5.3.5. Рычажно-шарнирные механизмы

По конструкции рычажно-шарнирные механизмы подразделяются на:

а) однорычажные шарнирные механизмы;

б) двухрычажные шарнирные механизмы одностороннего действия;

в) двухрычажные шарнирные механизмы двустороннего действия.

Схема однорычажного шарнирного механизма с роликом представлена на рисунке 5.26.

Из условия равновесия

где Q- сила зажима; W - сила, приложенная к рычажно-шарнирному механизму; - угол наклона; - дополнительный угол к углу наклона, учитывающий потери на трение в шарнирах; ; - приведенный коэффициент трения качения, учитывающий потери на трение в роликовой опоре: ; - диаметр осей шарниров; - наружный диаметр ролика; - коэффициент трения скольжения в шарнирах на оси ролика;

Рисунок 5.26 – Расчетная схема однорычажного шарнирного

механизма

- коэффициент трения скольжения на опоре ролика.

Запас хода определяется зависимостью

Для двухрычажных шарнирных механизмов одностороннего действия без плунжера (Рис.5.27).

Запас хода двухрычажного шарнирного механизма одностороннего действия

Рисунок 5.27 – Расчетная схема двухрычажного шарнирного механизма одностороннего действия

Расчетная схема двухрычажного шарнирного механизма двухстороннего действия показана на рис. 5.28

В этом случае

Запас хода двухрычажного шарнирного механизма двухстороннего действия

Рисунок 5.28 – Расчетная схема двухрычажного шарнирного механизма двухстороннего действия

5.3.6. Механизм с байонетным замком

Действие плунжерного зажима с байонетным замком (рис. 5.29) основано на самотормозящем эффекте в пазу плунжера, расположенном под углом α .

Из условия равновесия системы следует, что

,

где

Рисунок 5.29 – Байонетный зажим

где W — сила, приложенная к рукоятке; Q — осевая сила на плунжере; α— угол подъема паза; P — окружное усилие на плунжере.; φ — угол трения (харак­теризующий трение между шипом и пазом байонета), Тогда получим

или

Трение на торце может создавать дополнительный момент М_Т. Расчеты с учетом трения на торце аналогичны расчетам на торце винтового зажима. В нашем примере торец имеет сферическую поверхность при этом .

5.3.7. Цанговые зажимные устройства

Цанговые зажимы применяют для установки по наружным и внутренним цилиндрическим поверхностям. При этом могут использоваться механизмы без осевого упора (прутковые автоматы) или с упором.

Цанги имеют различные конструкции [14], и представляют собой разрезные пружинные гильзы с лепестками, имеющими поверхности расположенные под углом α. Их изготавливают из высокоуглеродистой стали У10А и термически обрабатывают до твердости HRC 58-62 в местах губок и HRC 39 -45 в хвостовой части. Угол конуса 2α = 30°- 40°.

Цанги обеспечивают концентричность установки 0,02 – 0,05 мм. Базовую поверхность заготовок для закрепления в цангах следует обрабатывать по 6 – 9-му квалитету. При закреплении заготовки без осевого упора возможно ее смещение на величину

где α - угол наклона цанги; δ – зазор между цангой и заготовкой.

Рассмотрим цанговый механизм для установки заготовки без осевого упора (Рис. 5.30). Осевое усилие W , необходимое для зажима цанги, обеспечивающее усилие зажима Q определяется зависимостью [10]

,

Расчет выполняется с использованием закономерностей, рассмотренных при расчете зажимов в клиновых механизмах с углом подъема α (половина угла конуса цанги) и углом трения φ.

Рисунок 5.30 – Расчетная схема цанги без упора

Р₁ – сила, сжимающая лепестки цанги до их соприкосновения с поверхностью заготовки

где Е – модуль упругости материала цанги; l ^- - расстояние от плоскости задела лепестка цанги до средины зажимающего конуса цанги; f – стрела прогиба лепестка ( f = δ); δ – зазор между цангой и заготовкой (до начала зажима); z – число лепестков цанги; J – момент инерции в сечении заделанной части лепестка.

При установке заготовки в цангу с осевым упором в расчетную зависимость добавляется сила трения на поверхности контакта упора цанги с заготовкой с учетом угла трения в этом контакте φ₁

Тогда