轴向锁紧装置设计报告

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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：

0=∑A

M

()

''cos 1sin φφ+••-••=∑

R T R P M

B A

故：

0)cos 1(sin '

'=+••-••φφR T R P B 图1内锥套结构图 将P f T B •=2代入上式，整理得： 2

'2f tg =⎪⎭⎫

⎝⎛φ 整理上式，可得滚动自锁角为： 2'2arctgf =φ

可知，淬火钢珠相对轴滚动自锁条件为： 'φφ≤ 即 22arctgf ≤φ

又有0=∑x F A B x T T P F -•-•=∑'

'cos sin φφ

所以()10cos sin ''---=-•-•A B T T P φφ

因为()

()()

4sin cos 32''21---•+•=-----------•=-----------•=φφB B A T P N P f T N f T

将式(2)、(3)，(4)代人式(1)，整理可得()()0cos sin 1'21'21=•+-••-φφf f f f 图2淬火钢珠的临界自锁状态受力图 则由以上可知，淬火钢珠相对轴滑动自锁条件为：'φφ≤ 即()()[]2121'1/f f f f arctg •-+≤φ

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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：

{()()[]}()51/,2m in 21212----•-+≤f f f f arctg arctgf φ 材料45钢 查得：15.015.021==f f ，得 06.17≤φ故 15=φ

（实际应中，为保证装置反向自锁的可靠性及结构的紧凑性，φ值的选择应比式(5)所求得的值小2～3°为宜。） 有一点需说明，上述受力分析过程中，不需要考虑弹簧反力对钢珠的作用，其值亦与自锁角大小无关。

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） 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

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综上所得生产成本为各工序陈本与材料成本之和，所以生产成本为

9.3+7.44+37.76+30.45+31.325+19.075=135.35元，又因为需要买3个6φ钢珠和一个弹簧，所以估算成本用150元。

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钻头 4

粗镗

粗镗02.41φ的孔

三爪卡盘

S12M

游标卡尺、钢尺

4

5

精镗

精镗02.41φ的孔

三爪卡盘

S12M

游标卡尺、钢尺

4

6

粗镗

粗镗33φ的孔

三爪卡盘

S12M

游标卡尺、钢尺游标卡尺、钢尺 5

7 精镗 精镗33φ的孔 三爪卡盘 S12M 游标卡尺、钢尺 4 8

切断

保证总长为65mm

三爪卡盘

切断刀

钢尺

3

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

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2

精车

精车外圆

三爪卡盘

90°外圆车刀

游标卡尺、钢尺 4

3 钻孔

钻25φ的孔

钻35φ的孔

三爪卡盘

30φ的钻

头35φ的钻头

游标卡尺、钢尺 4

4 粗镗

粗镗5.25φ的孔

三爪卡盘

S12M

游标卡尺、钢尺 4

5

精镗

精镗5.25φ的孔

三爪卡盘 S12M

游标卡尺、钢尺 4

6 钻孔

粗镗6φ的孔

三爪卡盘 S12M 游标卡尺、

钢尺游标卡尺、钢尺

5

8 切断 保证总长为95mm 三爪卡盘 切断刀 钢尺

3

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

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