先进制造轴向锁紧装置.docVIP

专业班级 设计方案报告 总 1 页 第 1 页 编号： 产品名称 光轴轴向快速锁紧装置 生产纲领 件/年 学生姓名 零件名称 锁紧套 生产批量 件/月 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。 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较大的柔性材料。 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： 故： 故： 将代入上式，整理得： 因为： 将式(2)、(3)，(4)代人式(1)，整理可得：整理上式，可得滚动自锁角为 整理上式，即得： 可知，淬火钢珠相对轴滚动自锁条件为： 即 则由前两图可知，淬火钢珠相对轴滑动自锁条件为： 即 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： 材料45# 查得：得，取 （2）、配合关系的确定 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； 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。 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。 总结和体会 对于设计者来说可能设计的方案很好很巧妙，但是如果不能结合现有的加工条件，考虑各方面的加工问题，那么设计出来的东西很可能因为种种原因而无法生产。就像方案一，虽然方案可行，但因为偏心曲线宽度为5mm，并且没有考虑现有铣床及刀具的问题，最终没能把全部零件加工出来，可以说此次设计让我们认识到了很多不足，认识到了经验的严重欠缺。同时我们意识到分工合作的重要性，加工方案一时，我们花了很长时间才加工出部分零件，其中一部分原因就是没有很好的分工，加工第二方案时我们做了详细的计划，一台车床粗加工，另一台一边精加工，两台同时进行另外有人对精加工后零件进行钻孔等处理，只用了半天时间就完成了加工，效率大大提高。 专业班级 成本分析报告 总页 第页