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· 信息技术 · 刘世德 ，等 ·机械增力丝杠增力机构的有限元仿真 机械增力丝杠增力机构的有限元仿真 刘世德，王玉正，韩新强 (江苏无锡建华机床附件集团有限公司。江苏 无锡214044) 摘 要：对机械增力丝杠增力机构的增力原理进行了分析，对通过有限元仿真给出楔形块是增 力机构中最为薄弱的环节。 关键词：机械增力丝杠；有限元仿真；机构分析 中图分类号~TH132；TBI15 文献标志码：B 文章编号 ：1671-5276(2010)02-0108-02 FiniteElementSimulationonForceAmplificationMechanism ofM echanicalPowerClampingScrews LIU Shi—de，WANG Yu-zheng，HANXin-qiang (WuxiJianhuaMachineAccessories(Group)Ltd．，Wuxi214044，China) Abstract：Inthepaper，power·enhancedtheoryonforceamplificationmechanism ofmechanicalpowerclampingscrewsisana· lyzed．Then，itisprovedbyfiniteelementsimulationthatwedgeblockistheweaklinkintheforceamplificationmechanism． Keywords：mechanicalpowerclampingscrewS；finiteelementsimulation；mechanism analysis 0 引言 斜套 ／1 机械增力丝杠是一种高强度和高可靠性的夹具，只需 要简单的手工操作和小的操作力矩就能实现大的夹紧力， 楔形块 ／ l 用于各种重型车床、镗床、磨床花盘卡爪及特殊机械的增 力夹持。 斜块 普通丝杠的卡爪装夹工件时劳动强度大，很难满足重 型机床的夹紧要求；液压增力卡爪也存在工作介质易渗漏 及挥发造成环境污染、夹紧力保持性差的缺陷；气动夹具 图1 机械增力丝杠的增力机构放大示意图 的传动介质是清洁的压缩空气，虽然不会污染环境，但也 存在压缩空气泄漏的问题。机械增力丝杠与上面几种结 F3／F=cotexcoy3 构相比起动力矩小，操作步骤简单，大大提高了装夹工件 同理，在考虑摩擦的情况下，可得增力比为 的效率 ，是重型机床尤其是各类数控重型机床理想的夹紧 ／F=cot(a+0)Xcot(fl+0) 机构。并且对于双向增力的机械增力丝杠 ，力的放大机构 式中： 摩擦角。 中的夹紧方向会随着加载方向的改变而 自动进行相应改 变 ，不需要人为的调整夹紧方向。 2 机械增力丝杠增力机构的有限元 1 机械增力丝杠增力机构的增力分析 仿真 机械增力丝杠的核心部分就是它的增力机构 ，因此有 机械增力丝杠的增力理论计算比较复杂，因此采用有 必要对其如何实现增力进行详细说明。图1是机械增力 限元分析的方法来简化这一过程。而 ABAQUS是功能强 丝杠的增力机构放大示意图。 大的工程模拟有限元软件，其解决问题的范围从相对简单 由图(1)可得，在不计摩擦的情况下 ， 的线性分析到许多复杂的非线性 问题。ABAQ