Комбинированные зажимы.

С их помощью можно:

1. увеличить силу зажима,

2. обеспечить самоторможение;

3. сделать возможным зажим заготовки в наиболее выгодном месте и направлении.

Из двух или нескольких простых механизмов комбинируют один, например:

• винтовая пара – клин;

• винтовая пара – рычаг;

• эксцентрик – клин;

• эксцентрик – рычаг и т.д.

Количество простых силовых механизмов ограничено, и все они в основе своей являются клиновыми или рычажными. Следовательно, комбинированные механизмы представляют собой систему из клиновых, рычажных или клино-рычажных механизмов.

Рычажно-шарнирные механизмы.

Одной из разновидностей комбинированных механизмов являются рычажно-шарнирные. Чаще всего они используются в качестве усилителей в механизированных приводах. По конструкции делятся на однорычажные и двухрычажные одностороннего действия, а также двухрычажные двухстороннего действия (самоцентрирующие). Свойствами самоторможения эти механизмы не обладают.

А . Однорычажные шарнирные механизмы.

В однорычажном механизме с роликом зажим осуществляется зажимным рычагом-прихватом. Исходная сила Q при помощи рычага и прихвата преобразуется в зажимную силу W.

Сила Q и реакция N состороны опоры ролика заменяются равнодействующей R, направленной вдоль рычага. После разложения R в точке С получим силы W и Q.

Из треугольника сил WCR для идеального механизма находим:

Видно, что при . Сила, развиваемая таким реальным механизмом определяется из формулы:

где  - дополнительный угол к углу наклона , который учитывает потери на трение скольжения в шарнирах (при f = 0,1,   1…2):

;

- приведенный коэффициент трения, которым учитываются потери на трение в роликовой опоре:

;

d – диаметр осей шарниров и внутренний диаметр ролика;

D – наружный диаметр ролика;

l – расстояние между осями отверстий рычага;

f – коэффициент трения скольжения в шарнирах и на оси ролика;

- коэффициент трения скольжения на опоре ролика.

При коэффициенте трения f = 0,1, угол  незначитетелен: при d/D = 0,2 .

Б . Двухрычажные шарнирные механизмы одностороннего действия.

Для идеальных механизмов:

,

т.е. эти механизмы при равных исходных силах развивают в 2 раза меньшее зажимное усилие, чем однорычажные.

Для реального механизма:

В

. Двухрычажные шарнирные механизмы двухстороннего действия.

Для идеальных механизмов:

,

Для реального механизма:

Основные характеристики простых и комбинированных механизмов.

Для любого простого механизма можно определить передаточное отношение сил и передаточное отношение перемещений.

Передаточное отношение сил:

где W – сила, развиваемая на ведомом звене (сила зажима);

Q – сила, приложенная к ведущему звену механизма.

Соответственно для идеального механизма, т.е. механизма без трения:

Передаточное отношение перемещений:

где S_W – перемещение ведомого звена;

S_Q – перемещение ведущего звена;

Передаточное отношение i и i_ид всегда >1 и характеризуют выигрыш в силе; i_п – всегда <1, и характеризует проигрыш в пути.

КПД механизма:

Для комбинированных механизмов, состоящих из нескольких последовательно сблокированных простых, передаточное отношение сил, перемещений и КПД определяется по формулам:

где k – число простых механизмов в комбинированном приводе.

Сила зажима W, развиваемая комбинированным механизмом, определяется по формуле:

,

где Q – исходная сила зажима на рукоятке или штоке привода;

Так, например, если в комбинированном механизме, состоящем из последовательно сблокированных винтового, клинового и рычажного механизмов, первый повышает исходную силу Q на рукоятке в 75 раз (i₁ =75), второй повышает силу первого в 3 раза (i₂ =3), а третий повышает силу второго в 2 раза (i₃ =2), то:

Если характеристики простых механизмов заранее неизвестны, то расчет силы зажима W, развиваемой комбинированным механизмом, можно выполнить последовательно.

Вначале определяем силу , развиваемую первым простым механизмом; затем рассматривая ее как исходную силу , развиваемую вторым механизмом, и т.д. Количество простых силовых механизмов ограничено, и все они в основе своей являются клиновыми или рычажными. Следовательно, комбинированные механизмы представляют собой систему из клиновых, рычажных или клино-рычажных механизмов.