光轴轴向快速锁紧装置设计方案报告

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1、专业班级设计方案报告总页第页编号：产品名称光轴轴向快速锁紧装置生产纲领件/年团队成员零件名称光轴轴向快速锁紧装置生产批量件/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。1、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。2、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。3、销套锁紧装置：靠套内弹性定

2、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。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、设计思路和方案我们根据生活中的“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，设计了一种光杆轴向快速锁紧装置。设计思路及设计方案如下：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

3、；⑷根据设计方案进行原理性设计，利用机构的自锁性进行受力分析并加以校核；⑸：依据设计方案绘制零件图及装配图；⑹：绘制零件三维图，进行模拟仿真；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。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的首要保障，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。3、设计结果1）外套与内

4、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

5、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

6、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。专业班级成本分析报告总页第页编号：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内

7、锥套生产批量件/月1、材料成本分析材料Q235毛坯种类板材毛坯外形尺寸Ф40×40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240g成本为1.08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Ф36外圆733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Ф36外圆0.50.51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

8、40元，本道工序0.16