軸向快速鎖緊裝置

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專業(yè)班級機設(shè)03班 第五組設(shè)計方案報告總 5 頁第 頁編號：產(chǎn)品名稱光軸快速鎖緊裝置生產(chǎn)綱領(lǐng) 件/年學(xué)生姓名魏文才 程亞茹 丁莉莉 趙夢坡 張揚揚 邢亞南 王新偉零件名稱生產(chǎn)批量 件/月1、設(shè)計概述軸向鎖緊裝置在光、電纜生產(chǎn)設(shè)備及其他多種行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備中廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的軸向鎖緊裝置以螺母鎖緊裝置、緊定螺釘套鎖緊裝置和銷套鎖緊裝置最為常見：螺母鎖緊裝置：軸端螺紋往往設(shè)計得比較長，而螺距又比較小，已造成裝拆效率低或造成裸露過 長而強度不高的細螺紋的局部損傷。 。 緊定螺釘套鎖緊裝置：為了確保鎖緊的可靠性，只有增加螺釘?shù)男o力，這樣，既增 加了拆卸難度，又增加了軸面損傷、螺

2、釘及套螺孔螺紋損壞的可能。 銷套鎖緊裝置：靠套內(nèi)彈性定位鎖銷入軸上鎖孔而定位的軸向鎖緊裝置；特點是可靠性高，但軸向 調(diào)整連續(xù)性差。 綜上所述，傳統(tǒng)的軸向鎖緊裝置不太適于頻繁拆裝或軸向調(diào)整，且有的鎖緊可靠性不高。 為此我們要探究制造一種適于頻繁拆裝或軸向調(diào)整，且鎖緊可靠性頗高的軸向鎖緊裝置，更好地服務(wù)應(yīng)用于各行各業(yè)中的生產(chǎn)設(shè)備。2、設(shè)計思路和方案 力學(xué)中有一類現(xiàn)象稱為“自鎖現(xiàn)象”，當(dāng)自鎖條件滿足時，外力越大，物體保持靜止的能力越強人們利用自鎖現(xiàn)象的力學(xué)原理開發(fā)出了各種各樣的機械工具，這些工具廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中；在日常生活中利用這一原理的現(xiàn)象也隨處可見。 依此現(xiàn)象我們設(shè)計了一種光桿軸向快速鎖緊

3、裝置，它的核心部件是內(nèi)錐形套，其內(nèi)錐面斜度角的合理選擇是該裝置可靠性(即反向自鎖性)的首要保障，下圖為內(nèi)錐形套結(jié)構(gòu)圖。 當(dāng)軸向外力作用在該裝置外套及內(nèi)錐形套外端面時，內(nèi)錐形套通過錐面與淬火鋼珠 接觸點作用的法向力使鋼珠產(chǎn)生沿軸滾動及滑動的趨勢。為了實現(xiàn)該裝置的反向自 鎖，內(nèi)錐形套錐面斜度角必須滿足以下兩個條件： (1)淬火鋼珠相對軸滾動自鎖； (2)淬火鋼珠相對軸滑動自鎖。下面以淬火鋼珠為研究對象，分別就這兩方面進行受力分析。右圖淬火鋼珠的臨界自鎖狀態(tài)受力圖。圖中： N軸對淬火鋼珠的法向反作用力；P外力導(dǎo)致內(nèi)錐形套通過B點作用于淬火鋼珠的法向力；TA軸面作用于淬火鋼珠的最大靜摩擦力； TB 內(nèi)

4、錐形套作用于淬火鋼珠的最大靜摩擦力。 f1 軸面與淬火鋼珠間的靜摩擦系數(shù)；f2 內(nèi)錐形套錐面與淬火鋼珠問的靜摩擦系數(shù)； R 淬火鋼珠的半徑。淬火鋼珠相對軸臨界滾動自鎖狀態(tài)時，必有： 淬火鋼珠相對軸臨界滑動自鎖狀態(tài)時，必有： 故： 故：將代入上式，整理得： 因為： 將式(2)、(3)，(4)代人式(1)，整理可得：整理上式，可得滾動自鎖角為： 整理上式，即得：可知，淬火鋼珠相對軸滾動自鎖條件為： 即 則由前兩圖可知，淬火鋼珠相對軸滑動自鎖條件為： 即 綜合上述受力分析的結(jié)果，可得反向自鎖式軸向鎖緊裝置實現(xiàn)反向自鎖的條件為： 材料45# 查得：得故 （實際應(yīng)中，為保證裝置反向自鎖的可靠性及結(jié)構(gòu)的緊

5、湊性，值的選擇應(yīng)比式(5)所求得的值小23為宜。） 有一點需說明，上述受力分析過程中，不需要考慮彈簧反力對鋼珠的作用，其值亦與自鎖角大小無關(guān)。 3、 設(shè)計結(jié)果 光 軸 快 速 鎖 緊 裝 置 三 維 剖 分 圖1）外套與內(nèi)錐形套間，內(nèi)套與拉帽間均為過盈配合、壓力裝配；2）外套與內(nèi)錐形套端面比內(nèi)套端面略微突出；3） 內(nèi)套孔徑D2比鎖緊軸直徑略大，均布鋼珠（34顆)的最小公共內(nèi)切圓直徑D1 比鎖緊軸直徑略小；4）內(nèi)錐形套圓柱面內(nèi)孔直徑比均布鋼珠的最小公共外切圓直徑略小，并與其內(nèi)套配合面呈間隙配合； 5）圓柱螺旋壓縮彈簧保證淬火鋼珠與內(nèi)錐形套內(nèi)錐面有效接觸，且操作靈活。 1-外套；2-內(nèi)錐形套；3-

6、淬火鋼珠；4-內(nèi)套；5-彈簧；6-拉帽另外，內(nèi)錐形套是光軸快速鎖緊裝置的主要承力件，具有較高的表面硬度。兩個關(guān)鍵點的簡要說明：(1) 淬火鋼珠的數(shù)量 隨軸向力的增大，鋼珠的數(shù)目宜適當(dāng)增加。其目的是對于表面硬度相對較低的軸而言，不至于因承力過于集中而造成表面劃傷，從而導(dǎo)致鎖緊失效。但就線纜行業(yè)盤具裝卡而言，絕太多數(shù)情況下軸向力均為較小的附屬力，鋼珠取34顆即可。至于，較大軸向力的裝卡時，鋼珠數(shù)目應(yīng)適當(dāng)增加，并需適當(dāng)提高鎖緊軸的表面硬度。(2) 圓柱螺旋壓縮彈簧的作用 彈簧在該裝置中起著不可忽視的作用，它使鋼珠與內(nèi)錐面保持接觸，并在二者之問產(chǎn)生適當(dāng)?shù)念A(yù)壓力。這避免了裝置使用中，因鋼珠與內(nèi)錐面間存在間隙，而不能及位鎖緊的可能；同時，也避免了軸向力不穩(wěn)定時，鋼珠與內(nèi)錐面間歇接觸，從而導(dǎo)致鋼珠逐步后退，使鎖緊失效的可能。而彈簧的可壓縮性又為便捷地解除自鎖，簡化操作提供了條件。4、 總結(jié)和體會 反向自鎖式軸向鎖緊裝置（光軸快速鎖緊裝置）是適于頻繁拆裝或軸