轴向锁紧装置设计报告

专业班级 团队成员
总 4 页 第 页 编号：
设计方案报告 光轴快速锁
产品名称
生产纲领
紧装置
件/年
零件名称
生产批量
件/月
1、设计概述
轴向锁紧装置在光、电缆生产设备及其他多种行业的生产设备中广泛应用。 传统的轴向锁紧装置以螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置和销套锁紧装置最为常见： 1、螺母锁紧装置：轴端螺纹往往设计得比较长，而螺距又比较小，已造成装拆效率低或造成裸露过长而强度不高的细螺纹的局 部损伤。 2、紧定螺钉套锁紧装置：为了确保锁紧的可靠性，只有增加螺钉的旋紧力，这样，既增加了拆卸难度，又增加了轴面损伤、螺 钉及套螺孔螺纹损坏的可能。 3、销套锁紧装置：靠套内弹性定位锁销入轴上锁孔而定位的轴向锁紧装置；特点是可靠性高，但轴向调整连续性差。 综上所述，传统的轴向锁紧装置不太适于频繁拆装或轴向调整，且有的锁紧可靠性不高。为此我们要探究制造一种适于频繁拆装 或轴向调整，且锁紧可靠性颇高的轴向锁紧装置，更好地服务应用于各行各业中的生产设备。
2、设计思路和方案
力学中有一类现象称为“自锁现象”，当自锁条件满足时，外力越大，物体保持静止的能力越强．人们利用自锁现象的力学原理 开发出了各种各样的机械工具，这些工具广泛应用于工农业生产中；在日常生活中利用这一原理的现象也随处可见。
依此现象我们设计了一种光杆轴向快速锁紧装置，它的核心部件是内锥形套，其内锥面斜度角的合理选择是该装置可靠性(即反 向自锁性)的首要保障，图 1 为内锥形套结构图。
当轴向外力作用在该装置外套及内锥形套外端面时，内锥形套通过锥面与淬火钢珠接触点作用的法向力使钢珠产生沿轴滚动及滑 动的趋势。为了实现该装置的反向自锁，内锥形套锥面斜度角必须满足以下两个条件：
(1)淬火钢珠相对轴滚动自锁； (2)淬火钢珠相对轴滑动自锁。 下面以淬火钢珠为研究对象，分别就这两方面进行受力分析。
图二淬火钢珠的临界自锁状态受力图。 图中：N——轴对淬火钢珠的法向反作用力；
P——外力导致内锥形套通过 B 点作用于淬火钢珠的法向力； Ta——轴面作用于淬火钢珠的最大静摩擦力；

Tb ——内锥形套作用于淬火钢珠的最大静摩擦力；
f1—— 轴面与淬火钢珠间的静摩擦系数；
f2—— 内锥形套锥面与淬火钢珠问的静摩擦系数；
R—— 淬火钢珠的半径。
淬火钢珠相对轴临界滚动自锁状态时，必有：
?MA ?0
? ? ?MA ? P ? R ?sin?' ?TB ? R ? 1? cos?'
故： P ? R ? sin ? ' ? TB ? R ? (1? cos? ' ) ? 0
图 1 内锥套结构图
将TB ? f2 ? P 代入上式，整理得：
tg??? ' ?
2
?? ?
?
f2
整理上式，可得滚动自锁角为： ?' ? 2arctgf2
可知，淬火钢珠相对轴滚动自锁条件为： ? ? ? ' 即 ? ? 2arctgf2
又有 ? Fx ? 0
?Fx ? P ?sin?' ?TB ? cos?' ?TA
所以 P ? sin? ' ? TB ? cos? ' ? TA ? 0 ? ? ? ?1?
TA ? f1 ? N ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2? 因为TB ? f2 ? P ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3?
N ? P ? cos? ' ? TB ? sin? ' ? ? ? ?4?
将式(2)、(3)，(4)代人式(1)，整理可得 ?1? f1 ? f2 ?? sin? ' ? ? f1 ? f2 ?? cos? ' ? 0
图 2 淬火钢珠的临界自锁状态受力图
则由以上可知，淬火钢珠相对轴滑动自锁条件为：? ? ? ' 即? ' ? arctg?? f1 ? f2 ?/?1? f1 ? f2 ??
综合上述受力分析的结果，可得反向自锁式轴向锁紧装置实现反向自锁的条件为：

? ? min ?2arctgf2, arctg?? f1 ? f2 ?/?1? f1 ? f2 ?? ?? ? ? ??5? 材料 45 钢 查得： f1 ? 0.15，f2 ? 0.15 得? ?17.06? 故? ? 15?
（实际应中，为保证装置反向自锁的可靠性及结构的紧凑性，φ 值的选择应比式(5)所求得的值小 2～3°为宜。） 有一点需说明，上述受力分析过程中，不需要考虑弹簧反力对钢珠的作用，其值亦与自锁角大小无关。
3、设计结果
1）外套与内锥形套间，内套与拉帽间均为过盈配合、压力装配； 2）外套与内锥形套端面比内套端面略微突出； 3）内套孔径 D2 比锁紧轴直径略大，均布钢珠（3—4 颗)的最小公共内切圆直径 D1 比锁紧轴直径略小； 4）内锥形套圆柱面内孔直径比均布钢珠的最小公共外切圆直径略小，并与其内套配合面呈间隙配合； 5）圆柱螺旋压缩弹簧保证淬火钢珠与内锥形套内锥面有效接触，且操作灵活。
图三光轴快速锁紧装置三维剖分图 1-拉帽；2-内套；3-外套；4-内锥形套；5-钢珠；6-弹簧 另外，内锥形套是光轴快速锁紧装置的主要承力件，具有较高的表面硬度。

两个关键点的简要说明：
（1）淬火钢珠的数量 随轴向力的增大，钢珠的数目宜适当增加。其目的是对于表面硬度相对较低的轴而言，不至于因承
力过于集中而造成表面划伤，从而导致锁紧失效。但就线缆行业盘具装卡而言，绝太多数情况下轴向力均为较小的附属力，钢珠取 3～ 4 颗即可。至于，较大轴向力的装卡时，钢珠数目应适当增加，并需适当提高锁紧轴的表面硬度。
（2）圆柱螺旋压缩弹簧的作用 弹簧在该装置中起着不可忽视的作用，它使钢珠与内锥面保持接触，并在二者之问产生
适当的预压力。这避免了装置使用中，因钢珠与内锥面间存在间隙，而不能及位锁紧的可能；同时，也避免了轴向力不稳定时，钢珠 与内锥面间歇接触，从而导致钢珠逐步后退，使锁紧失效的可能。而弹簧的可压缩性又为便捷地解除自锁，简化操作提供了条件。本 设计中弹簧中径为 36mm，有效圈数为 8 圈，长度为 26mm，簧丝直径为 2mm。。
4、总结和体会
反向自锁式轴向锁紧装置（光轴快速锁紧装置）是适于频繁拆装或轴向调整，且锁紧可靠性颇高的轴向锁紧装置。 其与以往传统锁紧装置相比具较大优越性，但在某些方面稍有逊色不足之处，不是十分完美。这需要我们继续深入研究探讨，发 散思维，灵活运用科学知识再创新高。

专业班级
机制本 1303 班
总页
第页
编号：
成本分析报告
产品名称 光轴快速锁紧装 生产纲领 置
件/年
团队成员 胡博文、杨超平、李闯、刘卫士、张艳华、
零件名称
内套
生产批量
件/月
1、材料成本分析
材料 45 钢 毛坯种类 圆钢 毛坯外形尺寸 ? 45mm?140 每毛坯可制作件数 1 每台件数
备注
查表得 45 钢的密度为 7.85 g/cm3，市场价为 P=4.65 元 / kg ，毛坯体积V ? ?r2 ? h =3.14? 22.52 ?140 =222.5475 cm3 毛坯质量 m ? ?V ? 222.5475? 7.85 ? 1747g ? 2kg 则单件材料成本 F ? P?m ? 4.65?2 ? 9.3 元
2、人工费和制造费分析
序号
工序 名称
工序内容
1 粗车 粗车?31? 60 外圆
2 精车 精车?31? 60 外圆
工 时（min） 终准时
机动时间 辅助时间 间
工序成本分析
由市场调查得车工工人工资 8.5 元/小时，铣工工人工资 10 元/小时，车床机床
3
1
1
台时 40 元/小时。本工序用时 5min，由工时计算知：该工序费用为 4.04 元
2
1
1 本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元

3 粗车 粗车?40? 5 凸台外圆 4 精车 精车? 40 ? 5 凸台外圆 5 粗车 粗车?31? 30 外圆 6 精车 精车?31? 30 外圆 7 钻孔 钻? 20? 95的孔 8 粗镗 粗镗?25.5? 95 的孔
2
0.5
0.5 本工序用时 3min，由工时计算知：该工序费用为 2.45 元
2
1
1 本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
3
1
1 本工序用时 5min，由工时计算知：该工序费用为 4.04 元
2
1
1 本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
2
0.5
0.5 本工序用时 3min，由工时计算知：该工序费用为 2.45 元
3
1
1 本工序用时 5min，由工时计算知：该工序费用为 4.04 元
9
精镗 精镗?25.5? 95 的孔
2
孔的
10
确定孔的位置
0
定位
11
在?31? 30 上钻 3 各尺寸为? 4.5 的
通孔，然后用?5 的钻扩孔，保证?6
钻孔
2
的尺寸
12 切断 车端面长度为 95mm
1
1
1 本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
1
1 本工序用时 2min，由工时计算知：该工序费用为 1.62 元
1
1 本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
0.5
0.5 本工序用时 2min，由工时计算知：该工序费用为 1.62 元

3、总成本 工序总成本为 4.04+3.5+2.45+3.5+4.04+3.5+2.45+4.04+3.5+1.62+1.62+3.5=37.76 元
专业班级
机制本 1303 班
总页
第页
编号：
成本分析报告
产品名称 光轴快速锁紧装 生产纲领
件/年
胡博文、杨超平、李闯、刘卫士、张艳华、
置
团队成员
零件名称
外套
生产批量
件/月
1、材料成本分析
材料 45 钢 毛坯种类 圆钢 毛坯外形尺寸 ?50mm?100 每毛坯可制作件数 1 每台件数
备注
查表得 45 钢的密度为 7.85 g/cm3，市场价为 P=4.65 元 / kg ，毛坯体积V ? ?r2 ? h =3.14?502 ?100 =196 cm3 毛坯质量 m ? ?V ? 196.25? 7.85 ? 1540.5625g ? 1.6kg 则单件材料成本 F ? P?m ? 4.65?1.6 ? 7.44元
2、人工费和制造费分析
序号
工序 名称
工序内容
1 粗车 粗车? 46 的外圆
工 时（min） 机动时间 辅助时间 终准时间
工序成本分析
2
1
1
本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元

2 精车 精车? 46 外圆
3
3
钻孔 钻?31? 65 的内通孔
2
钻? 41? 60 内孔
2
4 粗镗 粗镗? 41? 60 外圆
2
5 精镗 精镗? 41? 61外圆
3
6 粗镗 粗镗?31? 65 的孔
3
7 精镗 精镗?31? 65 的孔
2
8 切断 车端面长度 65mm
1
3、总成本 工序总成本为 3.5+3.5+7+3.5+3.5+3.5+3.5+2.45=30.45 元
0.5
0.5 本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
1
1
本工序用时 8min，由工时计算知：该工序费用为 7 元
1
1
1
1
本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
0.5
0.5 本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
1
1
本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
1
1
本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
1
1
本工序用时 3min，由工时计算知：该工序费用为 2.45 元

专业班级 团队成员 、 1、材料成本分析
总页
第页
编号：
成本分析报告
产品名称 光轴快速锁紧装 生产纲领
件/年
置
零件名称
内锥套
生产批量
件/月
材料 45 钢 毛坯种类 圆钢 毛坯外形尺寸 ?45mm?30 每毛坯可制作件数 1 每台件数
备注
查表得 45 钢的密度为 7.85 g/cm3，市场价为 P=4.65 元 / kg ，毛坯体积V ? ?r2 ? h =3.14? 22.52 ?140 =222.5475 cm3 毛坯质量 m ? ?V ? 222.5475? 7.85 ? 1747g ? 2kg 则单件材料成本 F ? P?m ? 4.65?2 ? 9.3 元
2、人工费和制造费分析
序号
工序 名称
工序内容
1 粗车 粗车? 41外圆
工 时（min） 机动时间 辅助时间 终准时间
工序成本分析
3
1
2
本工序用时 5min，由工时计算知：该工序费用为 4.375 元

2 精车 精车? 41外圆
2
1
3 钻孔 钻?30 的孔 4 粗镗 精车?33 的孔 5 粗镗 粗车?33 的孔
3
1
3
2
3
2
6 粗镗 粗镗15? 的锥面
2
1
粗 镗 15? 孔 ， 保 证 小 端 厚 度 为
7 精镗
2
1
1.5mm
8 切断 车端面长度为 30mm
1
1
3、总成本 工序总成本为 4.375+3.5+4.375+4.375+4.375+4.375+3.5+2.45=31.325 元
1
本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
1
本工序用时 5min，由工时计算知：该工序费用为 4.375 元
1
本工序用时 5min，由工时计算知：该工序费用为 4.375 元
1
本工序用时 5min，由工时计算知：该工序费用为 4.375 元
2
本工序用时 5min，由工时计算知：该工序费用为 4.375 元
1
本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
1
本工序用时 3min，由工时计算知：该工序费用为 2.45 元

专业班级 团队成员
总页
第页
编号：
成本分析报告
产品名称 光轴快速锁紧装 生产纲领
件/年
置
零件名称
拉环
生产批量
件/月
1、材料成本分析
材料 45 钢 毛坯种类 圆钢 毛坯外形尺寸 ?50mm?10
每毛坯可制作件数 1 每台件数
备注
查表得 45 钢的密度为 7.85 g/cm3，市场价为 P=4.65 元 / kg ，毛坯体积V ? ?r2 ? h =3.14?502 ?100 =196 cm3 毛坯质量 m ? ?V ? 196.25? 7.85 ? 1540.5625g ? 1.6kg 则单件材料成本 F ? P?m ? 4.65?1.6 ? 7.44元
2、人工费和制造费分析
序号
工序 名称
工序内容
工 时（min） 机动时间 辅助时间 终准时间
工序成本分析

1 粗车 粗车? 49 外圆 2 精车 精车? 49 外圆 3 钻孔 粗车?31?10 的内孔 4 精车 精车?31?10 的内孔
3
1
1
本工序用时 5min，由工时计算知：该工序费用为 4.375 元
2
1
1
本工序用时 4min，由工时计算知：该工序费用为 3.5 元
3
1
1
本工序用时 5min，由工时计算知：该工序费用为 4.375 元
3
1
1
本工序用时 5min，由工时计算知：该工序费用为 4.375 元
5 切断 车端面长度至 5mm
1
1
1
本工序用时 3min，由工时计算知：该工序费用为 2.45 元
3、总成本 工序总成本为 4.375+3.5+4.375+4.375+2.45=19.075 元
综上所得生产成本为各工序陈本与材料成本之和，所以生产成本为 9.3+7.44+37.76+30.45+31.325+19.075=135.35 元，又因为需要买 3 个?6 钢珠和一个弹簧，所以估算成本用 150 元。

专业班级 团队成员
总
页 第 页 编号：
工艺方案报告（一） 产品名称
生产纲领
零件名称
外套
生产批量
材料 序号
1
45 钢 毛坯种类 圆钢 毛坯尺寸 ? 45? 90
工序 名称
工序内容
粗车? 46 的外圆
粗车
2
精车? 46 的外圆
精车
钻?30 的孔
3
钻孔 钻?35 的孔
4
粗镗
粗镗?41.02 的孔
每毛坯可制作件数
1
每台件数
工序简图
机床 夹具
刀具
备注
量具 附具
90°外圆 游标卡尺、
三爪卡盘
车刀
钢尺
90°外圆 游标卡尺、 三爪卡盘
车刀
钢尺
三爪卡盘 三爪卡盘
?30 的钻 头?35 的
钻头
游标卡尺、 钢尺
S12M
游标卡尺、 钢尺
件/年 单件
单件 工时（min）
4 4
4
4

5
精镗 精镗? 41.02 的孔
游标卡尺、
三爪卡盘 S12M
4
钢尺
6
粗镗 粗镗?33 的孔
7
精镗 精镗?33 的孔
8
切断 保证总长为 65mm
标记 处数 更改文件号
签字
日期
编制（日期）
游标卡尺、
三爪卡盘 S12M 钢尺游标
5
卡尺、钢尺
游标卡尺、
三爪卡盘 S12M
4
钢尺
三爪卡盘 切断刀
钢尺
3
审核（日期） 标准化（日期）
会签（日期）

专业班级 团队成员
工艺方案报告
材料 序号
1
45 钢 毛坯种类
工序 名称
粗车
粗车外圆
圆钢 毛坯尺寸 ? 45? 90
工序内容
每毛坯可制作件数 工序简图
总
页 第 页 编号：
产品名称 零件名称
内套
生产纲领 生产批量
件/年 单件
1
每台件数
机床 夹具
刀具
备注
量具 附具
单件 工时（min）
90°外圆 游标卡尺、
三爪卡盘
4
车刀
钢尺

2
精车外圆
精车
钻? 25 的孔
3
钻孔 钻?35 的孔
4
粗镗
粗镗?25.5 的孔
5
精镗 精镗?25.5 的孔
6
钻孔 粗镗?6 的孔
8
切断 保证总长为 95mm
90°外圆 游标卡尺、
三爪卡盘
4
车刀
钢尺
?30 的钻
游标卡尺、
三爪卡盘 头?35 的
4
钢尺
钻头
游标卡尺、
三爪卡盘 S12M
4
钢尺
游标卡尺、
三爪卡盘 S12M
4
钢尺
游标卡尺、
三爪卡盘 S12M 钢尺游标
5
卡尺、钢尺
三爪卡盘 切断刀
钢尺
3
标记 处数 更改文件号
签字
日期
编制（日期）
审核（日期） 标准化（日期）
会签（日期）

专业班级 团队成员
总 页 第 页 编号：
产品
光轴快
生产
件/年
工艺方案报告（二） 名称
速缩紧 装置
纲领
零件 内套
生产
件/月
名称
批量

一、对图样关键尺寸及形位公差的分析 保证拉帽与内套的过盈配合以及台阶孔的正确定位。要求有 0.03mm 的过盈量。钻孔时要划线找准位置。
二、加工工艺过程分析 与拉帽配合段要精车，保证过盈量正确。
钻台阶孔时先用? 4 的钻头钻通孔，再用?6 的钻头扩孔。

专业班级 团队成员
总 页 第 页 编号：
产品
光轴快
生产
件/年
工艺方案报告（二） 名称
速缩紧 装置
纲领
零件 内锥套
生产
件/月
名称
批量
一、对图样关键尺寸及形位公差的分析
保证锥度的合理和与外套的过盈配合，使过盈量为 0.04mm
二、加工工艺过程分析 与外套配合段要精车，保证过盈量正确。 保证锥度的合理，一定要对刀精确，防止偏心。

专业班级 团队成员
总 页 第 页 编号：
工程管理报告
产品名称 光轴快速 生产纲领 锁紧装置
件/年
零件名称
生产批量
件/月
一、单件生产
1、生产过程组织：在零件的加工过程中，合理组织加工顺序，先易后难，先粗后精，并合理分配各成员任务，保证人人参与、共 同提高、一块学习进步。在粗精加工完成后，能装配的先进行装配，并在最后将全部零件装配成为完整工件。 2、人力资源配置：①方案设计：以胡博文为组长，全体成员参与前期方案设计的讨论，设计图纸由李闯、杨超平、刘卫士等完成。
②零件加工胡博文、杨超平、刘卫士、李闯、等完成。 ③报告由张艳华、胡博文、杨超平、等完成。
3、生产进度计划与控制
①进度计划：第 10—11 周：基本完成设计方案。 第 12—14 周：审核设计图纸、确定加工所需材料及加工方案的前期准备。
第 15—19 周:基本完成零件的加工。 第 19 周：完成四大报告的编制填写。 ②进度控制：1、由组长及时了解其他小组的进程，并根据老师意见，确保生产计划顺利完成。对于一些不可抗拒性因素导致 的耽误，及时提出补救措施。
2、对于部分成员有事而耽误的进度，及时有其他成员完成。 3、合理安排进程，根据指导老师的意见，及时调整部分不合理的计划。
4、质量管理
①采用“组内检测、组间检测、指导老师终审”的总原则来保证加工质量。

带密封和锁紧装置的垃圾车车厢体后门设计方案

带密封和锁紧装置的垃圾车车厢体后门设计-汽车 带密封和锁紧装置的垃圾车车厢体后门设计 刘同举1耿其东2 1．江苏悦达专用车有限公司江苏盐城 2240512．盐城工学院江苏盐城 224051 摘要：针对传统的垃圾车厢体后门机构存在着锁紧和密封工作不可靠，锁轴和锁钩配合不到位等问题，设计了一种带密封和锁紧装置的新型机构（包括后门和厢体框架两部分）。利用双出杆定位油缸带动顶部的楔形块运动，保证后门旋转中心的位置；利用腰形孔、锁紧油缸、锁钩三平行线结构保证配合可靠，密封条开关牢靠；利用NX三维设计软件，对产品进行设计和验证，以降低手工计算的难度，提高其准确性。通过实验，该装置使用效果良好，易于推广。 关键词：垃圾车厢体后门密封锁紧装置 NX分析 中图分类号：U469.6+5.03 文献标识码：A文章编号：1004-0226(2015)10-0102-04 第一作者：刘同举，男，1981年生，工程师，现从事环卫车辆等设计工作。 1 前言 垃圾车用于收集、装载和运输生活垃圾，并可将装入的垃圾压碎、压缩，使其密度增大，体积缩小，由此极大地提高了垃圾收集和运输的效率。运输过程中需保持后门关闭，防止垃圾泄漏，在车辆到达垃圾处理场后，将后门打开，使垃圾卸下。因此，后门既要能够打开足够角度，又要保证关闭时的密封

性。 2现有的后门机构 现有的后门设计通常包括手动方式和自动方式两种，自动方式中大多采用开门油缸、导向孔、锁钩等，锁紧装置多是对锁钩处的改进，对后门下滑的问题没有解决。 2.1手动方式 较为成熟的手动后门锁紧机构为棘轮机构，广泛运用于移动垃圾箱后门锁紧，如图1所示。转动棘轮机构，正反向螺纹杆将锁钩与车厢之间的联接拉杆伸长，使锁钩顺时针旋转，后门按导向条孔向下滑行，锁钩与锁轴松开，倾翻车厢，后门将自动打开。该方式可将污水完全密封在车厢内，密封效果好，但操作麻烦。 另一种手动方式为门闩式，其操作不便、密封性差，已逐步被市场淘汰。 2.2自动方式 自动后门锁紧机构因车型不同，其外观也不大一样，但其原理是大致相同的。以后装压缩式垃圾车为例（如图2），开门油缸伸出将后门（填塞器）先按导向条孔向上滑行，使锁钩与锁轴脱开，开门油缸继续伸出，后门将随之打开。

轴向快速锁紧装置教学文稿

轴向快速锁紧装置

专业班级机设03班第五组 设计方案报告 总 5 页 第页编号： 产品名称 光轴快速 锁紧装置 生产纲 领 件/年 学生姓名魏文才程亚茹丁莉莉赵梦坡 张扬扬邢亚南王新伟零件名称生产批 量 件/月 1、设计概述 轴向锁紧装置在光、电缆生产设备及其他多种行业的生产设备中广泛应用。 传统的轴向锁紧装置以螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置和销套锁紧装置最为常见： 螺母锁紧装置：轴端螺纹往往设计得比较长，而螺距又比较小，已造成装拆效率低或造成裸露过 长而强度不高的细螺纹的局部损伤。 。紧定螺钉套锁紧装置：为了确保锁紧的可靠性，只有增加螺钉的旋紧力，这样，既增 加了拆卸难度，又增加了轴面损伤、螺钉及套螺孔螺纹损坏的可能。 销套锁紧装置：靠套内弹性定位锁销入轴上锁孔而定位的轴向锁紧装置；特点是可靠性高，但轴向 调整连续性差。 综上所述，传统的轴向锁紧装置不太适于频繁拆装或轴向调整，且有的锁紧可靠性不高。 为此我们要探究制造一种适于频繁拆装或轴向调整，且锁紧可靠性颇高的轴向锁紧装置，更好地服务应用于各行各业中的生产设备。 2、设计思路和方案 力学中有一类现象称为“自锁现象”，当自锁条件满足时，外力越大，物体保持静止的能力越强．人们利用自锁现象的力学原理开发出了各种各样的机械工具，这些工具广泛应用于工农业生产中；在日常生活中利用这一原理的现象也随处可见。 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

依此现象我们设计了一种光杆轴向快速锁紧装置，它的核心部件是内锥形套，其内锥面斜度角的合理选择是该装置可靠性(即反向自锁性)的首要保障，下图为内锥形套结构图。 当轴向外力作用在该装置外套及内锥形套外端面时，内锥形套通过锥面与淬火钢珠 接触点作用的法向力使钢珠产生沿轴滚动及滑动的趋势。为了实现该装置的反向自 锁，内锥形套锥面斜度角必须满足以下两个条件： (1)淬火钢珠相对轴滚动自锁； (2)淬火钢珠相对轴滑动自锁。 下面以淬火钢珠为研究对象，分别就这两方面进行受力分析。 右图淬火钢珠的临界自锁状态受力图。 图中： N ——轴对淬火钢珠的法向反作用力； P ——外力导致内锥形套通过B 点作用于淬火钢珠的法向力； TA ——轴面作用于淬火钢珠的最大静摩擦力； TB ——内锥形套作用于淬火钢珠的最大静摩擦力。 f1—— 轴面与淬火钢珠间的静摩擦系数；f2—— 内锥形套锥面与淬火钢珠问的静摩擦系数； R —— 淬火钢珠的半径。 淬火钢珠相对轴临界滚动自锁状态时，必有： 淬火钢珠相对轴临界滑动自锁状态时，必有： 0=∑A M 0=∑x F ()''cos 1sin φφ+??-??=∑R T R P M B A A B x T T P F -?-?=∑''cos sin φφ 故：0)cos 1(sin ''=+??-??φφR T R P B 故：()10cos sin ''---=-?-?A B T T P φφ 将P f T B ?=2代入上式，整理得： 因为：() ()() 4sin cos 32''21---?+?=-----------?=-----------?=φφB B A T P N P f T N f T 2' 2 f t g =?? ? ??φ 将式(2)、(3)，(4)代人式(1)，整理可得：

钢珠快速锁紧装置说明书

钢珠快速锁紧装置说明书 技术领域 [0001] 本实用新型涉及一种快速锁紧装置，尤其能快速将被加工件牢固锁紧在专用夹具上。 背景技术 [0002]当使用夹具锁紧工件时，原有夹具利用内外锥形面锁紧，通过螺栓旋转使外锥体上下纵向移动锁紧被加工件，调节行程较大，拆卸不方便。 发明内容 [0003] 本实用新型的目的是提供一种夹具锁紧装置，使用时既能将被加工件锁紧固定又能快速进行拆卸的锁紧装置。 [0004] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为： [0005] 快速锁紧装置，包括：上压板（5）、顶紧螺钉（4）、钢珠（1）、O形密封圈（3）及内锥座（2），其特征是：将四个钢珠（1）装入上压板（5）内圆柱孔内（一个在轴向孔内，另三个在径向孔内），用两个O形密封圈（3）固定，顶紧螺钉（4）旋入上压板（5）螺丝孔内，将上压板（5）放入内锥座（2）孔内，利用上压板顶端U形槽与防转销（7）进行固定，旋转顶紧螺钉（4）推动一钢珠使其他三钢珠作径向移动，三钢珠与内锥座（2）锥面接触压紧，从而起到快速压紧被加工件的目的。 附图说明 [0006]图1为本实用新型的结构示意图。 [0007] 附图中：1、钢珠；2、内锥座；3、O形密封圈；4、顶紧螺钉；5、上压板；6、被加工件；7、防转销；8、内六角螺栓。 具体实施方式 [0008] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：[0009]本实用新型如图1所示， 在一平板底座上用四个内六角螺栓（8）将内锥座固定，用两个螺钉将防转销（7）固定在底座上（防止旋转顶紧螺钉（4）时上压板（5）时转动），将顶紧螺钉（4）旋入上压板（5）螺孔内，将一钢珠放入上压板（5）圆柱孔内，其他三个放入径向孔内，用两个O形密封圈（3）进行钢珠固定，将整个上压板放入内锥座（2）孔内，上压板顶部压住被加工件（6），旋转顶紧螺钉（4）推动轴向孔内钢珠作轴向移动，轴向移动钢珠推动其他三个钢珠作径向移动，三钢珠同时接触内锥面锁紧被加工件。

轴向锁紧装置设计报告

轴向锁紧装置设计报告

1、设计概述 轴向锁紧装置在光、电缆生产设备及其他多种行业的生产设备中广泛应用。 传统的轴向锁紧装置以螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置和销套锁紧装置最为常见： 1、螺母锁紧装置：轴端螺纹往往设计得比较长，而螺距又比较小，已造成装拆效率低或造成裸露过长而强度不高的细螺纹的局部损伤。 2、紧定螺钉套锁紧装置：为了确保锁紧的可靠性，只有增加螺钉的旋紧力，这样，既增加了拆卸难度，又增加了轴面损伤、螺钉及套螺孔螺纹损坏的可能。 3、销套锁紧装置：靠套内弹性定位锁销入轴上锁孔而定位的轴向锁紧装置；特点是可靠性高，但轴向调整连续性差。 综上所述，传统的轴向锁紧装置不太适于频繁拆装或轴向调整，且有的锁紧可靠性不高。为此我们要探究制造一种适于频繁拆装或轴向调整，且锁紧可靠性颇高的轴向锁紧装置，更好地服务应用于各行各业中的生产设备。 2、设计思路和方案 力学中有一类现象称为“自锁现象”，当自锁条件满足时，外力越大，物体保持静止的能力越强．人们利用自锁现象的力学原理开发出了各种各样的机械工具，这些工具广泛应用于工农业生产中；在日常生活中利用这一原理的现象也随处可见。 依此现象我们设计了一种光杆轴向快速锁紧装置，它的核心部件是内锥形套，其内锥面斜度角的合理选择是该装置可靠性(即反向自锁性)的首要保障，图1为内锥形套结构图。 当轴向外力作用在该装置外套及内锥形套外端面时，内锥形套通过锥面与淬火钢珠接触点作用的法向力使钢珠产生沿轴滚动及滑动的趋势。为了实现该装置的反向自锁，内锥形套锥面斜度角必须满足以下两个条件： (1)淬火钢珠相对轴滚动自锁； (2)淬火钢珠相对轴滑动自锁。 下面以淬火钢珠为研究对象，分别就这两方面进行受力分析。 图二淬火钢珠的临界自锁状态受力图。 图中：N——轴对淬火钢珠的法向反作用力； P——外力导致内锥形套通过B点作用于淬火钢珠的法向力； Ta——轴面作用于淬火钢珠的最大静摩擦力； Tb ——内锥形套作用于淬火钢珠的最大静摩擦力； f1——轴面与淬火钢珠间的静摩擦系数； f2——内锥形套锥面与淬火钢珠问的静摩擦系数； R——淬火钢珠的半径。

轴向锁紧装置最终版

总 专业班级
18 页
第
1 页
编号：
机制 0901 班
设计方案报告
学生姓名
产品名称
轴向锁紧装置
生产纲领
件/年
零件名称
生产批量
件/月
1、设计概述 为克服传统锁紧装置操作复杂，可靠性差等缺点，该装置结构简单，便捷，降低操作强度低，提高劳动效率。 本产品利用双偏心轮相对轴的快速压紧，在光轴上加紧零件欲轴向移动时，通过卡紧光轴，实现轴向锁紧，轴向锁紧 的可靠度取决于偏心轮对光轴的压紧力。本装置的一大亮点为沿轴向锁紧物件时，在轴上任意位置反向拉动外套均不能产 生反向移动，内外套筒利用螺纹自锁功能对轴向运动时产生的力传递给凸轮，实现凸轮的反向运动来压紧轴，在拆卸装置 时，利用螺纹微调功能，内套筒轴向移动，轴端顶开凸轮，自锁消除。该方案制作简单，操作方便，便于拆卸。 设计过程中，我们也考虑了传统的轴向锁紧方案。螺母锁紧，利用螺纹自锁原理，实现轴向锁紧。但由于被加持零件 厚度不定，轴端螺纹设计较长，螺距较小，夹持厚度较小的材料时会造成装拆效率的降低，而且容易造成裸露过长而强度 不高的细螺纹的局部扭伤。紧定螺钉套锁紧装置，在轴套与轴间旋入紧定螺钉，进行轴向锁紧，锁紧的可靠性取决于螺钉 的旋紧力，但这样会增加了拆装难度，又增加了轴面损伤螺钉及套螺孔螺纹损伤的可能。 综合以上三种方案，我们选择安全可靠的偏心轮轴向快速锁紧装置。

2、设计思路和方案 本产品使用方法如下：轴向锁紧物件时，在光轴轴向移动时，将该装置直接套在轴上，直至压紧物件为止。压紧过程 中，在轴上任意位置反向拉动外套均不能产生反向移动，拆卸时，左手握住外套筒，右手旋转内套筒法兰，利用螺纹微调 功能，内套筒轴向移动，轴端顶开凸轮，自锁解除，可实现装置反向移动。 基于圆偏心结构简单，容易制造，应用广泛，我们采用圆偏心轮。 圆偏心的特性 下图为偏心轮直径 D,偏心距 e。 偏心夹紧圆周上各接触点的升角а 不是一个常数。 由下图知，从任意接触点 P 分别作与回转中心 O,O1 的连线， ? OPO 1 就是 P 点的升角 ? P
? P ? arctan
OM MP ? arctan es in ? D 2 ? e cos ?
式中 Θ ——偏心轮回转角，即 mn 与 O1P 的夹角。 随着回转角的增大，升角也随之增大，Θ =90 度时升角最大，此时 OO1 连线处于水平位置。
? max ? arctan
2e D
回转角大于 90 度以后，升角随回转角的增大而减小，Θ =180 度时，升角为 0 度。圆偏心轮升角变化的特性与自锁条 件，工件段选择及结构设计等关系重大。
2、圆偏心轮的自锁条件
? max ? ? 1 ? ? 2

轴向快速锁紧装置

专业班级机设03班第五组 设计方案报告总 5 页第页编号： 产品名称 光轴快速锁 紧装置 生产纲领件/年 学生姓名魏文才程亚茹丁莉莉赵梦坡 张扬扬邢亚南王新伟零件名称生产批量件/月 1、设计概述 轴向锁紧装置在光、电缆生产设备及其他多种行业的生产设备中广泛应用。 传统的轴向锁紧装置以螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置和销套锁紧装置最为常见： 螺母锁紧装置：轴端螺纹往往设计得比较长，而螺距又比较小，已造成装拆效率低或造成裸露过 长而强度不高的细螺纹的局部损伤。 。紧定螺钉套锁紧装置：为了确保锁紧的可靠性，只有增加螺钉的旋紧力，这样，既增 加了拆卸难度，又增加了轴面损伤、螺钉及套螺孔螺纹损坏的可能。 销套锁紧装置：靠套内弹性定位锁销入轴上锁孔而定位的轴向锁紧装置；特点是可靠性高，但轴向 调整连续性差。 综上所述，传统的轴向锁紧装置不太适于频繁拆装或轴向调整，且有的锁紧可靠性不高。 为此我们要探究制造一种适于频繁拆装或轴向调整，且锁紧可靠性颇高的轴向锁紧装置，更好地服务应用于各行各业中的生产设备。

2、设计思路和方案 力学中有一类现象称为“自锁现象”，当自锁条件满足时，外力越大，物体保持静止的能力越强．人们利用自锁现象的力学原理开发出了各种各样的机械工具，这些工具广泛应用于工农业生产中；在日常生活中利用这一原理的现象也随处可见。 依此现象我们设计了一种光杆轴向快速锁紧装置，它的核心部件是内锥形套，其内锥面斜度角的合理选择是该装置可靠性(即反向自锁性)的首要保障，下图为内锥形套结构图。 当轴向外力作用在该装置外套及内锥形套外端面时，内锥形套通过锥面与淬火钢珠 接触点作用的法向力使钢珠产生沿轴滚动及滑动的趋势。为了实现该装置的反向自 锁，内锥形套锥面斜度角必须满足以下两个条件： (1)淬火钢珠相对轴滚动自锁； (2)淬火钢珠相对轴滑动自锁。 下面以淬火钢珠为研究对象，分别就这两方面进行受力分析。 右图淬火钢珠的临界自锁状态受力图。 图中： N——轴对淬火钢珠的法向反作用力； P——外力导致内锥形套通过B点作用于淬火钢珠的法向力；

轴向锁紧装置设计报告

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22 Ta ——轴面作用于淬火钢珠的最大静摩擦力； Tb ——内锥形套作用于淬火钢珠的最大静摩擦力； f1—— 轴面与淬火钢珠间的静摩擦系数； f2—— 内锥形套锥面与淬火钢珠问的静摩擦系数； R —— 淬火钢珠的半径。 淬火钢珠相对轴临界滚动自锁状态时，必有： 0=∑A M () ''cos 1sin φφ+??-??=∑ R T R P M B A 故： 0)cos 1(sin ' '=+??-??φφR T R P B 图1内锥套结构图 将P f T B ?=2代入上式，整理得： 2 '2f tg =??? ??φ 整理上式，可得滚动自锁角为： 2'2arctgf =φ 可知，淬火钢珠相对轴滚动自锁条件为： 'φφ≤ 即 22arctgf ≤φ 又有0=∑x F A B x T T P F -?-?=∑' 'cos sin φφ 所以()10cos sin ''---=-?-?A B T T P φφ 因为() ()() 4sin cos 32''21---?+?=-----------?=-----------?=φφB B A T P N P f T N f T 将式(2)、(3)，(4)代人式(1)，整理可得()()0cos sin 1'21'21=?+-??-φφf f f f 图2淬火钢珠的临界自锁状态受力图 则由以上可知，淬火钢珠相对轴滑动自锁条件为：'φφ≤ 即()()[]2121'1/f f f f arctg ?-+≤φ

22 综合上述受力分析的结果，可得反向自锁式轴向锁紧装置实现反向自锁的条件为： {()()[]}()51/,2m in 21212----?-+≤f f f f arctg arctgf φ 材料45钢 查得：15.015.021==f f ，得 06.17≤φ故 15=φ （实际应中，为保证装置反向自锁的可靠性及结构的紧凑性，φ值的选择应比式(5)所求得的值小2～3°为宜。） 有一点需说明，上述受力分析过程中，不需要考虑弹簧反力对钢珠的作用，其值亦与自锁角大小无关。 3、设计结果 1）外套与内锥形套间，内套与拉帽间均为过盈配合、压力装配； 2）外套与内锥形套端面比内套端面略微突出； 3）内套孔径D2比锁紧轴直径略大，均布钢珠（3—4颗)的最小公共内切圆直径D1 比锁紧轴直径略小； 4） 4）内锥形套圆柱面内孔直径比均布钢珠的最小公共外切圆直径略小，并与其内套配合面呈间隙配合； 5）圆柱螺旋压缩弹簧保证淬火钢珠与内锥形套内锥面有效接触，且操作灵活。 图三光轴快速锁紧装置三维剖分图 1-拉帽；2-内套；3-外套；4-内锥形套；5-钢珠；6-弹簧

方案(轴向快速锁紧装置)

专业班级机制本11-04 设计方案报告总 5 页第页编号： 产品名称 光轴快速锁 紧装置 生产纲领件/年 学生姓名程彦娜、丰利、杨振玲、曾春艳、祁鹏 飞、沈建成零件名称生产批量件/月 1、设计概述 轴向锁紧装置在光、电缆生产设备及其他多种行业的生产设备中广泛应用。 传统的轴向锁紧装置以螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置和销套锁紧装置最为常见： 螺母锁紧装置：轴端螺纹往往设计得比较长，而螺距又比较小，已造成装拆效率低或造成裸露过 长而强度不高的细螺纹的局部损伤。 。紧定螺钉套锁紧装置：为了确保锁紧的可靠性，只有增加螺钉的旋紧力，这样，既增 加了拆卸难度，又增加了轴面损伤、螺钉及套螺孔螺纹损坏的可能。 销套锁紧装置：靠套内弹性定位锁销入轴上锁孔而定位的轴向锁紧装置；特点是可靠性高，但轴向 调整连续性差。 综上所述，传统的轴向锁紧装置不太适于频繁拆装或轴向调整，且有的锁紧可靠性不高。 为此我们要探究制造一种适于频繁拆装或轴向调整，且锁紧可靠性颇高的轴向锁紧装置，更好地服务应用于各行各业中的生产设备。

2、设计思路和方案 力学中有一类现象称为“自锁现象”，当自锁条件满足时，外力越大，物体保持静止的能力越强．人们利用自锁现象的力学原理开发出了各种各样的机械工具，这些工具广泛应用于工农业生产中；在日常生活中利用这一原理的现象也随处可见。 依此现象我们设计了一种光杆轴向快速锁紧装置，它的核心部件是内锥形套，其内锥面斜度角的合理选择是该装置可靠性(即反向自锁性)的首要保障，下图为内锥形套结构图。 当轴向外力作用在该装置外套及内锥形套外端面时，内锥形套通过锥面与淬火钢珠 接触点作用的法向力使钢珠产生沿轴滚动及滑动的趋势。为了实现该装置的反向自 锁，内锥形套锥面斜度角必须满足以下两个条件： (1)淬火钢珠相对轴滚动自锁； (2)淬火钢珠相对轴滑动自锁。 下面以淬火钢珠为研究对象，分别就这两方面进行受力分析。 右图淬火钢珠的临界自锁状态受力图。 图中： N——轴对淬火钢珠的法向反作用力； P——外力导致内锥形套通过B点作用于淬火钢珠的法向力；

河南理工大学轴向锁紧装置四大方案

专业班级 学生姓名
机制 10-5 第一组 赵杰 宋健 刘强强 张阳生 黄小康 李鹏欣 梁国平 张军伟
总
6 页
第 1 页 快速锁紧装置
编号： 生产纲领 生产批量 件/年 件/月
设计方案报告
产品名称 零件名称
1、设计概述 轴向锁紧装置在生活中广泛应用，尤其在光、电缆生产设配及其他多种行业中非常重要。然而传统的锁紧装置总是存在着 着好多问题。 例如： （1） 螺母锁紧装置 (2) 紧定螺钉套锁紧装置 （3） 销套锁紧装置
（1） 螺母锁紧装置： 轴端螺纹往往设计的比较长，螺距有比较小，已造成装拆效率低或裸露过长，而强度不高的细螺纹的局部损伤。 (2) 紧定螺钉套锁紧装置：为了确保的锁紧的可靠性，只有增加螺钉的旋紧力，这样既增加了拆卸难度，又增加了轴面损伤、螺钉及
套螺孔螺纹损伤的可能。
（3） 销套锁紧装置：靠套内弹性定位锁销入轴上锁孔(槽)而定位的轴向锁紧装置。其特点是可靠性高，但轴向调整连续性差。
螺母锁紧装置
紧定螺钉套锁紧装置
销套锁紧装置
由于传统的轴向锁紧装置不适合于频繁拆装或轴向调整，况且有的锁紧装置可靠性不高。严重影响了生产和应用，为此我
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们在老师的指导，各方面查找资料，探究设计了一种适合于频繁拆装和轴向调整且锁紧可靠性比较高的光轴轴向锁紧装置，为 生产、生活中应用更好的提供方便。 2、设计思路和方案 我们利用力学知识中的“自锁现象” 。当机构满足自锁条件时，无论外力怎么大，机构越缩越紧。机械离不开力学，好多 机械产品都利用了力学知识。 光杆快速锁紧装置 核心部件有内锥形套，其内锥面斜度角的合理选择是该装置可靠性
(即反向自锁性)的首要保障，右图为内锥形套结构图。下图为（左）使用在零件上示意图、 （右）装配示意图。
1.驱动轴
2.盘具
3.锁紧套
4.光轴
1-外套
2-内锥形套
4-内套
5-弹簧 6-拉帽
当轴向外力作用在装置外套及内锥形套外端面时，内锥形套通过锥面与淬火钢球接触点作用的法向力使钢球产生沿轴滚
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轴向锁紧装置设计报告

专业班级 团队成员
总 4 页 第 页 编号：
设计方案报告 光轴快速锁
产品名称
生产纲领
紧装置
件/年
零件名称
生产批量
件/月
1、设计概述
轴向锁紧装置在光、电缆生产设备及其他多种行业的生产设备中广泛应用。 传统的轴向锁紧装置以螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置和销套锁紧装置最为常见： 1、螺母锁紧装置：轴端螺纹往往设计得比较长，而螺距又比较小，已造成装拆效率低或造成裸露过长而强度不高的细螺纹的局 部损伤。 2、紧定螺钉套锁紧装置：为了确保锁紧的可靠性，只有增加螺钉的旋紧力，这样，既增加了拆卸难度，又增加了轴面损伤、螺 钉及套螺孔螺纹损坏的可能。 3、销套锁紧装置：靠套内弹性定位锁销入轴上锁孔而定位的轴向锁紧装置；特点是可靠性高，但轴向调整连续性差。 综上所述，传统的轴向锁紧装置不太适于频繁拆装或轴向调整，且有的锁紧可靠性不高。为此我们要探究制造一种适于频繁拆装 或轴向调整，且锁紧可靠性颇高的轴向锁紧装置，更好地服务应用于各行各业中的生产设备。
2、设计思路和方案
力学中有一类现象称为“自锁现象”，当自锁条件满足时，外力越大，物体保持静止的能力越强．人们利用自锁现象的力学原理 开发出了各种各样的机械工具，这些工具广泛应用于工农业生产中；在日常生活中利用这一原理的现象也随处可见。
依此现象我们设计了一种光杆轴向快速锁紧装置，它的核心部件是内锥形套，其内锥面斜度角的合理选择是该装置可靠性(即反 向自锁性)的首要保障，图 1 为内锥形套结构图。
当轴向外力作用在该装置外套及内锥形套外端面时，内锥形套通过锥面与淬火钢珠接触点作用的法向力使钢珠产生沿轴滚动及滑 动的趋势。为了实现该装置的反向自锁，内锥形套锥面斜度角必须满足以下两个条件：
(1)淬火钢珠相对轴滚动自锁； (2)淬火钢珠相对轴滑动自锁。 下面以淬火钢珠为研究对象，分别就这两方面进行受力分析。
图二淬火钢珠的临界自锁状态受力图。 图中：N——轴对淬火钢珠的法向反作用力；
P——外力导致内锥形套通过 B 点作用于淬火钢珠的法向力； Ta——轴面作用于淬火钢珠的最大静摩擦力；

楔形锁紧装置的研制_曹义信

楔形锁紧装置的研制 曹义信　宋立存 (南京电子技术研究所　210013) 【摘要】　本文介绍了应用于L RM(现场可更换模块)的楔形锁紧装置的研制背景、原理、结构组成及在工程中的应用。 关键词　楔形锁紧装置　LRM　热阻 The Design on Wedge Lock 【Abstract】　T his paper introduces the background of desig ning of the wedge lock that used in L RM(Line Re-placeable M odular),and also discusses its principle and structure types and applications in projects. Key Words　Wedge lock　LRM(Line Replaceable Modular)　Therm al resistance 1　前　言 随着科学技术的不断进步,超大规模集成电路的发展和集成电路的普及,使得过去功能单一、体积庞大、独立应用的模拟电路和分立元件被高集成度、体积小而功能众多、资源共享的模块化结构所代替。在电子设备设计中,传统的自下而上的设计方法被现在自上而下的顶层设计思想所代替,即用标准化、模块化的思想,提出了现场可更换模块(LRM)的概念,并得到普及。每一模块具有独立的功能,外形尺寸统一,减少了尺寸的复杂多样性。在维护上,可以在现场将模块取出,换上另一标准模块,系统可立即恢复工作,换下的模块送到指定地点进行维修。电子设备处于恶劣的振动、冲击环境下,尤其是军用电子设备所处的环境条件更为苛刻。所以模块必须用一定的机械装置固定在机箱插槽中,不得晃动、窜动,同时尽量减小模块与机箱壁间的接触热阻。我们决定采用楔形锁紧装置来实现上述功能,并开展研制。图1为装有LRU的机箱及装有楔形锁紧装置的印制板插件。 2　原　理 根据实际应用,研制了两种类型的楔形锁紧装置(三节式锁紧装置和五节式锁紧装置),如图2和图3所示。每种形式根据模块的外形不同, 有不同 图1　装有LRU的机箱及装有楔形锁紧装置的印制板插件 的尺寸系列。三节式和五节式的原理相同,以三节式为例:顺时针旋动螺杆,由于滑座固定在模块(插件或印制板)上,使得滑块沿滑座的斜面移动,直至贴紧另一侧的插槽壁,这样便实现了锁紧的作用;反之,两滑块在簧片的作用下,恢复到原来位置。 3　机构分析 (1)　滑座为锁紧装置与模块的连接体,螺杆与后滑块的螺纹啮合是引起滑块位移的机械形式。若不采用锁紧螺母,则会发生因振动或逆时针旋动螺杆松开楔形锁紧装置时,螺杆逆时针旋动过大的位移导致后滑块掉入机箱中。采用锁紧螺母则是为了防止这一故障的发生并可控制楔形锁紧装置的最大位移。 总第90期　第2期　2001年4月 电子机械工程 Electro-Mechanical Engineering To tal N o.90　N o.2 Apr.2001 收稿日期　2000-07-15

楔形锁紧装置螺纹锁死故障分析及改进

科学技术创新2019.23 航空机载电子设备经常工作在高冲击、高振动的恶劣环境中，为防止功能模块与机箱间的碰撞冲击，保证模块的工作可靠性，减小模块与机箱壁之间的接触热阻以及满足模块灵活拆卸的功能需求，通常采用楔形锁紧装置将其固定在机箱的插槽中[1-2]。但在实际应用中，楔形锁紧装置时常发生楔块和螺杆锁死的现象，这对计算机功能模块的拆装及维护造成极大的不便。 为了解决螺纹锁死问题，李梦启[3]通过改变螺纹副安装位置，避免冲击载荷导致螺纹副变形，优化螺母的螺纹尺寸提高螺纹副抗冲击能力，量化不锈钢螺纹硬化镀层厚度和锁紧扭矩，得出了改进方案。 本文通过故障现象，分析了螺纹锁死的失效机理，从材料选取、加工工艺及使用过程三个方面提出了改进措施，进行了试验验证，为楔形锁紧装置螺纹锁死故障的解决提供参考。 1工作原理及故障现象 1.1工作原理 某型号锁紧装置的结构如图1所示，工作时，固定座与机箱铆接固联，旋转螺杆，螺杆与楔块4之间的螺纹副使得楔块2和楔块3沿着固定座和楔块1的斜面爬升，利用楔块的爬升高度来补偿模块与机箱安装槽之间的间隙，从而实现功能模块在插槽中的锁紧。其中簧片的作用是拆卸模块时推动楔块回弹，减小抽插模块时楔块与锁紧装置之间的摩擦力，防止模块壳体表面膜层划伤。 (1)楔块1(2)楔块2(3)固定座(4)簧片(5)楔块3(6)楔块4(7)自锁螺母(8)螺杆 图1某型号锁紧装置结构示意图 1.2故障现象 该型号锁紧装置在使用过程中经常出现楔块4与螺杆的锁死现象。出现锁死现象时，螺杆无法正常转动，导致模块不能正常拆卸，需要暴力反复拧紧和松开锁紧装置直至螺杆断裂，才能将模块顺利拆出，模块拆出后，需拆下故障锁紧装置，更换新的锁紧装置。该故障不会影响模块的功能和性能，但严重影响功能模块的维护与维修效率。 2失效原因分析及改进措施 2.1失效原因分析 针对此次楔形锁紧装置锁死问题，对同批次已出现故障的螺杆及楔块4的螺纹啮合部位和标准螺纹表面在50倍显微镜下观察如图2所示，发现同批螺杆上的螺纹槽表面质量较差，螺纹不光滑，并存有点状多余物。再将螺杆与楔块4组装进行螺纹旋合试验，发现螺纹有间断的阻塞现象。经观察剖解的锁死故障件，内外螺纹配合紧密，无旋合间隙。标准件螺钉螺纹表面均匀，牙型光滑圆润、干净，无残存多余物。 （a）故障螺杆表面显微照片（b）故障楔块表面显微照片（c）标准间螺纹表面显微照片图2同批次故障螺杆、楔块及标准件螺钉螺纹表面显微照片 由此可得出，该锁死故障是由螺纹槽内的多余物引起的。经分析，引起螺纹槽产生多余物的原因有结构设计、材料选取、加工过程及使用过程四个方面。其中结构设计方面，该批次锁紧装置采用M3-6H的内螺纹和M3-6g的外螺纹配合，螺纹间隙合理，结构设计无问题。因此，需从材料选取、加工过程及使用过程三个方面出改进措施。 2.2改进措施 2.2.1材料选取 该批次故障螺杆及楔块的材料均采用不锈钢（0Cr17Ni4Cu4Nb），在转动螺杆时，螺纹副部位会发生黏着磨损，最终在螺纹槽内出现材料迁移。不同材料之间黏着磨损发生材料断裂的临界值不一，通常冶金相容性大的材料易发生黏着磨损，因此尽量避免选用同种金属组成摩擦副并且选用临界值较高的配合[4]。典型的几种摩擦副临界压力参见图3[5]，对比相同磨痕直径下试验件所受的载荷大小的关系，可得到在一定的载荷范围内，钢与黄铜的摩痕直径整体上相对较小，可作为受力的螺纹副。综合考虑楔形锁紧装置各个零件的工作状态、经济性及材料的加工性能，螺杆的材料选择钢，楔块4选择黄铜。 2.2.2加工工艺改进 对于楔块4，如果先加工螺纹孔后加工台阶孔，则容易产生多余物，从而导致锁紧条锁死，经核查该批次楔块的加工工艺，其中明确规定先沉台阶孔后攻丝，工艺顺序合理。因此，可以确定，螺纹槽间的多余物是由于加工后未清理干净引起的。 为减少螺纹槽间的多余物，在楔块4和螺杆的加工工艺中要求螺纹加工方法分别为挤压攻丝和搓丝，提高螺纹加工精度， 楔形锁紧装置螺纹锁死故障分析及改进 李文刚王立志刘谦文邓云昌 （中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，陕西西安710068） 摘要：楔形锁紧装置通常用于将机载电子设备的功能模块固定在机箱的插槽中。但使用过程中时常出现楔形锁紧装置螺纹锁死的现象，导致功能模块无法正常拆卸，严重影响功能模块的维护和维修效率。本文分析了楔形锁紧装置螺纹锁死的故障现象和失效机理，提出了改进措施，对改进后的锁紧装置进行了反复拆卸试验、耐久振动试验和使用情况跟踪。试验及使用情况跟踪结果表明材料选取、工艺路线改进及使用过程改进合理，可以解决现有楔形锁紧装置锁死问题。 关键词：楔形锁紧装置；螺纹锁死；失效分析；试验 中图分类号:V261.2文献标识码:A文章编号:2096-4390(2019) 23-0146-02 146 --

【2017年整理】光轴快速锁紧装置工程训练报告

【2017年整理】光轴快速锁紧装置工程训练报告总 1 页第 1 页编号: 机制本12-2班专业班级 光轴轴向快产品名称生产纲领件/年设计方案报告速锁紧装置唐广耀～吴中华～胡二娟～娄慧广～徐学生姓名成功～王团锋～王鸿亮～张保雲零件名称锁紧套生产批量件/月 1,设计概述 轴向锁紧装置在光、电缆生产设备及其他多种行业的生产设备中广泛应用。传统的轴向锁紧装置以螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置和销套锁紧装置最为常见。但传统设计装置存在不少不足之处，为提高轴向锁紧的精密性与可靠性，并且操作方便，现设计一光轴轴向快速锁紧装置来提高锁紧效率。 2,设计思路和方案 1) 掌握光轴轴向快速锁紧装置结构特点和工作原理; 2) 熟悉光轴轴向快速锁紧装置锁紧套的结构:外套、内锥形套、淬火钢珠、内套、弹簧、拉帽; 3) 根据技术要求初步提出设计方案并对其分析评价，选出最佳方案; 4) 根据设计方案进行原理性设计，利用机构的自锁性进行受力分析并加以校核; 5) 依据设计方案绘制零件图及装配图; 6) 绘制零件三维图，进行模拟仿真; 7) 选择合适材料，根据设计图纸加工制造出各个零件; 8) 对加工的零件进行组装校核。 3、设计结果 1) 满足技术和工艺要求; 2) 操作简单、便捷，工作效率高。 4,总结和体会

此锁紧装置能够实现轴向快速锁紧，操作简单方便、效率高，满足多方面性能要求。与传统锁紧装置相比，精度和自锁性能较好，但加工成本较高。 专业班级机制本12-2班总2 页第1 页编号: 工程管理报告 光轴轴向 产品名称快速锁紧生产纲领件/年唐广耀～吴中华～胡二娟～娄慧广～徐成功～王团锋～装置学生姓名王鸿亮～张保雲零件名称锁紧套生产批量件/月 一、单件生产 1、生产过程组织:(1)生产过程的空间组织:采用工艺原则，在零件加工中，将各个车间合理的利用起来，指定小组成员在同样的车床上完成指定的零件加工。(2)生产过程的时间组织:采用平行顺序移动方式。首先组织不同的人加工不同的零件，然后根据工艺图在加工过程中进行试装，最后将全部零件加工完成以后进行总体装配。 2、人力资源配置:(1)方案设计:以唐广耀为组长，全体成员合理分工，方案设计由王团锋，徐成功两位同学完成; (2)零件加工由唐广耀，王团锋等八位同学完成; (3)报告由王鸿亮，张保雲等同学完成; 3、生产进度计划与控制 (1)生产进度计划 第9-10周:先进制造技术任务安排、学生分组要求，设计方案审核。 第11周:设计图纸审核、确定加工材料 第12-17周:工程管理课程讲解、零件加工制作、锁紧机构装配等 第18周:四大设计报告提交、分组答辩 (2)进度控制

轴向锁紧装置设计报告

轴向锁紧装置设计 报告 1 2020年4月19日

2 2020年4月19日 专业班级 设计方案报告 总 4 页 第 页 编号： 产品名称 光轴快速锁 紧装置 生产纲领 件/年 团队成员 零件名称 生产批量 件/月 1、设计概述 轴向锁紧装置在光、电缆生产设备及其它多种行业的生产设备中广泛应用。 传统的轴向锁紧装置以螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置和销套锁紧装置最为常见： 1、螺母锁紧装置：轴端螺纹往往设计得比较长，而螺距又比较小，已造成装拆效率低或造成裸露过长而强度不高的细螺纹的局部损伤。 2、紧定螺钉套锁紧装置：为了确保锁紧的可靠性，只有增加螺钉的旋紧力，这样，既增加了拆卸难度，又增加了轴面损伤、螺钉及套螺孔螺纹损坏的可能。 3、销套锁紧装置：靠套内弹性定位锁销入轴上锁孔而定位的轴向锁紧装置；特点是可靠性高，但轴向调整连续性差。 综上所述，传统的轴向锁紧装置不太适于频繁拆装或轴向调整，且有的锁紧可靠性不高。为此我们要探究制造一种适于频繁拆装或轴向调整，且锁紧可靠性颇高的轴向锁紧装置，更好地服务应用于各行各业中的生产设备。 2、设计思路和方案 力学中有一类现象称为“自锁现象”，当自锁条件满足时，外力越大，物体保持静止的能力越强．人们利用自锁现象的力学原理开发出了各种各样的机械工具，这些工具广泛应用于工农业生产中；在日常生活中利用这一原理的现象也随处可见。 依此现象我们设计了一种光杆轴向快速锁紧装置，它的核心部件是内锥形套，其内锥面斜度角的合理选择是该装置可靠性(即反向自锁性)的首要保障，图1为内锥形套结构图。 当轴向外力作用在该装置外套及内锥形套外端面时，内锥形套经过锥面与淬火钢珠接触点作用的法向力使钢珠产生沿轴滚动及滑动的趋势。为了实现该装置的反向自锁，内锥形套锥面斜度角必须满足以下两个条件： (1)淬火钢珠相对轴滚动自锁； (2)淬火钢珠相对轴滑动自锁。 下面以淬火钢珠为研究对象，分别就这两方面进行受力分析。 图二淬火钢珠的临界自锁状态受力图。 图中：N ——轴对淬火钢珠的法向反作用力； P ——外力导致内锥形套经过B 点作用于淬火钢珠的法向力； Ta ——轴面作用于淬火钢珠的最大静摩擦力； Tb ——内锥形套作用于淬火钢珠的最大静摩擦力；

先进制造轴向锁紧装置

先进制造轴向锁紧装置 总 1 页第 1 页编号: 专业班级 光轴轴向快产品名称生产纲领件/年设计方案报告速锁紧装置学生姓名 零件名称锁紧套生产批量件/月 1、设计概述 轴向锁紧装置在光、电缆生产设备及其他多种行业的生产设备中广泛应用。传统的轴向锁紧装置以螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置和销套锁紧装置最为常见。但传统设计装置在装拆和轴向调整连续性上存在一些不足之处，为提高轴向锁紧的准确性与可靠性，并且操作方便，现设计一光轴轴向快速锁紧装置来提高锁紧效率。 2、设计思路和方案 自锁是机械中常用的原理，以下两种方案应用曲线自锁及斜面自锁实现轴向快速锁紧。 方案一:偏心曲线光轴快速锁紧装置三维图(如左图)

此装置通过偏心曲线自锁原理实现相应功能，零件1(如图)上有 偏心曲线，可在5(轴套)上转动，零件3固定在5上，上有导槽，滑 滑块4安装在3的导槽内，并通过销轴与1、4安装在一起，并且滑块 的圆弧边上装有摩擦系数大的柔性材料。 工作过程如下:搬动手柄2，使1在5上转动，同时通过销轴带动3导槽内的滑块径向 运动将轴抱死，又因偏心曲线有自锁功能从而当不施加力时也能保持锁紧状态。设计难点:偏心曲线的设计 方案二:光轴快速锁紧装置三维剖分图(如左图) 自锁是机械中常用的原理，而此轴向快速锁紧装置就是应用自锁原理，通过钢珠在内锥套及轴间形成自锁快速完成轴向锁紧功能 工作过程:轴向锁紧物件时，将该装置内锥形套2端套在轴上，直接向内推动外套1，即可使整个装置沿轴移动，直至压紧物件为止。整个移动过程中，在轴

上任一位置反向拉外套，都不能使该装置产生反向移动。拆卸时，左手握住内套，右手向外拉环形拉帽6，即可解除反向自锁，轻松地使整个装置反向移动。光轴快速锁紧装置操作简单，便捷。设计难点: 1、内锥套锥角计算使锥角满足钢珠相对轴滚动自锁及相对轴滑动自锁。 2、各处配合的确定，如间隙配合、过盈配合，以确保装置实现相应功能。 3、设计结果 (1)、内锥套锥角设计 下图为内锥形套结构图。右图淬火钢珠的临界自锁状态受力图。图中: N——轴对淬火钢珠的法向反作用力; P——外力导致内锥形套通过B点作用于淬火钢珠的法向力; TA——轴面作用于淬火钢珠的最大静摩擦力; TB ——内锥形套作用于淬火钢珠的最大静摩擦力。 f1——轴面与淬火钢珠间的静摩擦系数;f2——内锥形套锥面与淬火钢珠问的静摩擦系数; R——淬火钢珠的半径。淬火钢珠相对轴临界滚动自锁状态时，必有: 淬火钢珠相对轴临界滑动自锁状态时，必有: ''''F,P,sin,,T,cos,,TM,0F,0M,P,R,sin,,T,R,，，1，cos, ,xBA,,,AxAB

轴向锁紧装置的设计方案报告

专业班级 学生姓名
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编号： 生产纲领 生产批量 件/年 件/月
设计方案报告
产品名称 零件名称
光轴轴向快 速锁紧装置 锁紧套
1、
设计概述
轴向锁紧装置在光、电缆生产设备及其他多种行业的生产设备中广泛应用。传统的轴向锁紧装置以螺母锁紧装置、紧定螺钉套锁紧装置和 销套锁紧装置最为常见。但传统设计装置在装拆和轴向调整连续性上存在一些不足之处，为提高轴向锁紧的准确性与可靠性，并且操作方便， 现设计一光轴轴向快速锁紧装置来提高锁紧效率。
2、
设计思路和方案
⑴ ：掌握光轴轴向快速锁紧装置结构特点和工作原理； ⑵ ：熟悉光轴轴向快速锁紧装置锁紧套的结构:外套、内锥形套、淬火钢珠、内套、弹簧、拉帽； ⑶ ：根据技术要求初步提出设计方案并对其分析评价，选出最佳方案； ⑷ ：根据设计方案进行原理性设计，利用机构的自锁性进行受力分析并加以校核； ⑸ ：依据设计方案绘制零件图及装配图； ⑹ ：绘制零件三维图，进行模拟仿真； ⑺ 选择合适材料，根据设计图纸加工制造出各个零件； : ⑻ ：对加工的零件进行组装校核。
3、设计结果
⑴ ：满足技术、工艺及课程要求； ⑵ ：操作简单、便捷，工作效率高；
3、
总结和体会
此锁紧装置能够实现轴向快速锁紧，操作简单方便、效率高，满足多方面性能要求。与传统锁紧装置相比，精度和 自锁性能较好，但加工成本较高。

专业班级
机制
总
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编号： 生 产 纲 领 生 产 批 量 1 备注
件/年
学生姓名 1、材料成本分析 材料 Q235 毛坯种类 板材 毛坯外形尺寸
成本分析报告
Ф 45×60
每毛坯可制作件数
产 品 名 称 零 件 名 称 1
光轴轴向快速锁 紧装置 内锥形套
件/月
每台件数
毛坯为板材每吨 4500 元，锁紧套用料 240g 成本为 1.08 元 2、人工费和制造费分析 序号 1 工序 名称 粗车 工 工序内容 机 动 时 间 7 0.5 5 5 0.5 5 0.5 时（min） 辅 助 时 间 3 0.5 终 准 时 间 3 1 3 2 1 1 1 工序成本分析 车床加工， 机床费用为每小时 40 元。 本工序加工时间为 13min， 费用为 9 元。 工人工时费每日工作 8 小时 40 元，本道工序 1.08 元。共 10.08 元 车床加工，机床费用为每小时 40 元。本工序加工时间为 2min，费用为 1.34 元。工人工时费每日工作 8 小时 40 元，本道工序 0.166 元。共 1.506 元 车床加工，机床费用为每小时 40 元。本工序加工时间为 10min，费用为 6.7 元。工人工时费每日工作 8 小时 40 元，本道工序 0.83 元。共 7.53 元 车床加工，机床费用为每小时 40 元。本工序加工时间为 10min，费用为 6.7 元。工人工时费每日工作 8 小时 40 元，本道工序 0.83 元。共 7.53 元 车床加工，机床费用为每小时 40 元。本工序加工时间为 2min，费用为 1.34 元。工人工时费每日工作 8 小时 40 元，本道工序 0.166 元。共 1.506 元 车床加工，机床费用为每小时 40 元。本工序加工时间为 8min，费用为 5.36 元。工人工时费每日工作 8 小时 40 元，本道工序 0.664 元。共 6.024 元 车床加工，机床费用为每小时 40 元。本工序加工时间为 2min，费用为 1.34 元。工人工时费每日工作 8 小时 40 元，本道工序 0.166 元。共 1.506 元
粗车Ф 43 外圆 精车Ф 42.02 外圆 钻Ф 34 的孔 粗镗Ф 34.5 的孔 精镗Ф 35 的孔 粗镗 15°锥面 粗镗 15°锥面
2 3 4 5 6 7
精车 钻孔 粗镗 精镗 粗镗 锥面 粗镗 锥面
2
3 0.5 2 0.5
3、总成本： 10.08＋1.506＋7.53＋7.53＋1.506＋6.024＋1.506=35.682（元）