機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一一鎖緊與防松此處所講的鎖緊與防松僅適于可拆結(jié)構(gòu)。對(duì)于不可拆結(jié)構(gòu)，一般從配合上或用不可拆聯(lián)接達(dá)到要求。鎖緊機(jī)構(gòu)主要工作原理相關(guān)是力學(xué)上的死點(diǎn)、壓力角和摩擦角。其實(shí)際機(jī)構(gòu)非常多，常用的有螺紋鎖緊、偏心輪鎖緊、斜面鎖緊、四桿機(jī)構(gòu)鎖緊。螺紋鎖緊是最常用的，其產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。在一般情況下推薦使用。使用螺紋鎖緊時(shí)應(yīng)注意配合的螺紋長(zhǎng)度。一般說來，超過八個(gè)牙后多余的配合長(zhǎng)度意義不大，少于三個(gè)牙則聯(lián)接不可靠。螺紋鎖緊的一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)是行程長(zhǎng)，全行程均可作為有效作用點(diǎn)，且各處增力均勻。其缺陷是當(dāng)工作行程要求較長(zhǎng)時(shí)，操作起來較麻煩。一般情況下均可采用，但在要求快換的情況下不宜單獨(dú)使用。偏心輪鎖緊機(jī)構(gòu)能快速鎖緊，但其鎖緊作用點(diǎn)較為固定且行程很小，對(duì)零件精度有一定的要求。對(duì)于塑膠件來說，因其容易產(chǎn)生蠕變而影響鎖緊效果。對(duì)于鎖緊點(diǎn)常作小范圍變動(dòng)的情況，可能偏心輪與螺紋鎖緊配合使用。斜面鎖緊增力較小，行程較小，但行程有一定的調(diào)節(jié)能力，一般以斜鍥的方式使用。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，常利用塑膠的彈性在較小的鎖緊力情況下使用。另外，也常用于調(diào)節(jié)零件間的間隙。一般不用于較大鎖緊力的情況。四桿機(jī)構(gòu)鎖緊行程可設(shè)計(jì)得很大，鎖緊點(diǎn)較為固定。對(duì)于精度較高的機(jī)構(gòu)可單獨(dú)使用。除行程可以設(shè)計(jì)得較大外其它情況與偏心輪相似。一般與螺紋鎖緊配合使用。其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，應(yīng)用于經(jīng)常使用的快換機(jī)構(gòu)。除以上常用的鎖緊機(jī)構(gòu)外，還有一類機(jī)構(gòu)沒有鎖緊作用，但能在作用點(diǎn)附近自鎖。這類機(jī)構(gòu)常與鎖緊機(jī)構(gòu)配合，擴(kuò)展鎖緊機(jī)構(gòu)的功能。這類機(jī)構(gòu)除棘輪外沒有固定的方式，一般是臨時(shí)設(shè)計(jì)。壓力角是機(jī)構(gòu)中不考慮構(gòu)件的慣性力和不計(jì)運(yùn)動(dòng)副的摩擦力的情況下,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)從動(dòng)件所受到的驅(qū)動(dòng)力的作用線與該力作用點(diǎn)處運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)速度方向線之間所夾的銳角。壓力角越大，驅(qū)動(dòng)越困難。當(dāng)壓力角的余角小于接觸面間的摩擦角時(shí)，機(jī)構(gòu)就能自鎖。在設(shè)計(jì)自鎖機(jī)構(gòu)時(shí)，對(duì)摩擦角的取值應(yīng)是機(jī)構(gòu)工作所有可能環(huán)境的最小值。除此之外，此類機(jī)構(gòu)還要求能在一定情況下能方便的解鎖。此類機(jī)構(gòu)與鎖緊機(jī)構(gòu)配合使用時(shí)可先解除鎖緊，在沒有鎖緊力時(shí)一般可過改變驅(qū)動(dòng)力的作用點(diǎn)的方式輕松解鎖。在做自鎖與鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意零件的剛度問題。如機(jī)構(gòu)零件在作用過程中產(chǎn)生較大的變形，則很可能會(huì)達(dá)不到設(shè)計(jì)效果。防松不僅對(duì)鎖緊機(jī)構(gòu)重要，對(duì)較惡劣環(huán)境下工作的聯(lián)接也很重要。對(duì)于一般情況下的螺紋防松在《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》上有所介紹，此處只考慮復(fù)雜受力環(huán)境下的機(jī)構(gòu)防松。防松的重要原理一個(gè)是固定；一個(gè)是彈性；還有一個(gè)是隔離作用力。對(duì)于固定防松的方式較為極端，也最有較。比如，一些狙擊手用鹽水將瞄準(zhǔn)器與槍上的固定座浸泡，使之生銹。這種方式可使聯(lián)接在受槍強(qiáng)大的反沖力的情況下仍不松動(dòng)。在設(shè)計(jì)上，有用膠水固定，甚至在機(jī)構(gòu)鎖緊后直接焊接固定的極端情況。在要求可拆的情況下，也有附加一固定機(jī)構(gòu)將鎖緊部分固定起來的情況。但對(duì)于要求有一定調(diào)節(jié)量的情況這些方案就不適用了，這時(shí)一般利用彈性來達(dá)到防松的目的。機(jī)構(gòu)（包括鎖緊機(jī)構(gòu)、聯(lián)接機(jī)構(gòu)、自鎖機(jī)構(gòu)）之所以在復(fù)雜受力情況下會(huì)松馳，主要原因是機(jī)構(gòu)在復(fù)雜受力情況下產(chǎn)生少量的位移（這很正常，除用極端方式固定外不可避免）后，因其在鎖緊方向的力要大于解鎖方向的作用力，所以機(jī)構(gòu)返回原位置較偏移原位置困難。在多次作用積累下，就會(huì)產(chǎn)生較大的位移，從而產(chǎn)使機(jī)構(gòu)松馳，達(dá)不到預(yù)定設(shè)計(jì)效果。而在鎖緊機(jī)構(gòu)中加處彈性元件，則可起到兩個(gè)作用。一是彈性元件可起到復(fù)位的作用，將產(chǎn)生的位移以彈性形變的方式出現(xiàn)。當(dāng)外力情況變化時(shí)，彈性元件則以相應(yīng)的彈性形變應(yīng)對(duì)。在這種情況下，機(jī)構(gòu)中的元件并無實(shí)質(zhì)上的位移，也就避免了松馳的產(chǎn)生，從而起到防松的作用。具體的例子有螺紋聯(lián)接中的彈性墊圈防松，異形墊圈防松。另一個(gè)作用是緩沖作用。在受沖擊作用力時(shí)，在沒有緩沖作用的情況下產(chǎn)生的力的峰值是非常大的。而在彈性元件的緩沖作用下，可使受保護(hù)的零件受力呈幾何數(shù)量級(jí)的減少。在這種情況下，可大大減少機(jī)構(gòu)松馳的可能。將鎖緊零件與運(yùn)動(dòng)零件隔離也是一個(gè)很好的防松方法。對(duì)于要經(jīng)常調(diào)節(jié)、機(jī)構(gòu)內(nèi)經(jīng)常有相互運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)（如活動(dòng)支臂、摩擦阻尼機(jī)構(gòu)）在力度需要調(diào)節(jié)的情況下，鎖緊機(jī)構(gòu)不可能采用固定的方式防松。而因其常作大幅度的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，彈性元件的作用也很有限。在這種情況下，可以將用于鎖緊的零件與機(jī)構(gòu)中與之有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件在受力上隔離開來。采用這種方式時(shí)，因運(yùn)動(dòng)零件對(duì)鎖緊零件無影響，所以不用擔(dān)心在使用過程中機(jī)構(gòu)因多次運(yùn)動(dòng)而松馳。采用這種方式要注意的是隔離要徹底。因?yàn)榱慵庸ふ`差和裝配間隙的存在，較小的間障也會(huì)使隔離不徹底。在隔離不徹底的情況下，往往開始時(shí)機(jī)構(gòu)還有一定的防松能力，但運(yùn)行越久防松效果越差，最后根本達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。一輛汽車需要很多螺紋副對(duì)其各部位實(shí)施連接，且連接牢固與否直接影響著汽車的使用。在汽車設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)此應(yīng)采取相應(yīng)防松措施。常用的摩擦力防松有彈簧墊防松、預(yù)緊力防松或特制的自鎖螺紋等；機(jī)械方法防松有開口銷防松、鎖片防松、保險(xiǎn)絲防松等。碟形彈簧墊片的裝配方向應(yīng)正確碟形彈簧墊片在汽車上的使用日漸增多，但若安裝不當(dāng)，則不會(huì)起到防止螺紋松動(dòng)的作用。正確的安裝方向應(yīng)該是將碟形彈簧墊片的凹面朝向連接件，凸面朝向螺母。這樣螺母擰緊后，由于碟形彈簧墊片受力變形，支承表面受到反作用力而起到鎖止作用。連桿軸承蓋連接螺母開口銷的長(zhǎng)度應(yīng)合適分解檢查一些發(fā)動(dòng)機(jī)連桿軸承異響故障時(shí)，常發(fā)現(xiàn)個(gè)別連桿連接螺栓上鎖止螺母的開口銷已經(jīng)沒了，其原因多因開口銷過長(zhǎng)，高速運(yùn)動(dòng)中與曲軸臂相撞折斷，最后脫落。確定此開口銷正確長(zhǎng)度的方法是將開口銷插入鎖止螺母相應(yīng)的孔內(nèi)，用手錘敲擊到位后，開口銷的伸出長(zhǎng)度不得超過曲軸臂平面，然后按要求將開口銷鎖止即可。保險(xiǎn)鐵絲拉緊方向應(yīng)正確汽車底盤的有些部位，采用保險(xiǎn)鐵絲防止螺紋松動(dòng)，例如：變速叉與變速叉軸的連接螺栓等。保險(xiǎn)鐵絲防松較為可靠，但安裝時(shí)應(yīng)注意保險(xiǎn)鐵絲規(guī)格的選擇和穿入螺釘孔后的拉緊方向。保險(xiǎn)鐵絲過粗不易穿過去，保險(xiǎn)鐵絲直徑應(yīng)略小于所穿孔的直徑，穿插時(shí)稍有阻力即可。區(qū)別保險(xiǎn)鐵絲穿入方向正確與否的方法是：假設(shè)將某一螺栓旋松，保險(xiǎn)鐵絲應(yīng)處在拉緊狀態(tài)，即旋松一螺栓就將其相鄰的兩個(gè)螺釘拉緊，否則為不正確。鎖片應(yīng)鎖止在螺母的側(cè)平面上汽車上較大件的螺母鎖止常采用鎖片防松。例如：汽車轉(zhuǎn)向節(jié)鎖緊螺母、變速器第二軸前端鎖止螺母等。鎖片鎖止應(yīng)在螺母按規(guī)定扭矩?cái)Q緊后，將鎖片折向螺母的某一側(cè)平面上，同時(shí)用錘擊使其貼緊，不可將鎖片貼在螺母的棱角處，這樣是不會(huì)很好地起到防松作用的。彈簧墊圈的彈性不應(yīng)失效，尺寸應(yīng)當(dāng)