基于杠桿、斜楔增力原理的綠色手動(dòng)夾具設(shè)計(jì).pdf

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1、·機(jī)械制造與研究·劉忠·基于杠桿、斜楔增力原理的綠色手動(dòng)夾具設(shè)計(jì)基于杠桿、斜楔增力原理的綠色手動(dòng)夾具設(shè)計(jì)劉忠(信達(dá)鋼構(gòu)(蘇州)有限公司，江蘇蘇州215124)摘要：采用組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，利用杠桿、斜楔原理設(shè)計(jì)出了一種綠色小型手動(dòng)夾具，給出了其力學(xué)計(jì)算公式，該夾具簡(jiǎn)單易用，擴(kuò)力比大，且具有自鎖功能。關(guān)鍵詞：杠桿；斜楔；夾具；擴(kuò)力比中圖分類號(hào)：TH13文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1671—5276(2012)01-0018-01DesignofGreenHand-powerChuckingBasedonForceAmplifyingPrincipleofLeverandIn

2、clinedWedgeLIUZhong(XindaSteeIConstruotion(Suzhou)Co．，Ltd．，Suzhou215124，China)Abstract：Thispaperusescombinationinnovationmethodtodesignonekindofgreenhand-powerchuckingwithleverandinclinedwedgeandgivesthecorrespondingdynamiccalculatingformulae．Itsstructureissimpleanditcanbemanufacturede

3、asily．Thechuckinghasbigforceamplifyingratioandfunctionofself—locking．Keywords：lever；inclinedwedge；chucking；forceamplifyingratio0前言隨著“綠色制造”理念的提出，高效低耗成為機(jī)械設(shè)計(jì)中的主要原則之一。在夾具設(shè)計(jì)中往往希望將較小的輸入力轉(zhuǎn)化為較大的輸出力，以獲得良好的夾緊效果。常用的增力機(jī)構(gòu)主要有杠桿機(jī)構(gòu)、斜楔機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、鉸桿機(jī)構(gòu)、偏心機(jī)構(gòu)以及利用流體帕斯卡原理傳動(dòng)的增力裝置等?。手動(dòng)夾具具有操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，不消耗自然資源，

4、沒有污染等優(yōu)點(diǎn)，完全符合“綠色制造”的理念，但其也存在著擴(kuò)力比小，效率較低等不足。本文采用組合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，將杠桿機(jī)構(gòu)和斜楔機(jī)構(gòu)加以組合，設(shè)計(jì)出了一種擴(kuò)力比較大的小型手動(dòng)夾具。1工作原理1一手柄；2一單面斜楔；3一雙面斜楔；4一滾輪5一彈簧；6一杠桿式壓板；7一工件該加緊裝置的工作原理如圖1所示。需要加緊時(shí)，向右搬動(dòng)手柄1，利用杠桿原理將輸入力放大，驅(qū)動(dòng)單面斜楔圖1夾緊裝置工作原理圖2向左移動(dòng)，繼而推動(dòng)其上的雙面斜楔3上升，將兩邊的滾子4向左右推開。再次利用杠桿原理將作用在滾子上的水單面斜楔的驅(qū)動(dòng)力為：平推力放大并轉(zhuǎn)化為內(nèi)扣的夾緊力將工件7夾緊。需要松，F(xiàn)。=F(1

5、)開工件時(shí)，只要向左推動(dòng)手柄將斜楔松開，杠桿式壓板則會(huì)2在彈簧的作用下自動(dòng)恢復(fù)到原位，即可松開工件。式中：z1，f2——杠桿長(zhǎng)度，IBm；——作用在單面斜楔上的驅(qū)動(dòng)力／N；2力學(xué)計(jì)算F——作用在手柄上的輸入力／N。雙面斜楔的驅(qū)動(dòng)力為：2．1加緊力計(jì)算=FI(2)設(shè)作用在手柄上的輸入力為F。通過(guò)力學(xué)分析可得：式中，單面斜楔的楔角／(。)；(下轉(zhuǎn)第64頁(yè))作者簡(jiǎn)介：劉忠(1968一)，男，江蘇蘇州人，工程師，工學(xué)學(xué)士，研究方向：先進(jìn)制造技術(shù)?！?8·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．eelE-mail：ZZHD@chainajouma1．net．

6、cn《機(jī)械制造與自動(dòng)化》·機(jī)械制造與研究·劉波，等·管材激光彎曲的有限元分析迅速降低，材料收縮同時(shí)未加熱區(qū)溫度升高，產(chǎn)生膨脹，反向彎曲逐漸減少。在恢復(fù)到原始位置后，這種變化趨勢(shì)繼參考文獻(xiàn)：續(xù)進(jìn)行，彎曲逐漸增大，在t=250s時(shí)，管材在Y向上產(chǎn)生[1]郝南海．薄壁管材激光彎曲過(guò)程有限元分析[J]北京信息科最大正向位移為2．6×10～I(xiàn)TI，管材繼續(xù)冷卻，直至室溫，技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，25(1)：38-41．彎曲角度趨于穩(wěn)定，整個(gè)彎曲過(guò)程基本完成。[2]徐云飛．管材彎曲成形的模擬與實(shí)驗(yàn)研究【D]大連理工大學(xué)．2008．4結(jié)語(yǔ)[3]劉洪順，吉巧杰．鋼管激光彎曲成型的數(shù)值

7、模擬[J]．激光技術(shù)，2006，30(1)：355-359．建立了管材機(jī)關(guān)彎曲的有限元分析模型并進(jìn)行加載[4]管延錦．管材激光彎曲成形有限元工藝仿真及機(jī)理研究[J]．計(jì)算。通過(guò)分析計(jì)算結(jié)果，對(duì)整個(gè)管材激光彎曲的過(guò)程有應(yīng)用激光，2006，26(2)：85-89．較清晰的認(rèn)識(shí)，管材彎曲主要是來(lái)源于材料受熱冷卻收【5]管延錦，孫勝．工藝參數(shù)對(duì)管材激光彎曲成形影響規(guī)律的研縮，導(dǎo)致局部鐓粗凸起而形成。本文為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究選究[J]．應(yīng)用激光，2006，(17)：1-4．取工藝參數(shù)起到輔助作用。收稿日期：2011—06—24(上接第l8頁(yè))——斜楔與夾具體之問(wèn)的摩擦角／(。