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了解自锁螺丝关键——两个力学模型


       对于螺纹紧固件专业人员来说,他们都知道,要自如地设计出具有自锁性能的各种自锁螺纹,就得明白螺纹的自锁机理,就得知道自锁螺纹的理论力学模型是什么。你知道吗?

       1.说说自锁螺纹副的理论力学模型   
       我们不再深入讨论“机械自锁的一般原理”,而只使用“螺纹副的自锁原理”,直接运用自锁螺纹副的理论力学模型去设计生产各种具有自锁性能的螺纹来。 
  
      自锁螺纹副的理论力学模型,可以简单地比喻为 “相当于一个V形螺旋内锥与一个螺旋状的具有曲面的球体的配合体”,其V形螺旋内锥,活象内螺纹,而具有曲面的螺旋球体,相当于外螺纹。简单地说,就是前面所说的“V形内锥——球体”结构模型的螺旋体。反过来说,即内锥相当于外螺纹,螺旋球体相当于内螺纹,这个力学模型同样是成立的。   

      这个自锁螺纹副的力学模型最大的特点,就是内外螺纹配合时,总会以其轴心线为对称中心,并重合。它互为消除了内螺纹或外螺纹的6个自由度。

      2.一种特殊的机械力学模型   
      加工球型零件,我们得有一种夹具“V形内锥”——一个漏斗结构的夹具,以定位、对中。这个夹具说来有点神奇,就是随意将这个球体零件放到这个“V形内锥——漏斗”,这个零件总会自动定位于“V形内锥”的中心,其基准,就是该“V形内锥”的轴线中心。夹紧后,我们就可以进行各种的机加工了,别小看了这种定位夹具,它极巧妙地运用了机床夹具的设计原理,一个这么简单的结构,就能消除了被加工零件的“全部的6个自由度”。在这里让我们复习说明一下,消除了6个自由度,它意味着什么。   
    我们知道,任何一件物体,“只要是消除了沿X、Y、Z轴三个方向各自存在的一个平动和一个转动的自由度,总共6个自由度,这个物体的位置就是确定了的”。再引伸一下,以方便我们理解:只要我们再施加一个适当的外力,那么,无论来自任何方向的力(振动),只要这个螺纹副的机械强度不被破坏,这对螺纹是绝对不会松动失效的。“消除6个自由度的原理”,这是自锁螺母等产品螺纹设计时将会运用到的很重要的一个机械原理。

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