轴向快速锁紧装置设计PPT课件

8种锁紧与释放机械设计原理，开拓你的机械设计灵感加我进交流群工具教程资料在机械设计和产品设计中，我们会经常碰到需要设计锁扣结构，有时还要求设计的锁扣能够解锁，这就涉及到了机械原理的运用。

今天分享8种巧妙的锁扣设计原理，这8种锁扣都是可以解锁的，不是死锁扣。

凸轮锁紧销结构如上图所示，是一种凸轮结合锁紧销形成的一种锁扣结构。

其设计原理包含一个凸轮特征、一个锁紧销、一个弹簧、一个手柄。

需要注意的是锁紧销的端部要做成圆弧状，这样方便实现锁扣的锁紧位置移动。

对称锁扣结构对称锁扣结构的锁紧杆和扳紧杆是一样的，形状和结构一样，其分别布局在机架两边，通过弹簧连接，需要注意的是锁紧杆和扳紧杆配合的位置需要做成圆弧，方便滑动。

这种结构有一个特点是扳紧杆既可以做锁紧杆也可以做扳紧杆，锁紧杆既可以做扳紧杆也可以做锁紧杆。

阶梯对称锁扣结构阶梯对称锁扣结构是在第二种结构基础上演变而来的，即将锁紧杆和扳紧杆的配合圆弧面做成阶梯状，没有了配合面的圆弧结构。

这种机构也是有机架固定，其阶梯配合面可以实现有几个不同的锁紧位置可选择。

L型锁紧结构L型锁紧机构的锁紧杆是L型的，其由机架、扳紧杆、锁紧杆、挡块、锁紧弹簧等组成。

锁紧的实现是通过弹簧力将锁紧杆和扳紧杆扣合。

锁紧的位置可以通过设置不同的缺口而实现不同的锁紧位置。

上图的锁紧缺口是设置在扳紧杆的一端。

锁栓+扳紧杆结构锁栓扳紧杆结构的特点是由锁栓代替了原来的锁紧杆，即锁紧杆缩短了很多，直接组装在扳紧杆上。

此种机构有机架、扳紧弹簧、扭簧、扳紧杆、锁栓等组成。

扳开锁栓时，扳紧杆可以靠自重下降工作。

此种机构的特点是锁栓固定在扳紧杆上。

旋转锁紧结构旋转锁紧结构的扳紧件的运动是一个圆周运动，没有了锁紧杆，机架上开有导槽，扳紧杆上装有扳紧销，扳紧销在机架上的导槽内运动，其运动形式是先轴向推动，再径向转动，结合弹簧的弹力实现扳紧销紧紧的卡在机架上的导槽内。

滑块锁紧结构滑块锁紧结构中，扳紧杆演变成了一个滑块，通过滑块在导轨上滑动来实现锁紧与松开的动作。

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；⑸：依据设计方案绘制零件图及装配图；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。

方案：1.初步方案：（1）灵感来源于调节衣服帽子松紧的装置。

（2）灵感来源于自行车上的车座高度调节装置。

2.最终方案：光轴快速锁紧装置。

3.结构:外套、内锥形套、淬火钢珠、内套、弹簧、拉帽。

工作原理：轴向锁紧物件时，将该装置内锥形套端套在轴上，直接向内推动外套，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，食指、拇指握住外套，中指向外勾出环形拉帽，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。

具体分析：(1)光轴快速锁紧装置反向自锁条件受力分析 : 光轴快速锁紧装置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，如图（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。

四大报告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。

本次设计选用四颗钢珠均布方案。

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32mm，有效圈数为10圈，长度为40mm，簧丝直径为2mm。

4、总结和体会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，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。

但在某些方面稍有逊色不足之处，加工成本较高，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。