快速锁紧装置设计方案

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；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。

轴向快速锁紧机构设计ppt课件

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销套锁紧装置是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。
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2. 光轴快速锁紧装置
1—驱动轴； 2—盘具； 3—锁紧套；*1—光轴
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光轴快速锁紧装置三维图
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1-外套；2-内锥形套；3-淬火钢珠；4-内套；5-弹簧；6-拉帽
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。另设：
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。
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3.1 淬火钢珠相对轴滚动自锁
淬火钢珠相对轴临界滚动自锁状态时，必有：
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紧定螺钉套锁紧装置的应用比较广泛，其轴向锁紧的可靠程度取决于紧定螺钉的旋紧程度。为了确保锁紧的可靠性，只有增加螺钉的旋紧力，这样，既增加了拆装难度，又增加了轴面损伤、螺钉及套螺孔螺纹损坏的可能。
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1.3 销套锁紧
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珠的数目与装置的锁紧可靠性密切相关。从装置所承受的轴向力方面考虑，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，不需要过分考虑，钢珠取3～4 颗即可。至于，用于具有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。

轴用快速锁紧装置

轴用快速锁‎紧装置
李相和
图1 轴用快速锁‎紧装置
胶粘带和织‎物涂布等生‎产用分切机‎的收卷轴，装卸换卷较‎频繁；工作时都是‎由动力传动‎，故其轴头连‎接必须锁紧‎。

传统的锁紧‎装置，固定(锁紧)时间长，效果差。

笔者设计制‎作了一种轴‎头锁紧装置‎，操作方便可‎靠。

这种锁紧装‎置，实质是利用‎两颗钢球(一般选用φ‎10mm～φ14mm‎)与轴上凹球‎面相啮合并‎锁紧。

其结构见图‎1a所示。

在轴头1的‎相对位置上‎开有两孔，孔径大小能‎使钢球在孔‎内滑动，但不能全部‎从该孔中滑‎出(图1b)，锁紧套2的‎内孔与轴头‎1的外圆为‎转动配合，并在相对位‎置开有两弧‎形凹坑(图1c)，外圆上开有‎直的通槽
D‎—D1。

转动锁紧套‎时，轴头上的螺‎钉3的内六‎角头在槽D‎—D1内滑动‎，起限位作用‎。

轴头1上的‎弹簧6对锁‎紧套有张紧‎作用。

收卷轴5的‎轴端均布有‎六个球形凹‎坑，深度为钢球‎4直径的1‎/3(图1aA—A剖面)。

操作时，先转动锁紧‎套2，使直槽D1‎端与螺钉3‎相接触；这时，孔内圆弧凹‎坑正对准轴‎头1的钢球‎移动孔。

当装上收卷‎轴5后，轴头1中钢‎球4与收卷‎轴5的球形‎凹坑面啮合‎。

继续转动锁‎紧套2使直‎槽D端与螺‎钉3相接触‎，这时转过了‎圆弧凹坑，锁紧套内孔‎压住钢球使‎钢球4紧压‎在收卷轴5‎的球形凹坑‎内，即将轴头1‎与收卷轴5‎连接锁紧。

当换卷卸下‎收卷轴5时‎，只要将锁紧‎套2反转，使直槽D1‎端转与螺
钉‎3相接触，收转轴5即‎可卸下。

作者通联：江阴化工一‎厂江苏江阴市‎人民中路2‎95号21440‎0。

河南理工大学轴向锁紧装置四大方案

专业班级机制10-5 第一组设计方案报告总 6 页第 1 页编号：产品名称快速锁紧装置生产纲领件/年学生姓名赵杰宋健刘强强梁国平张阳生黄小康李鹏欣张军伟零件名称生产批量件/月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)淬火钢球珠相对轴滑动自锁。

锁紧装置设计方案

锁紧装置设计方案锁紧装置设计方案一、设计目标随着机械设备和工程机械的不断进步和广泛应用，锁紧装置成为保证设备安全和稳定运行的重要组成部分。

本设计方案旨在设计一种高效可靠的锁紧装置，确保设备在工作中不松动或脱落，提高设备的安全性和可靠性。

二、设计原理锁紧装置的设计原理是通过利用摩擦力或其他机械原理，将两个部件或多个部件连接在一起，并使其在工作中不松动或脱落。

根据实际应用需求和工作环境，选用相应的设计原理进行锁紧装置的设计。

三、设计方案1. 弹簧式锁紧装置弹簧式锁紧装置通过利用弹簧的弹力将两个部件连接在一起，并通过锁销或锁死螺母等装置固定，确保在工作过程中不会松动或脱落。

此方案适用于工作环境相对较稳定的设备。

2. 摩擦式锁紧装置摩擦式锁紧装置通过利用两个部件之间的摩擦力将其连接在一起，并通过调节摩擦力的大小来实现锁紧效果。

此方案适用于工作环境相对较恶劣的设备，可以根据实际需求选用不同的摩擦材料和结构设计。

3. 螺纹式锁紧装置螺纹式锁紧装置通过利用螺纹连接将两个部件紧密固定在一起，并利用阻碍螺纹松动的装置来实现锁紧效果。

此方案适用于锁定较大力矩的设备，可增加松动螺纹的抗拧矩能力。

4. 精密机械锁紧装置精密机械锁紧装置通过利用精密机械结构的设计来实现锁紧效果。

此方案适用于对精度要求较高的设备，可通过精密滑动副、定位销和套筒等设计来实现锁紧效果。

四、设计步骤1. 确定锁紧装置的工作原理和锁紧方式，根据实际需求选择相应的设计方案。

2. 根据设备的工作条件和负荷要求，确定锁紧装置的材料和尺寸。

3. 进行装置的结构设计和分析，包括连接方式、紧固件的选用以及装置的可靠性和安全性分析。

4. 进行装置的制造和装配，确保各个零部件的加工精度和装配质量。

5. 进行装置的试验和测试，验证装置的锁紧效果和可靠性。

6. 根据试验和测试结果，进行装置的优化和改进，以提高装置的性能和可靠性。

五、总结锁紧装置设计方案的选择和设计步骤的确定是确保装置锁紧效果和可靠性的关键。

一种手动快速锁紧装置的设计

•50•科技论坛总第284期一种手动快速锁紧装置的设计吴哲亮【摘要】在无纺布生产设备中，宽狭缝式纺粘生产设备中的冷却吹风装置两侧风箱在生产时需要锁紧。

通过分析现有锁紧装置的不足并设计一款新的高强度、大尺寸，能够满足生产需求的手动快速锁紧装置。

【关键词】手动快速锁紧装置；纺粘生产设备冷却吹风部件；高强度；大尺寸—、前盲非织造布又称无纺布，一般划分为三大类，即干法、湿法和纺粘法。

2019年我国非织造布产量已突破621万吨。

非织造布产量按生产工艺来看，2019年，中国非织造布行业的生产工艺以纺粘为主，产量为309.43万吨，在非织造布总产量中占比达49.80%,主要应用于卫生材料等领域。

纺粘法非织造布真正形成产业化是在20世纪60年代，是非织造布中比较年轻的一个品种，但其发展速度却十分惊人。

纺粘法非织造布的发展速度之所以如此迅速，是由于其工艺技术优越，如工艺流程短、产品强度高、成本相对较低，因此其应用领域越来越广。

它不但与人民的生活密切相关，而且其用途已遍及国民经济的各个领域。

纺粘法生产工艺中从喷丝孔喷出的熔体细流，放出大量的凝固热，必须对此热流进行热交换，故熔体离开喷丝板10mm左右，要对其进行冷却吹风，使熔体在成形中凝固成丝条。

因此在喷丝下面装有很严格的冷却吹风装置，要求在一定长度内，对每根单丝均能进行均匀性冷却。

这对正常生产和丝的质量有着重大影响血3。

纺粘法的冷却吹风，一般采用侧吹风方式，即由一侧或相对两侧进行吹风。

对冷却吹风设备来说，要求制冷效果好，满足生产工艺需要。

目前，在我国的纺粘法非织造布生产线中，纺丝牵伸工艺大致分为管式牵伸、窄狭缝式牵伸和宽狭缝式牵伸三大类对69。

宽狭缝式纺粘生产的冷却吹风装置，有采用双面侧吹风装置的，也有采用单面侧吹风装置的。

由于其喷丝板长达数米，因而其吹风也沿喷丝板的长度达数米之长。

双面吹风时，其一边可以移动推开，以便装拆喷丝板时移开，待拆装完喷丝板之后，再移回原位，并加以密封。

一种快速夹紧装置的设计

０引言
传统的螺纹式夹紧机构 Ⅲ 以其夹紧力大、，自锁
同并接受，目前已成为市场主流产品。
开合螺母式快速夹紧机构正是因为有了开合螺母机构，才使得快速夹紧得以实现，这是它的一个结构突破。但它也存在一些缺陷。如开合机构复杂、受力不均匀、需要增加附加自锁装置、承受冲击载荷时锁闭困难、承受较大载荷时整体强度偏低等等。笔者针对上述夹持工具的不足，介绍一种新型快速夹紧
（．１江苏联合职业技术学院镇江分院：．２江苏大学）
摘
要：统螺纹夹紧机构每转１圈，口位置只移动１螺距，传钳个夹持速度慢，效率低。对这些问题针
设计了一种全新结构的快速夹紧机构，能够完成工件的快速装夹和拆卸。该夹紧机构结构简单、受
近几十年来，出现了将车床的开合螺母机构以
不同的方式运用于快速螺纹机构。这些发明是将原闭合式螺母沿轴向切开，用半合或对合螺母机构，采
当螺母打开时，牙形不与螺杆啮合，从而实现快速移动。夹紧时要先闭合螺母，再移动螺杆使其夹紧。这方面做的最成功的如范朝来的“ 自动同步开合式” 螺纹装置。该装置操作时没有附加动作，工作程序严密流畅，作用时限短，受力相对合理，已被市场广泛认总第１５６期
夹紧和放松，这样的夹持速度慢，效率低，常费时、非费力。所以快速夹紧机构应运而生。
１结
构
本快速夹紧机构１２］由手柄、凸轮杆、向锁片、轴径向锁片、螺壳、支承体组成（如图１ｏ凸轮杆由若干节多边形凸轮和容片槽依次叠加而成（如图２；）凸轮杆上的凸轮轴向厚度略小于径向锁片（如图３的厚度；）凸轮杆上的容片槽宽度略大于轴向锁片（如图４的）厚度。手柄与凸轮杆后部联接，凸轮杆穿人轴向锁片和径向锁片的中心孔内，轴向锁片和径向锁片依次嵌入螺壳中心孔内；并通过花键与螺壳嵌为一体，螺壳旋人支承体内，使凸轮杆前部指向夹紧机构。操作手柄可使凸轮杆前后移动或正、反向旋转。

锁紧装置设计方案

锁紧装置设计方案引言锁紧装置是一种用于防止某个物体或部件在特定条件下发生移动或松动的装置。

在机械设计中，锁紧装置被广泛应用于各种设备和机械系统中，以确保其安全可靠运行。

本文将介绍锁紧装置的设计方案，包括设计原理、材料选择和制造工艺等方面的内容。

设计原理锁紧装置的设计原理主要是利用摩擦力和力的平衡来实现。

通过施加一定的力或压力，使摩擦力大于或等于移动或松动力，从而实现物体或部件的锁定。

常见的锁紧装置包括螺纹锁紧装置、夹紧装置和键连接等。

螺纹锁紧装置螺纹锁紧装置是一种利用螺纹原理实现锁紧的装置。

它主要通过旋转一个螺纹件，使螺纹与工件或部件的螺纹咬合，从而产生摩擦力来锁定物体或部件。

在设计螺纹锁紧装置时，需要确定螺纹的参数和材料的选择，以确保锁紧装置的可靠性和耐久性。

夹紧装置夹紧装置是一种通过压力来实现锁紧的装置。

它通过施加一定的压力，使夹紧装置的夹紧片或夹具夹紧住工件或部件，从而实现锁定。

在设计夹紧装置时，需要考虑夹紧片或夹具的材料和形状，以及施加压力的方式和程度。

键连接键连接是一种常用的锁紧装置，它通过键与轴或孔的配合来实现锁定。

键连接的设计要考虑键的形状和尺寸，以及键与轴或孔的配合间隙，确保键连接的紧固性和可靠性。

材料选择锁紧装置的材料选择是保证装置可靠性和耐久性的重要因素。

常用的材料包括金属材料和非金属材料。

金属材料金属材料通常具有较高的强度和刚度，适合在要求较高的工作环境中使用。

常用的金属材料包括钢、铸铁、铜和铝等。

在选择金属材料时，需要考虑其强度、硬度、耐腐蚀性和磨损性等因素。

非金属材料非金属材料通常具有较低的密度和良好的耐腐蚀性能，适用于要求较轻、耐腐蚀的场合。

常用的非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃和陶瓷等。

在选择非金属材料时，需要考虑其耐腐蚀性、抗磨损性和温度适应性等因素。

制造工艺锁紧装置的制造工艺包括材料加工、成形和装配等过程。

不同类型的锁紧装置有不同的制造工艺。

螺纹锁紧装置螺纹锁紧装置的制造工艺包括螺纹加工和装配两个主要过程。

轴向锁紧装置设计方案书方案报告

2
精车
精车Ф45×7外圆
0.5
0.5
1
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
3
粗车
粗车Ф25×7内孔
4
2
3
车床加工，机床费用为每小时40元。本工序加工时间为9min，费用为6元。工人工时费每日工作8小时40元，本道工序0.913元。共6.913元
2、人工费和制造费分析
序号
工序
名称
工序内容
工时（min）
工序成本分析
机动时间
辅助时间
终准时间
1
粗车
粗车Ф40外圆
7
3
3
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
2
精车
精车Ф39外圆
0.5
0.5
1
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
每毛坯可制作件数
1
每台件数
1
备注
毛坯为板材每吨4500元，锁紧套用料38.47g成本为0.17元
2、人工费和制造费分析
序号
工序
名称
工序内容
工时（min）
工序成本分析
机动时间
辅助时间
终准时间
1
粗车
粗车Ф50×7外圆
5
2
2
车床加工，机床费用为每小时40元。本工序加工时间为9min，费用为6元。工人工时费每日工作8小时40元，本道工序1.826元。共7.826元

轴向快速锁紧装置设计工艺方案

三爪卡盘
60°车刀外圆
游标卡尺、钢尺
16
6
精车
精车Ф33×55外圆
三爪卡盘
60°车刀外圆
游标卡尺、钢尺
3
7
钻孔
钻Ф25的孔
三爪卡盘
Ф25钻头
游标卡尺、钢尺
11
编制（日期）
审核（日期）
标准化（日期）
会签（日期）
标记
处数
更改文件号
签字
日期
专业班级
锻压12-1
工艺方案报告（二）
总页
第页
编号：
产品
名称
轴向快速锁紧装置
工时（min）
1
粗车
粗车Ф33×30外圆
三爪卡盘
60°车刀外圆
游标卡尺、钢尺
26
2
精车
精车Ф33×30外圆
三爪卡盘
60°车刀外圆
游标卡尺、钢尺
4
3
粗车
粗车Ф41×5凸台外圆
三爪卡盘
60°车刀外圆
游标卡尺、钢尺
11
4
精车
精车Ф41×5凸台外圆
三爪卡盘
60°车刀外圆
游标卡尺、钢尺
3
5
粗车
粗车Ф33×55外圆
专业班级
锻压12-1
工艺方案报告（一）
总3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
李有为、普冬冬、刘俊辉、魏娟娟、曹刚红、闵玲
零件名称
外套
生产批量
单件
材料
45#
毛坯种类
圆钢
毛坯尺寸
Ф60×90
每毛坯可制作件数

发动机前端轮系快速锁紧装置和锁紧方法

发动机前端轮系快速锁紧装置和锁紧方法随着汽车发动机技术的不断发展，发动机前端轮系快速锁紧装置逐渐被广泛应用。

这种装置可以快速而可靠地锁紧发动机前端轮系，保证发动机正常运转。

本文将详细介绍发动机前端轮系快速锁紧装置及其锁紧方法。

一、发动机前端轮系快速锁紧装置的设计原理发动机前端轮系快速锁紧装置通常由锁紧器和驱动器两部分组成。

锁紧器是一个可旋转的圆盘，上面有几个凸起的齿轮。

驱动器是一个可以将锁紧器旋转的装置，通常由电机或手动旋转机构组成。

当驱动器旋转时，它会驱动锁紧器旋转，同时通过齿轮的啮合将发动机前端轮系锁紧。

二、锁紧方法1.手动锁紧法手动锁紧法是最基本的锁紧方法，它通常由两个步骤组成。

首先，需要将驱动器手动旋转，使锁紧器旋转到正确的位置。

其次，将发动机前端轮系与锁紧器对准，用手将锁紧器旋转，使齿轮啮合，完成锁紧过程。

手动锁紧法简单易行，但需要较大的人力。

2.电动锁紧法电动锁紧法是一种较为普遍的锁紧方法，它利用电动机驱动锁紧器旋转。

通过电机的高速旋转，锁紧器可以快速地旋转到正确的位置，并将发动机前端轮系锁紧。

电动锁紧法具有锁紧速度快、锁紧力度大等优点。

三、发动机前端轮系快速锁紧装置的优点1.快速锁紧：发动机前端轮系快速锁紧装置可以在较短的时间内完成锁紧过程，提高了汽车维修效率。

2.锁紧力度大：发动机前端轮系快速锁紧装置的锁紧力度可以达到较高水平，确保发动机正常运转。

3.易于操作：发动机前端轮系快速锁紧装置的操作简单易行，不需要太多的专业知识和技能。

4.安全可靠：发动机前端轮系快速锁紧装置的结构合理，锁紧力度大，能够保证汽车行驶的安全可靠。

发动机前端轮系快速锁紧装置是一种非常实用的装置，它可以提高汽车维修效率，保证发动机正常运转，为广大车主和汽车维修工提供了便利。

轴向快速锁紧机构设计

在自动化生产线上，各部件需要快速、准确地组装在一起，轴向快速锁紧机构能够为自动化装配提供快速、可靠的锁定，提高生产效率。
例如，在电子产品生产线中，轴向快速锁紧机构可以用于锁定电子元件、线路板和外壳等部件，确保产品的一致性和可靠性。
06
轴向快速锁紧机构的未来发展与挑战
技术创新与突破
1 2
应用案例二：航空航天器的安全锁定
01
航空航天器对于安全性的要求极高，轴向快速锁紧机构能够为航空航天器的关键部位提供快速、可靠的锁定，确保飞行安全。
02
例如，在飞机起落架的收放机构中，轴向快速锁紧机构可以用于锁定起落架，确保其在飞行过程中的稳定性和安全性。
应用案例三：自动化生产线上的快速装配
实验验证
根据优化结果制作样机，进行实验测试，对比仿真分析与实验结果，验证优化效果。
优化结果与讨论
优化结果
经过多目标遗传算法优化后，轴向快速锁紧机构的锁紧速度提高了25%，锁紧力波动降低了30%，能耗降低了10%。
讨论
优化结果表明，通过多目标遗传算法对轴向快速锁紧机构进行优化，可以有效提高机构的性能指标。同时，实验结果与仿真分析结果基本一致，证明了优化方法的可行性和有效性。未来可以进一步研究其他优化算法在轴向快速锁紧机构设计中的应用，以提高机构的性能和可靠性。
04
轴向快速锁紧机构的优化设计
优化目标与方法
优化目标
提高轴向快速锁紧机构的锁紧速度、减小锁紧力波动、降低能耗。
优化方法
采用多目标遗传算法对机构参数进行优化，通过仿真分析验证析
利用三维建模软件建立轴向快速锁紧机构模型，进行动力学仿真分析，评估锁紧速度、锁紧力波动和能耗等性能指标。

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；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。

轴向快速锁紧机构的设计

刘宝
河南理工大学机械与动力工程学院
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。
1. 传统的轴向锁紧装置
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。
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1.1 螺母锁紧
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螺母锁紧装置多用于悬臂轴。为了适用于不同轴向厚度的材料及增强锁紧的可靠性，轴端螺纹往往设计的比较长，而螺距又比较小。这样，在夹持轴向厚度比较小的材料时，就会造成装拆效率的降低；而操作中稍有疏忽，更会造成裸露过长而强度不高的细螺纹的局部损伤。
(1)淬火钢珠的数量
淬火钢珠是该装置实现锁紧功能的最终执行者，
钢珠的数目与装置的锁紧可靠性密切相关。从装置所
承受的轴向力方面考虑，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，不需要过分考
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1.2 紧定螺钉套锁紧
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紧定螺钉套锁紧装置的应用比较广泛，其轴向锁紧的可靠程度取决于紧定螺钉的旋紧程度。为了确保锁紧的可靠性，只有增加螺钉的旋紧力，这样，既增加了拆装难度，又增加了轴面损伤、螺钉及套螺孔螺纹损坏的可能。
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1-外套；2-内锥形套；3-淬火钢珠；4-内套；5-弹簧；6-拉帽
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光轴快速锁紧装置三维剖分图
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2.1 结构特点
1）外套与内锥形套间，内套与拉帽间均为过盈配