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    基于斜楔与杠杆机构的小型手动夹具

      发布时间:2019-05-15 22:48

      2008年8月机械研究与应用 MECHANICAL RESEARCH&APPLICJ忸ON Vol 2l No 42008旬8 基于斜楔与杠杆机构的小型手动夹具 (苏州工业职业技术学院,江苏苏州215104)摘要:介绍了一种由斜楔与杠杆机构组合而成的小型手动夹具,给出了其力学计算公式;该夹具具有结构简单、使 用方便以及力放大作用等优点。 关键词:斜楔;杠杆;夹具 中围分类号:TG702 文献标识码:A 文章编号:1007—4414(2008)04—0075—01 Apint—-size manual fixture based wedge--levermechanism Lu Lin (Suzhou vocational institute矿industrial technology-Suzhou Jiangsu 215104-China) Abstract:In paper.apint—size manual f=ture based wedge—levermechanism introduced.Itsmechanical calcu- lating formulae given.Theresult proves manualfixture has advantages using.andreinforcement function. Key words twedge;lever;f'Lxture 1概述 在自动化程度发达的现代工业生产中,手动夹具 因其结构紧凑、使用灵活、生产方便等诸多优点得到 广泛应用。笔者介绍了一种利用斜楔与杠杆机构组 合而成的可手动操作的小型夹具设计。 2工作原理 夹紧装置的工作原理.21如图1所示,该夹具运 用斜楔与杠杆机构的结合原理。在手柄上作用一输 入力‘(方向如图l所示),运用杠杆机构的增力作 用,将一次放大的力作用在斜楔上,推动斜楔左移,利 用斜楔的角度效应将二次放大的力作用在力输出件 上,从而压紧工件;反向拉动手柄,斜楔反向运动,夹 紧件在重力作用下放松对工件的夹紧。 图1工作原理图 3力学计算 图1所示系统中,如忽略各接触面摩擦时,其理 论输出力与理论增力系数的计算公式分别为: …tanotFi 式中:E为输入力;F。。为理论输出力;Z。、乞为杠杆两端长度;ix为斜楔的楔形角。 实际输出力与理论增力系数的计算公式分别为: 式中:L为实际输出力;届为滚子对斜楔斜面的当量摩擦角;9为楔形块底面与平面间的摩擦角。 手动夹具一般都有自锁要求,而楔形块在一定前 提下具有自锁功能。根据楔形块自锁条件,必须保证 a-</;+p才能满足自锁条件。 4应用举例 设a=70,』B=80,9=50,Zl=160mm,Z2=80ram, 则由式(4)得实际增力系数为i。一8.5,尽管这一增力 系数值并不高,但小型手动夹具适用于夹紧力并不是 特别大的场合,一个小机构可使夹紧力提高8倍或使 操作者节省约80%的力,效果较明显。 (下转第77页) 收稿日期:2008一04—17 作者简介:鹿霖(1979一),女,江苏徐州人。硕士。主要从事机构设计及创新方面的工作。 75万方数据 2008年8月机械研究与应用 MECHANICAL RESEARCHAPPLICATION Vol 2l No 42008旬8 选择工具钢冷轧钢带:材料60Si2MnA,尺寸2.0 5522000,工作圈数为30圈。其扭矩特性如图2 所示。经计算,行驶里程可达10km以上。 图2卷簧扭矩特性 此平面涡卷弹簧质量、体积在设计要求以内,而 且内摩擦小、特性曲线次以上,效 率较高。 3.3输出转速控制与制动机构的设计【3】 控制:涡卷弹簧转速及输出转速控制采用辐条擒 纵叉(名取自摆钟)机构。如图3所示,擒纵杆末端 锁楔头13在常闭簧14的作用下使增速器末端大齿 轮处于常停转状态,当自行车后轮11之辐条上的擒 纵块12触碰擒纵杆前端时(设计后轮转动l圈触碰 1次),锁楔头13抬起,大齿轮便在卷簧作用下传递 转动动力。由此控制涡卷弹簧及输出轮基本上实现 匀速旋转并传递动力。 11.后轮 12.擒纵块 13.锁楔头 14.常闭簧 图3辐条擒纵叉机构原理 制动:市场上电动自行车或轻便摩托车的抱闸式 制动装置的最大制动扭矩为18Nm,由于本装置制动 扭矩为20300(300为后轮半径)=6000N lnnl= 6Nm,且处于间歇制动状态,所以可选用市场上电动 自行车或轻便摩托车的抱闸式制动装置。同时选用 安置在车把处的手动转柄和传力系统。 3.4装置与自行车后轮动力结合部分设计 设计采用在自行车辐条上加固齿圈(不改变自 行车现有结构),如图4所示,装置动力输出齿轮15 与齿圈16的传动比为i=5。考虑减轻质量又保证零 件传动强度,采用聚甲醛或尼龙工程塑料作为动力输 出齿轮与齿圈的材料。 15.装置动力输出轮16.齿圈 图4装置与自行车后轮连接原理 4结论 作为自行车人力替代品的自行车卷簧动力装置, 属纯机械式、便于操作、零污染,是取代现有自行车电 瓶装置的理想选择。为达到行驶舒缓、平稳的目的, 设计与制造性能更加良好的涡卷弹簧和选取数目合 适的擒纵块个数将是该装置进一步实验与改进的目 参考文献:[1]吴宗泽.机械零件设计手册[M].北京:机械工业出版社。2004. [2]成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版杜,2004. [3]周明衡.离合器制动器选用手册[M].北京:化学工业出版社, 2003. I上接第75页) ’5总结该夹具由简单的杠杆和斜楔组成,新的组合形式 实现新的功能。通过局部变化,使该夹具具有以下优 (1)在结构简单紧凑的前提下能实现二次增力,增力效果较明显。 (2)用滚子与斜面相切与两斜面相切相比摩擦 阻力小。 参考文献: [1】高纬纬。钟康民,陈再良.基于斜楔原理的小型手动夹具设计 [J].工艺装备。2005(6):68. [2]鹿霖,钱志良.二次正交斜楔一钢球增力液压夹具[J].液压 与气动,2005(6):66—67. 77万方数据 基于斜楔与杠杆机构的小型手动夹具 作者: LuLin 作者单位: 苏州工业职业技术学院,江苏,苏州,215104 刊名: 机械研究与应用 英文刊名: MECHANICAL RESEARCH 2008,21(4)参考文献(2条) 基于斜楔原理的小型手动夹具设计[期刊论文]-工艺装备2005(06) 二次正交斜楔-钢球增力液压夹具[期刊论文]-液压与气动2005(06) 本文读者也读过(10条) 冯辉英.熊毅一种简易线切割夹具的设计[期刊论文]-电加工与模具2009(6) 刘新柱.周海波.姜庆昌.LIUXin-zhu.ZHOU Hai-bo.JIANG Qing-chang 铰杆——斜楔式气动夹具增力机构设计 及力学分析[期刊论文]-液压与气动2011(4) 金礼敬.JINLi-jing 浅谈小型工装夹具设计加工的现场经验[期刊论文]-装备制造技术2007(12) 郑准备.张李锋.张兵.王博Bo 输电线路耐张线夹开裂原因分 析[期刊论文]-陕西电力2010,38(12) 王智礼.WangZhi-Li 斜楔机构中构件的运动和受力分析[期刊论文]-机械研究与应用2006,20(3) 王怀玉.WANGHuai-yu 大调节量斜楔式轧制线调整装置结构探讨[期刊论文]-有色金属加工2009,38(1) 王维.钟康民.WANGWei.ZHONG Kang-min 基于圆柱-双斜楔面增力的冲击式自锁压紧装置[期刊论文]-组合机床 与自动化加工技术ong-bing 压电谐波电机单级杠杆式位移放大机构的有限元分析[期刊论文 ]-北京工商大学学报(自然科学版)2005,23(3) 引用本文格式:鹿霖.Lu Lin 基于斜楔与杠杆机构的小型手动夹具[期刊论文]-机械研究与应用 2008(4)

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