偏心輪夾緊機(jī)構(gòu).doc

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在夾具的各種夾緊機(jī)構(gòu)中，以斜楔、螺旋、偏心、鉸鏈機(jī)構(gòu)以及由它們組合而成的夾緊裝置應(yīng)用最為普遍。 一、斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 1．夾緊力計(jì)算 圖3-10夾緊受力圖 由上面受力圖可知，斜楔靜力平衡條件為： F1＋FRX ＝FQ 其中：F1＝FW tanφ1 ； FRX＝FW tan(α＋φ2)代入上式 計(jì)算得： 式中：FW 斜楔對(duì)工件夾緊力 α 斜楔升角 FQ 原始作用力 φ1 斜楔與工件之間的摩擦角 φ2 斜楔與夾具體之間的摩擦角 2．增力比計(jì)算 增力比iF＝夾緊力／原始作用力 如果不考慮摩擦影響理想增力比（即忽略摩擦角）： 　　　　　　　 3．夾緊行程比計(jì)算 圖3-11 夾緊受力 工件所要求的夾緊行程h與斜楔相應(yīng)移動(dòng)的距離s之比成為行程比iS。由上圖可知： 夾緊行程＝工件被夾緊行程h/斜楔移動(dòng)距離S 　　　　　　　 4．自鎖條件 圖3-12自鎖受力 　　上圖為原始作用力FQ停止作用后斜楔的受力情況。斜楔楔入后，原始力去除，斜楔體自鎖條件為 　　F1>FRX 　　FW tanφ1> FW tan(α-φ2) 　　φ1> α-φ2或 α〈φ1 ＋φ2 　　因此自鎖條件是斜楔升角小于斜楔與工件、與夾具體之間的摩擦角之和，鋼件：f＝0.1～0.15摩擦角φ＝543′～830′，故α<10～17 5．升角α的選擇 　　手動(dòng)夾緊α＝6～8，機(jī)動(dòng)夾緊α≤12，不需要自鎖α＝15～30 6．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 　　包括：手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)或液壓夾緊、斜楔與壓板與螺旋等組合結(jié)構(gòu)。 斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的計(jì)算見(jiàn)下表 二、螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)中使用極為普遍。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊行程大，特別是它具有增 力大、自鎖性能好兩大特點(diǎn)，其許多元件都已標(biāo)準(zhǔn)化，很適用于手動(dòng)夾緊。它主要有兩種典型的結(jié) 構(gòu)形式。 1.單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 　　下圖a所示為GB/T2161-91六角頭壓緊螺釘，它是螺釘頭部直接壓緊工件的一種結(jié)構(gòu)。下圖b所示在螺釘頭部裝上擺動(dòng)壓塊，可防止螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)損傷工件表面或帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。下圖c為用GB/T2149-91球面帶肩螺母夾緊結(jié)構(gòu)。 圖3-13 單螺旋夾緊 2.螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu) 　　夾緊機(jī)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)型式變化最多的是螺旋壓板機(jī)構(gòu)。下圖中所示為常用的五種典型機(jī)構(gòu)。 圖3-14 典型螺旋壓板結(jié)構(gòu) 三、偏心夾緊機(jī)構(gòu) 　 　用偏心件直接或間接夾緊工件的機(jī)構(gòu)，稱為偏心夾緊機(jī)構(gòu)。偏心件一般有圓偏心和曲線偏心兩種類型，圓偏心因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易而得到廣泛的應(yīng)用。 　　下圖所示為常見(jiàn)的幾種圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)。圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)操作方便、夾緊迅速，缺點(diǎn)是夾緊力和夾緊行程均不大，結(jié)構(gòu)不耐振，自鎖可靠性差，故一般適用于夾緊行程及切削負(fù)荷較小且平穩(wěn)的場(chǎng)合。 圖3-15偏心夾緊 1.圓偏心輪的應(yīng)用特性 圖3-16偏心輪夾緊特征 　上圖所示偏心輪直徑D，偏心距e。 　與斜楔夾緊比較，偏心夾緊主要是圓周上各接觸點(diǎn)的升角α不是一個(gè)常數(shù)。 圖3-17 偏心輪升角 如上圖知，從任意接觸點(diǎn)K分別作與回轉(zhuǎn)中心O、幾何中心O1的連線，LOKO1就是K點(diǎn)的升角αK 　　 式中θ——偏心輪回轉(zhuǎn)角度 隨著回轉(zhuǎn)角的增大，升角也隨之增大，P點(diǎn)處的升角接近最大值，此時(shí)OO1連線處于水平位置。 　　 回轉(zhuǎn)焦大于90度以后，升角將隨回轉(zhuǎn)角增大而減小，θ=180度時(shí)，n點(diǎn)的升角為0度。圓偏心輪升角變化的特性與自鎖條件、工作段選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等關(guān)系極大。 2.圓偏心輪的主要幾何參數(shù) （1）自鎖條件由于圓偏心輪的弧形楔夾緊與斜楔夾緊的實(shí)質(zhì)相同，因此其自鎖條件 （2）若選擇1、2之間的弧為工作段（見(jiàn)下圖），則夾緊行程 故得: 3.偏心率及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)圓偏心輪的自鎖條件 　　D/e之值稱為偏心率。D/e值大的自鎖性能好，但輪廓尺寸大。當(dāng)圓偏心輪的外徑相同時(shí)，偏心率為14的 有較大的偏心距，因而夾緊行程較大，偏心率為20的更能確保自鎖，故選擇偏心率時(shí)，應(yīng)視具體情況而 定。 偏心夾緊機(jī)構(gòu) 閱讀：643 圖3-36(a)所示直徑為D，偏心距為e的偏心輪。偏心輪可以看作是一個(gè)繞在轉(zhuǎn)軸上的弧形楔(圖中徑向影線部分)。將偏心輪上起夾緊作用的廓線展開(kāi)，如圖(b)所示，圓偏心實(shí)質(zhì)是一曲線斜楔，夾緊的最大行程為2e，曲線上各點(diǎn)的升角不相等，P點(diǎn)升角最大則夾緊力最小，但P點(diǎn)附近升角變化小，因而夾緊比較穩(wěn)定。 (1) 圓偏心夾緊的自鎖條件：D/e≥14。D/e值叫做偏心輪的偏心特性，表示偏心輪工作的可靠性，此值大，自鎖性能好，但結(jié)構(gòu)尺寸也大。 (2) 增力比：i=12~13。 (a) (b) 圖3-36 圓偏心夾緊及其圓偏心展開(kāi)圖 (a) 偏心輪夾緊 (b) 圓偏心展開(kāi)圖 偏心夾緊的主要優(yōu)點(diǎn)是操作方便，動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是工作行程小，自鎖性不如螺旋夾緊好，結(jié)構(gòu)不耐振，適用于切削平穩(wěn)且切削力不大的場(chǎng)合，常用于手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。由于偏心輪帶手柄，所以在旋轉(zhuǎn)的夾具上不允許用偏心夾緊機(jī)構(gòu)，以防誤操