[整理]机械自锁机构创新设计完整

机械工程中的自锁机构设计在机械工程领域中，自锁机构是一种非常重要的设计元素。

它能够确保机械装置在运行过程中的稳定性和安全性。

自锁机构的设计涉及到许多因素，包括材料的选择、结构的设计以及力学原理的应用。

本文将探讨机械工程中的自锁机构设计的一些关键要素。

首先，自锁机构的设计需要考虑材料的选择。

材料的选择对于机械装置的性能和寿命有着重要的影响。

在自锁机构中，常用的材料包括钢、铝和塑料等。

钢材具有高强度和耐磨性，适用于承受高负荷和高速运动的部件。

铝材轻巧且具有良好的导热性，适用于需要减少重量的部件。

塑料材料具有良好的耐腐蚀性和绝缘性能，适用于需要减少噪音和振动的部件。

因此，在自锁机构的设计中，根据具体的应用需求选择合适的材料非常重要。

其次，自锁机构的设计需要考虑结构的设计。

结构的设计涉及到机械装置的形状、尺寸和连接方式等。

在自锁机构中，常见的结构包括螺纹、斜面和齿轮等。

螺纹结构是一种常见的自锁机构，它通过螺纹的斜面摩擦力实现自锁。

斜面结构是一种简单而有效的自锁机构，它通过斜面的倾斜角度实现自锁。

齿轮结构是一种复杂而精密的自锁机构，它通过齿轮的齿数和齿形实现自锁。

因此，在自锁机构的设计中，根据具体的应用需求选择合适的结构非常重要。

最后，自锁机构的设计需要应用力学原理。

力学原理是机械工程中的基础理论，它可以解释和预测机械装置的运动和力学性能。

在自锁机构的设计中，常用的力学原理包括摩擦力、静力学平衡和动力学平衡等。

摩擦力是自锁机构中的重要因素，它可以通过摩擦系数和压力计算得出。

静力学平衡是自锁机构中的基本原理，它可以通过受力分析和力矩平衡计算得出。

动力学平衡是自锁机构中的高级原理，它可以通过加速度和力矩的计算得出。

因此，在自锁机构的设计中，应用适当的力学原理非常重要。

综上所述，机械工程中的自锁机构设计涉及到材料的选择、结构的设计和力学原理的应用等关键要素。

在设计自锁机构时，需要根据具体的应用需求选择合适的材料和结构，并应用适当的力学原理进行计算和分析。

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。

目录机械原理课程设计任务书 (2)课程设计说明 (4)原动机的选择 (6)第一部分机构设计二、夹紧机构尺寸计算 (22)三、进给机构尺寸计算 (23)四、传动机构的选择 (24)五、总体安装尺寸 (26)第三部分计算机调试机构一、凸轮形状，运动调试 (27)二、六杆机构设计程序调试 (33)参考文献 (41)爪53摆动，一、123L=160二、12．创新构思：对完成各工艺动作和工作性能的执行机构的运动方案进行全面构思。

对各可行方案进行运动规律设计、机构型式设计和协调设计。

3．方案拟定：拟定总体方案，进行执行系统、传动系统、原动机的选择和基本参数设计。

4．方案评价：对各行方案进行运动分析、力分析及有关计算、以进行功能、性能评价和技术、经济评价。

5．方案决策：在方案评价的基础上进行方案决策，在可行方案。

确认其总体设计方案，绘制系统运动简图、编写总体方案设计计算机说明书。

三、课程设计要求：1．按工艺动作设计多个组合机构的总体方案，根据评标的运动特性、传力特性、工作可靠性、结构紧凑性和制造经济性等进行分析比较，最后确定一、二个较好的方案，拟定出运动方案示意图。

2．分解工艺动作，根据生产率绘制送料机构、定位机构和进刀机构的运动循环图。

（4号图）3．根据生产率和电机转速，设计传动系统。

4．用图解法对送料机构、定位机构和进刀机构进行运动设计，绘制组合机构的运动简图。

（4号图）5．用计算机辅助设计对送料机构进行运动分析：（1）编制计算流程框图。

（2）根据计算流程框图编制主程序，上机计算及打印结构6．用计算机辅助设计对凸轮机构进行设计，绘出凸轮轮廓和从动件位移曲线7．编写课程设计说明书。

内容包括：设计题目、工艺要求、设计内容、方案选择与比较、各机构类型和运动参数的选择、机构运动设计步骤、设计结构、设计结构、传动系统设计、机构运动分析计算流程框图、主程序及计算结构、凸轮机构设计、参考资料目录和设计小结等。

（20页以上）五、机械原理课程设计题目分配：1.凡学号末位第二位数（即十位数）为ｌ、３的同学作锁梁自动成型机切削机构（即A1～A10）。

福州大学至诚学院科研实践报告题目：机械自锁机构的设计姓名：学号：年级：学院：专业：指导教师：成绩：2011 年12 月14 日摘要自锁现象是力学中的特殊现象，在生活和工业生产当中应用广泛。

了解自锁现象产生的机理和生活中常见自锁现象的实质，对与我们学习进步有很大的帮助。

自锁现象是可以利用自锁原理可以设计一些机巧的机械，但是有利有弊：破坏了自锁条件即可解除不需要的自锁，而且可以利用自锁原理设计的机械能够解决很多实际问题。

通过对力学自锁现象的研究和应用分析，我们可以深入的了解力学中的自锁现象，为自锁现象更为广泛的应用于实际打下理论基础。

关键词:自锁现象；自锁条件；自锁应用引言自锁力学是物理学的一个分支。

自锁是如果作用于物体的主动力的合力Q 的作用线在摩擦角之内，则无论这个力怎样大，总有一个全反力R与之平衡，物体保持静止；反之，如果主动力的合力Q的作用线在磨擦角之外，则无论这个力多么小，物体也不可能保持平衡。

这种与力大小无关而与摩擦角有关的平衡条件称为自锁条件。

物体在这种条件下的平衡现象称之自锁现象。

在如今的生活中，已有很多领域用到自锁机构，并且加以改进做出更适合的。

像可以再零度以下使用的自行车自锁脚踏板、自锁螺母等。

甚至在电气领域里也用到自锁现象的应用。

经过一个学期的学习实践，我对Pro/E的建模、装配以及运动仿真等模块有了一定程度的了解，同时对自锁现象原理有一定的了解，所以设计了一个自锁机构可用于电钻等各种有进给系统回路中，防止不小心碰触开关而存在的隐患。

但还是存在很多不足，在外观上，造型过于粗糙和不完美，机构过于简单，功能还有些欠缺。

这都是需要进一步的改进。

一、自锁机构科技立项与研究的目的、意义机械自锁的意义自锁现象在机械工程中具有十分重要的意义，主要有如下两方面：1)当设计机械时，为能实现预期的运动，必须避免该机械在所需的运动方向发生自锁；2)有些机械的工作原理就是利用了自锁的特性。

自锁机构在生活中的运用：1.螺母自锁：螺母上部有两个狭槽，当螺母在螺栓上拧紧时，螺栓的螺纹将旋入螺母横断面的狭槽中，螺纹被螺母侧壁渐渐锁紧就达到了制锁的功能。

目录第一章抓取机构设计 (1)1.1手部设计计算 (1)1.2腕部设计计算 (4)1.3臂伸缩机构设计 (5)第二章液压系统原理设计及草图 (8)2.1手部抓取缸 (8)2.2腕部摆动液压回路 (9)2.3小臂伸缩缸液压回路 (10)2.4总体系统图 (11)第三章机械手的控制 (13)第四章机械手的组成 (14)4.1机械手组成 (14)第一章抓取机构设计1.1手部设计计算1、有适当的夹紧力手部在工作时，应具有适当的夹紧力，以保证夹持稳定可靠，变形小，且不损坏工件的已加工表面。

对于刚性很差的工件夹紧力大小应该设计得可以调节，对于笨重的工件应考虑采用自锁安全装置。

2、有足够的开闭范围夹持类手部的手指都有张开和闭合装置。

工作时，一个手指开闭位置以最大变化量称为开闭范围。

对于回转型手部手指开闭范围，可用开闭角和手指夹紧端长度表示。

手指开闭范围的要求与许多因素有关，如工件的形状和尺寸，手指的形状和尺寸，一般来说，如工作环境许可，开闭范围大一些较好，如图1.1所示。

图1.1 机械手开闭示例简图3、力求结构简单，重量轻，体积小手部处于腕部的最前端，工作时运动状态多变，其结构，重量和体积直接影响整个机械手的结构，抓重，定位精度，运动速度等性能。

因此，在设计手部时，必须力求结构简单，重量轻，体积小。

4、手指应有一定的强度和刚度5、其它要求因此送料，夹紧机械手，根据工件的形状，采用最常用的外卡式两指钳爪，夹紧方式用常闭史弹簧夹紧，松开时，用单作用式液压缸。

此种结构较为简单，制造方便。

拉紧装置原理如图1.2所示【4】：油缸右腔停止进油时，弹簧力夹紧工件，油缸右腔进油时松开工件。

图1.2 油缸示意图1、右腔推力为F P=（π／4）D²P （1.1）=（π／4）⨯0.5²⨯25⨯10³=4908.7N2、根据钳爪夹持的方位，查出当量夹紧力计算公式为：F1=（2b／a）⨯（cosα′）²N′（1.2）其中 N′=4⨯98N=392N，带入公式2.2得：F1=（2b／a）⨯（cosα′）²N′=(2⨯150/50)⨯（cos30º）²⨯392=1764N实际=PK1K2/η（1.3）则实际加紧力为 F1=1764⨯1.5⨯1.1/0.85=3424N=3500N经圆整F13、计算手部活塞杆行程长L,即L=（D/2）tgψ（1.4） =25×tg30º=23.1mm经圆整取l=25mm4、确定“V”型钳爪的L、β。

图1 曲柄滑块机构示意图图4-2 曲柄摇杆机构示意图
图4-3 内燃机机构示意图图4-4 精压机机构示意图
图4-5 牛头刨床机构示意图
图6 两齿轮—曲柄摇杆机构示意图
图7 喷气织机开口机构示意图图4-8 冲压机构示意图
图4-9 筛料机构示意图图4-10 插床机构示意图
图11 凸轮—连杆组合机构示意图图12 凸轮—五连杆机构示意图
图13 行程放大机构示意图图14 自卸货车翻转机构示意图
图15 齿轮齿条—双曲柄滑块机构示意图图16 盘型凸轮（尖端推杆）机构示意图
图17 冲压机构示意图
图18 双摆杆摆角放大机构示意图
图19 双摇杆机构示意图。