接體的厚度來選擇螺栓的圓柱部2的長(zhǎng)度，并在必要時(shí)使用墊片，從而能夠?qū)⒙菽刚{(diào)節(jié)到最佳位置，獲得良好的螺合狀態(tài)，此時(shí)螺母以全長(zhǎng)的80%與螺栓的錐臺(tái)形螺紋牙除去部5相螺合，螺紋牙除去部5的各螺紋牙頂?shù)倪B線與螺栓軸線的夾角為6%±1%，使錐臺(tái)形螺紋牙除去部5的螺紋牙僅接觸易彎曲螺母的螺紋牙的前端，從而能夠減少接觸面積，緩和不完全接觸狀態(tài)，大幅度減少距離危險(xiǎn)斷面近的、在錐臺(tái)形螺紋牙除去部5螺紋牙根處的應(yīng)力，具有可靠的疲勞強(qiáng)度和有效的防松性能。權(quán)利要求1、一種通過螺栓及連接件材質(zhì)組合提高螺栓疲勞強(qiáng)度的方法，利用由螺栓頭、螺栓圓柱部、不完全螺紋部、螺紋牙除去部和完全螺紋部組成的螺栓及連接件，其特征在于螺栓材料硬度為Hb，則連接件螺母的材料硬度Hn＝(0.4～0.9)Hb。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過螺栓及連接件材質(zhì)組合提高螺栓疲勞強(qiáng)度的方法，其特征在于螺栓與其連接件螺母的螺合位置，滿足下式時(shí)獲得良好的螺合狀態(tài)，不完全螺紋部與螺栓連接件螺母的螺合長(zhǎng)度a與螺母高度H的關(guān)系為a-(0.5~0.8)H。全文摘要通過螺栓及連接件材質(zhì)組合提高螺栓疲勞強(qiáng)度的方法，屬于機(jī)械零件
技術(shù)領(lǐng)域：
，利用由螺栓頭、螺栓圓柱部、不完全螺紋部、螺紋牙除去部和完全螺紋部組成的螺栓及連接件，螺栓材料硬度為H<sub>b</sub>，則連接件螺母的材料硬度H<sub>n</sub>＝(0.4～0.9)H<sub>b</sub>。本發(fā)明中螺栓和螺母選用不同的材質(zhì)組合，使得螺母的硬度小于螺栓的硬度，在其配合的過程中使得接觸面增大，減小應(yīng)力集中，螺栓螺紋承受應(yīng)力的能力增強(qiáng)，不容易損壞，連接更牢固，還提高了疲勞強(qiáng)度。文檔編號(hào)F16B35/04GK101576112SQ20091001103公開日2009年11月11日申請(qǐng)日期2009年4月3日優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日發(fā)明者孫中強(qiáng),西田新一申請(qǐng)人:孫中強(qiáng)