第十一讲 基本夹紧机构分析(一).ppt

* 上一讲内容提要: 夹紧力的方向和作用点的确定 夹紧力大小的估算 本讲主要内容： 斜楔夹紧机构 螺旋夹紧机构 本讲重点和难点： 夹紧机构结构及原理、特点、应用 夹紧机构的设计 第九节 基本夹紧机构 夹紧机构的种类虽然很多，但其结构大都以斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构为基础，这三种夹紧机构合称为基本夹紧机构。 一、斜楔夹紧机构 图l一57为几种用斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。 图1—57a是在工件上钻互相垂直的 φ8mm、φ5mm两组孔。工件装入后，锤击斜楔大头，夹紧工件。加工完毕后，锤击斜楔小头，松开工件。由于用斜楔直接夹紧工件的夹紧力较小，且操作费时，所以，实际生产中应用不多，多数情况下是将斜楔与其它机构联合起来使用。 A一A a) 图1—57斜楔夹紧机构 1一夹具体 2一斜楔 3一工件 图l—57b是将斜楔与滑柱合成一种夹紧机构，一般用气压或液压驱动。 图1—57斜楔夹紧机构 1一夹具体 2一斜楔 3一工件 b) c) 图1—57斜楔夹紧机构 1一夹具体 2一斜楔 3一工件 图l—57c是由端面斜楔与压板组合而成的夹紧机构。 1．斜楔的夹紧力 图1—58a是在外力 作用下斜楔的受力情况。建立静平衡方程式： 而 所以 图1—58a 斜楔受力分析 式中 ——斜楔对工件的夹紧力(N)； ——斜楔升角(°)； ——加在斜楔上的作用力(N)； ——斜楔与工件间的摩擦角(°)； ——斜楔与夹具体间的摩擦角(°)。 设 ，当 很小时( )，可用下式作近似计算 图1—58 b斜楔受力分析 2．斜楔自锁条件图1- 58 b是作用力 撤去后斜楔的受力情况。从图中可以看出，要自锁，必须满足下式 ； 因 代入上式 由于 都很小， ， 上式可简化为 或 因此，斜楔的自锁条件是：斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 为保证自锁可靠，手动夹紧机构一般取 。用气压或液压装置驱动的斜楔不需要自锁，一般取 。 3．斜楔的扩力比与夹紧行程 夹紧力与作用力之比称为扩力比 或增力系数。i的大小 表示夹紧机构在传递力的过程中扩大(或缩小)作用力的倍数。 由式(1—20)可知，斜楔的扩力比为: 如取 ， 代入式(1—23)，得i =2.6。可见，在作用力 不是很大的情况下，斜楔的夹紧力是不大的。 在图1—58c中，h(mm)是斜楔的夹紧行程，s(mm)是斜楔夹紧工件过程中移动的距离 由于s受到斜楔长度的限制，要增大夹紧行程，就得增大斜角口，而斜角太大，便不能自锁。当要求机构既能自锁，又有较大的夹紧行程时，可采用双斜面斜楔。 图1—58c 斜楔受力分析 b) 图1—57斜楔夹紧机构 1一夹具体 2一斜楔 3一工件 如图1—57b所示，斜楔上大斜角的一段使滑柱迅速上升，小斜角的一段确保自锁。 二、螺旋夹紧机构 由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构，称为螺旋夹紧机构。图1—59是应用这种机构夹紧工件的实例。 图1—59 螺旋夹紧机构不仅结构简单、容易制造，而且，由于缠绕在螺钉表面的螺旋线很长，升角又小，所以螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构。 1.单个螺旋夹紧机构 图1一59a、b