[实用新型]一种螺纹紧固件及螺纹连接结构

说明书

本实用新型涉及紧固件设备技术领域，尤其涉及一种螺纹紧固件及螺纹连接结构，通过调整螺纹紧固件的螺纹尺寸，使得螺纹紧固件的各螺牙间的螺距相等且各螺牙的牙厚沿轴向依次递减，从而改变了螺纹紧固件的螺纹刚度，协调了各扣螺牙提供抗力，进而克服了目前仅前面1至3扣螺牙主要受力，特别是第一扣受力最大的现象，从而改善了螺纹连接结构中各螺纹紧固件的应力状态，具有很强的实用性。

技术领域

本实用新型涉及紧固件设备技术领域，尤其涉及一种螺纹紧固件及螺纹连接结构。

背景技术

目前螺纹连接在机构连接中运用普遍。在中国有国家标准GB/T 196，国际上的ISO724等均做出了规定。给出了普通三角形螺纹、梯形螺纹等螺纹型式的具体尺寸要求。目前常规螺纹(标准规定的螺纹) 广泛用于建筑、机构等领域的连接。

在紧固件领域，螺栓、螺柱以及螺母组成的螺纹连接副使用最为广泛。广泛运用于机械构件、建筑构件之间的连接。现有的螺纹结构的螺距均为等螺距，并且螺纹的尺寸和大小在螺纹段完全一样，具体的规定可以参见GB/T196或国际标准ISO724的规定。在螺栓或锚栓上的形式尺寸见图1。在螺母上的形式及尺寸见图2。其使用时，安装完后的图示如图3所示。

螺纹连接结构广泛地运用于机械、建筑等领域。如钢制水管的连接、螺纹与螺母连接副、甚至连塑料制品也在采用螺纹进行连接，如圆珠笔笔杆的连接等，一些罐子的盖子等。螺纹连接运用十分广泛。目前现有的螺栓(或锚栓)螺距P以及螺纹尺寸(螺牙厚度E等)完全相同(见图1、图4)。因此每一扣螺牙的刚度相等。螺母螺纹螺距 P以及螺纹尺寸(厚度e等)完全相同(见图2、图5)，因此每一扣螺母螺牙的螺纹刚度也相等。螺母与螺栓(螺栓连接副)是通过螺纹传力，通过螺纹对力的传递实现螺纹螺母在螺栓上的紧固，实现对连接结构施加预紧力。在螺纹传力过程中，力首先传递至第一扣螺牙，然后再传递至第二扣螺牙，再逐步往后面的螺纹传递。由于各螺牙的尺寸均相同，因此各扣螺牙的刚度均相同，通过计算发现：1、对于各扣螺牙尺寸相同的螺纹结构，第一扣传递的荷载最大，第一扣螺牙的根部应力集中最为严重；2、对于各扣螺牙尺寸相同的螺纹结构，第二扣传递的荷载比第一扣小，后续螺牙传递的荷载逐级减小，螺牙底部应力集中现象逐级减弱，荷载主要集中在前三扣传完；3、在一定数量的螺牙传递荷载后，后面的螺牙本不再传递荷载，不再传递荷载的螺纹为多余无效螺纹。

目前传统的螺纹结构(螺栓与螺母、锚栓与螺母)的缺点：1.应力主要集中在前三扣；2.很多螺栓失效均发生在第一扣，原因为第一扣传递荷载最大，应力集中最明显；3.由于应力在第一扣集中过于明显，因此疲劳失效通常发生在第一扣部位。为了改善螺纹的应力分布，目前通用的螺纹有三角形螺纹(牙顶与牙底为三角形)、梯形螺纹(牙顶与牙底为梯形)、圆弧形螺纹(螺纹牙顶与牙底为圆弧形)。圆弧形螺纹虽然应力集中较三角形螺纹、梯形螺纹有所改善，但仍然存大前述缺点：1.应力集中在前三扣；2.第一扣螺牙牙底应力最大，应力集中最严重；3.破坏通常发生在第一扣螺牙部位；4.由于应力在第一扣过分集中，因此疲劳破坏通常发生在第一扣牙底部位，这是本领域技术人员所不期望见到的。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型公开了一种螺纹紧固件，其中，所述螺纹紧固件形成有三个以上沿轴向依次排列的螺牙，各螺牙间的螺距相等且各螺牙的牙厚沿所述轴向依次递减。

上述的螺纹紧固件，其中，相邻所述螺牙的牙厚相差0.2～0.5mm。

上述的螺纹紧固件，其中所述螺纹紧固件中螺牙的最大牙厚和最小牙厚之差为2～5mm。

上述的螺纹紧固件，其中所述螺纹紧固件为螺母、螺栓、螺柱或锚栓。

本实用新型还公开一种螺纹连接结构，其中，包括：

第一螺纹紧固件，具有内螺纹；

第二螺纹紧固件，具有适配所述内螺纹的外螺纹；