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特别适用于塑性材料的螺纹紧固件失效专利 发明

具体技术细节

本发明的目的是提供一种具有高、低交替结构的双间距螺纹,能使材料位移量最小的杆状螺纹紧固件,由此可以减少内部应力,增加拔出所需的拉力载荷。至少在一些工作于塑性蠕变的螺纹上的压力侧面特征对于松软材料固定中的紧固件,提供来增加保持力,最小化的松动。不同尺寸的螺杆中一致的螺纹高度和间距的特殊关系能够在塑性材料中获得改良的性能。
本发明的一个特征是,提供了一种带有头端和末端杆体的外螺纹紧固件。第一道螺纹缠绕着杆体,沿着杆体从末端上升到头端。第二道螺纹缠绕着杆体,沿着杆体从末端上升到头端。第一道螺纹面对着末端有一个驱动侧面,面对着头端有一个压力侧面。压力侧面上有一系列的凹槽。
本发明的另一个特征是,提供了一个适用于带有引导孔的塑性工件的螺杆组合,引导孔在工件内有引导孔壁。螺杆有一个一定直径的杆体。杆体上的高螺纹确定了螺杆的第一外径,杆体上有一个高螺纹压力侧面和一个高螺纹驱动侧面,两个侧面形成的夹角从35°到60°。螺杆杆体上还有一个低螺纹,确定了螺纹的第二外径,它小于第一外径。低螺纹上有一个低位压力侧面和低位驱动侧面,二者构成的夹角从30°到120°。高螺纹和低螺纹有一个一定宽度的大体平的螺纹齿顶。杆体上高螺纹和低螺纹间隔着一个螺槽平面的距离。组件满足关系:A2≤A1,其中A1为确定在包含螺杆中轴线的平面上高螺纹的大体为梯形的第一区域。第一梯形区域大体是嵌入在固定材料中的高螺纹的面积的一半。A2为确定在高螺纹和低螺纹之间从螺槽平面到引导孔壁的平面上的高螺纹和低螺纹之间的第二大体为梯形的区域。
本发明的另一个特征是,提供了一种带有头端和末端杆体的外螺纹紧固件,末端确定了紧固件的引导端。高螺纹成螺旋状缠绕杆体,面对着末端有一个驱动侧面,面对着头端有一个压力侧面。高螺纹侧面确定的高螺纹夹角大约在35°和60°之间。低螺纹成螺旋状缠绕着杆体,面对着末端有一个低螺纹驱动侧面,面对着头端有一个低螺纹压力侧面。低螺纹侧面确定的低螺纹夹角大约在30°到120°之间。高和低螺纹有平的螺纹齿顶,宽度大约在0.002和0.010英寸之间。杆体上的高螺纹和低螺纹由一个螺槽平面隔开,螺槽平面的宽度大约在0.003和0.020英寸之间。高螺纹压力侧面上有一系列的凹槽。
本发明的一个优点是,提供了一种用于塑性材料的螺纹紧固件,它能够降低内部应力,增加紧固件的拔出载荷。
本发明的另一个优点是,提供了一种驱动容易、夹钳牢固,适用于塑性材料和其它松软材料固定的螺纹紧固件。
本发明的另一个优点是,提供了一种适用于塑性材料固定、能够抵抗由于振动或塑性蠕变引起的松动。
本发明的另一个优点是,提供了一种在塑料中有能够提供改良性能的能够根据应用按比例有不同螺杆尺寸的螺杆螺纹设计。
通过查看后面的详细描述、权利要求和附图(附图中相同的数字用来表示相同的零件),本领域的技术人员将会更加清楚本发明的其它特征和优点。

法律保护范围

1一种外螺纹紧固件,包括:具有一个头端和一个末端的杆体,所述的末端确定了所述紧固件的引导端;第一螺纹呈螺旋状缠绕着所述的杆体,在所述的杆体上从所述的末端上升到所述的头端;第二螺纹呈螺旋状缠绕着所述的杆体,在所述的杆体上从所述的末端上升到所述的头端;所述的第一螺纹面对着所述的末端有一个驱动侧面,面对着头端有一个压力侧面;一系列凹槽形成在所述的压力侧面上。
2根据权利要求1所述的紧固件,所述的第一螺纹确定了所述紧固件的第一外径,所述的第二螺纹确定了所述紧固件的第二外径,所述的第一外径大于所述的第二外径。
3根据权利要求1所述的紧固件,所述的第一螺纹确定了一个在所述压力侧面和所述驱动侧面之间的夹角,所述的第一螺纹夹角在大约35°至大约60°之间。
4根据权利要求3所述的紧固件,所述的夹角近似为48°。
5根据权利要求1所述的紧固件,所述的第二螺纹面对着所述的头部有一个第二螺纹压力侧面,面对着所述末端有一个第二螺纹驱动侧面,所述第二螺纹确定了一个在所述的第二螺纹压力侧面和所述的第二螺纹驱动侧面之间的第二螺纹夹角,所述的第二螺纹夹角在大约30°至大约120°之间。
6根据权利要求5所述螺纹紧固件,所述的第二螺纹夹角近似为90°。
7根据权利要求1所述的紧固件,在所述的杆体上,所述的第一螺纹和所述的第二螺纹相互间距在大约0.003英寸到大约0.020英寸之间。
8根据权利要求7所述的紧固件,所述的间距近似为0.005英寸。
9根据权利要求1所述的紧固件,所述的第一螺纹有一个平的螺纹齿顶,宽度在大约0.002英寸到大约0.010英寸之间。
10根据权利要求1所述的紧固件,所述的第二螺纹有一个平的螺纹齿顶,宽度在大约0.002英寸到大约0.010英寸之间。
11根据权利要求1所述的紧固件,所述的凹槽底部为圆形,半径近似为0.008英寸。
12根据权利要求1所述的紧固件,所述的凹槽与相邻凹槽的间距至少为大约0.040英寸。
13根据权利要求1所述的紧固件,所述的凹槽深度近似为0.005英寸。
14根据权利要求1所述的紧固件,所述的凹槽的长度小于或等于下值:1/3(Φhi-Φmin)*sec(1/2h)其中Φhi是所述的第一螺纹的直径,Φmin是所述的杆体的直径,h是由所述的第一螺纹的所述驱动侧面和所述压力侧面确定的夹角。
15塑性工件的引导孔内的螺钉组件,所述的组件包括:所述引导孔在所述的工件上有引导孔壁,所述的引导孔有一直径;所述的螺钉有一个一定直径的杆体;所述的螺钉在所述的杆体上有一高螺纹,它确定了所述螺杆的第一外径,所述的高螺纹有一个高螺纹压力侧面和高螺纹驱动侧面,二者确定了一个在大约35°到大约60°之间的夹角;所述的螺钉在所述的杆体上有一低螺纹,它确定了所述的螺纹的第二外径,所述的第二外径小于所述的第一外径,所述的低螺纹有一个低螺纹压力侧面和低螺纹驱动侧面,二者确定了一个在大约30°到大约120°之间的低螺纹夹角;所述的高螺纹和低螺纹都有具有螺纹齿顶宽度的平的螺纹齿顶;在所述的杆体上,所述的高螺纹和低螺纹由大体是平的螺槽隔开;并且所述的组件满足下述关系:A2∃A1.]]>其中,A1为所述高螺纹的大体为梯形的第一区域,该区域确定在含有所述螺钉轴的平面上,所述的第一区域在所述平面里在轴线的同一侧有第一条边、第二条边、第三条边和第四条边,所述第一和第二边平行于所述轴,所述的第一条边沿所述高螺纹齿顶从它的边缘延伸到中心,所述的第二条边的长度等于所述引导孔壁处所述高螺纹厚度的一半,并从上述平面内的所述高螺纹的边缘延伸到高螺纹的中心,所述的第三条边垂直于所述第一条边和第二条边并在它们之间延伸过高螺纹,所述的第四条边在所述第一条边和第二条边之间。沿着所述高螺纹的侧面延伸。A2为确定在所述平面内第二梯形区域,位于所述高螺纹和所述低螺纹之间,从所述螺槽平面到所述的引导孔壁,所述的第二区域有同在所述中轴线的所述同一侧的第二区域第一条边、第二条边、第三条边和第四条边,所述第二区域的第一条边和第二条边大体上平行于所述的轴线,所述第二区域的第一条边沿着螺槽平面从所述高螺纹延伸到所述低螺纹,,所述第二区域的第二条边沿着所述引导孔壁的边缘延伸在所述第二区域的第三条边和第四条边之间,所述第二区域的第三条边沿着所述高螺纹从所述螺槽平面延伸到所述引导孔壁,所述第二区域的第四条边沿着所述低螺纹从所述螺槽平面延伸到所述引导孔壁。
16根据权利要求15所述的组件,应进一步满足关系:A2∃A1+A3]]>其中,A3为确定在所述平面内所述低螺纹大体为梯形的第三区域,所述的第三区域有第三区域第一条边、第二条边、第三条边和第四条边,同在所述轴线的所述同一侧的所述平面上,所述的第三区域的第一条边和第二条边平行于所述的轴线,所述第三区域的第一条边沿所述的低螺纹齿顶从其边缘延伸到中心,所述第三区域的第二条边的长度等于所述引导孔壁处的所述低螺纹厚度的一半,并从所述平面内的所述低螺纹边缘延伸到所述低螺纹的中心,所述第三区域的第三条边垂直于所述第一条边和第二条边,并在它们延伸过低螺纹,所述第三区域的第四条边在所述第三区域第一条边和第二条边之间沿着所述低螺纹的侧面延伸。
17根据权利要求15所述的组件,所述的高螺纹包夹角为大约48°。
18根据权利要求15所述的组件,所述的低螺纹夹角为大约90°。
19根据权利要求18所述的组件,所述的高螺纹包夹为大约48°。
20一种外螺纹紧固件,包含:具有一个头端和一个末端的杆体,所述的末端确定所述紧固件的引导端:高螺纹呈螺旋状缠绕着所述的杆体,所述的高螺纹有一个面对着所述末端的驱动侧面,和面对着头端压力侧面,所述的两个侧面确定了一个在大约35°至大约60°之间的高螺纹夹角;低螺纹呈螺旋状缠绕着所述的杆体,所述的低螺纹有一个面对着所述末端的低螺纹驱动侧面,面对着头端有一个低螺纹压力侧面30,所述的两个低螺纹侧面确定了一个在大约30°至大约120°之间的低螺纹夹角;所述的高螺纹和低螺纹有一个宽度在大约0.002英寸到大约0.010英寸之间的平的螺纹齿顶;在所述的杆体上,所述的高螺纹和低螺纹相互间隔一个宽度大约0.003到大约0.020英寸之间的螺槽平面;一系列凹槽形成在所述的高螺纹压力侧面上。
21根据权利要求20所述的紧固件,所述的凹槽底部为圆形,半径近似为0.008英寸。
22根据权利要求20所述的紧固件,所述的凹槽与相邻凹槽的间距至少为大约0.040英寸。
23根据权利要求20所述的紧固件,所述的凹槽深度近似为0.005英寸。
24根据权利要求20所述的紧固件,所述的凹槽长度小于或等于下值:1/3(Φhi-Φmin)*sec(1/2h)这里的Φhi是所述的高螺纹直径,Φmin是所述的杆体直径,h是由所述高螺纹驱动侧面和所述高螺纹压力侧面确定的夹角。

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