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转动件不松脱且能灵活转动设计-机械结构

论文-工业论文

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摘要：机械部件中，有些场合需要使用转动件或摆动件，这一类

型的转动件要求灵活转动且被一个螺栓稳定紧固，不因转动而脱出。

但如果单凭一个螺栓锁定，则螺栓锁得紧，转动件被螺栓压住难以转

动，螺栓锁得松能确保转动件转动灵活，但时间一长，螺栓和转动件

的锁紧面轴向距离越来越大，直到机构失效甚至螺栓脱出。作者在长

期的工作中针对此问题作了一些思考并总结出以下几种机械机构：采

用锁紧螺栓结合带法兰面圆筒件或抵紧螺栓或螺母、锁紧螺栓再加工

台阶螺栓、子母螺栓、点焊销轴等方法，确保转动件能够长期灵活运

转且不脱出。

关键词：灵活转动；一个螺栓稳定紧固；带法兰面圆筒件；台阶

螺栓；子母螺栓

在一些应用场合，需要用到被一个螺栓稳定紧固而且可灵活转动

的零件，此时螺栓锁得紧，零件被螺栓压住难以转动，螺栓锁得松使

得转动件转动灵活，但时间一长，螺栓和零件之间的间隙越来越大直

到机构失效甚至螺栓脱出。在实际应用中，螺栓锁紧面和转动件的间

隙一般控制在0.05～0.2mm，转动件的内孔比螺栓的外径大出约0.1～

0.2mm；现以一种鞋机中夹紧鞋帮而后下拉的机械结构为例，来探讨

说明被螺栓稳定紧固的前提下能灵活转动的几种常用机械机构。

第一种：将大螺栓沿轴向居中钻孔，然后切下大螺栓末端部分，

末端部分上有3～4圈螺纹，选用长度比切后的大螺栓稍长而外径稍

小于钻孔内径的小螺栓穿过已经钻出的孔，再和被切下的末端部分同

轴焊固（焊接过程中可用夹具确保两者同轴）；将此加工后的子母螺

栓穿过转动件后再旋进不动件的内螺纹孔中，旋转大螺栓使其和转动

件之间留下小间隙，此时转动件可自由转动，然后反转小螺栓使大螺

栓受压而被紧固。子母螺栓旋入不动件的深度可自由调节且能多次装

拆。该方法适用于不动件较厚，螺纹孔较大且不动件上内螺纹孔没有

穿透不动件的情况。子母螺栓系本人首创，实践验证过确实有效，如

大批量制作可降低个体成本，有很好的推广应用前景。

第二种：在螺栓和转动件的内光孔之间置入一带法兰面的圆筒件，

该圆筒件轴向长度比转动件的内光孔厚度大一点，该圆筒件分别和转

动件内光孔、螺栓存在间隙配合，间隙约0.05mm，该圆筒件的内圆

筒板和外圆筒面表面粗糙度≤1.6，螺栓逼紧圆筒件法兰面并完全锁紧

在不动件上但无碍转动件的自由转动。

第三种：采用外购的螺栓，车制出圆台阶，该台阶的长度稍大于

转动件的厚度，台阶的直径稍小于转动件的内光孔的直径，再在螺栓

的尾端车制出螺纹，螺栓完全锁紧在不动件上。如不动件的内螺纹孔

为M8，可用外购的M12螺栓的头端车制出Φ10，再在螺栓的尾端车

制出M8外螺纹。如果在螺栓和不动件之间加入弹性垫圈可使锁定更

稳固，但螺栓的车制台阶长度要减去弹性垫圈的厚度。

第四种：在不动件上加工出螺纹通孔，螺栓穿过转动件后锁在不

动件上，螺栓和转动件之间留出适当间隙使转动件能够自由转动，然

后在不动件的螺纹通孔的另一端锁进抵紧螺栓，该抵紧螺栓使螺栓受

压不转动。

第五种：适用于固定板较薄的情况，在不动件上钻孔攻丝，做出

内螺纹通孔，螺栓穿过转动件锁进不动件后还有一段螺纹伸出不动件

之外，调节螺栓使其与转动件之间还有一点间隙，用螺母锁紧螺栓，

锁紧螺母紧靠不动件，螺栓处于受拉状态形成预应力，使螺栓不转动。

还可以在较薄的固定件上钻上内径稍大于销轴外径的光孔，销轴穿过

转动件和不动件，调节销轴和转动件留下轴向间隙，在不动件的背面

焊住销轴，此方法适用于装上就不考虑拆卸的情况

参考文献：

[1]（美）帕姆利（Parmley,R.O.）主编,邹平译．机械设计零件与实

用装配图册[M]．：机械工业出版社，2014.11.

[2]何铭新，钱可强主编.同济大学等院校《机械制图》编写组编.

机械制图.：高等教育出版社,2001.04.

[3]施永乐，邹平主编.机械设计手册第二卷第11篇.：机械工业出

版社,2017.12.

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