Расчёт элементарных зажимных устройств

1. Расчёт элементарных зажимных устройств

Смагин А.С. 2011
1

2. Рычажный механизм

Особенности:
1. Простота конструкции;
2. Постоянство силы зажима;
3. Удобство эксплуатации;
4. Надежность;
5. Возможность закрепления заготовки в
труднодоступном месте;
Смагин А.С. 2011
2

3.

Приспособление с рычажным зажимом
Смагин А.С. 2011
3

4.

Установочно-зажимное приспособление с рычажным зажимом
Смагин А.С. 2011
4

5.

Конструкции рычагов в
приспособлениях
Смагин А.С. 2011
5

6.

Расчет рычажного механизма
Условие равновесия рычажного механизма:
(1)
N Q W
Смагин А.С. 2011
6

7.

Сумма моментов относительно т.О:
Q l2 W l1 F3тр b F1тр a F2 тр r 0
Из рисунка определяем:
F1тр W f1 - сила трения между рычагом и
деталью;
F2 тр W f 2
- сила трения между рычагом и
плунжером;
F3тр W f 3
- сила трения в шарнире рычага,
f3=0,18…0,20.
Смагин А.С. 2011
7
(2)

8.

Подставим полученные силы трения в
формулу (2):
Q l2 W l1 N f3 b W f1 a Q f 2 r 0
(3)
Подставим в формулу (3) значение параметра
N из формулы (1):
Q l2 W l1 Q f3 b W f3 b W f1 a Q f 2 r 0
Q l2 f3 b f 2 r W f3 b f1 a l1 0;
Смагин А.С. 2011
8

9.

l1 f1a
Q W
l 2 f 2 n f 3b
Wl1 Ql2 0
Q W
l1
l2
Смагин А.С. 2011
9

10. Резьбовой зажим

Особенности:
1. Просты;
2. Компактны;
3. Надежны в работе.
Применяются:
1. в приспособлениях с ручным закреплением
заготовки;
2. в приспособлениях механизированного типа;
автоматических линиях при использовании
приспособлений-спутников.
Смагин А.С. 2011
10

11.

Конструкции резьбовых зажимов
Смагин А.С. 2011
11

12.

Расчет резьбового зажима
dср – средний
диаметр резьбы
α – угол подъема
резьбы;
t – шаг резьбы;
f – коэффициент
трения на
плоскости;
β – половина угла при вершине профиля
витка резьбы. Для треугольной резьбы β=30˚,
для трапециидальной резьбы β=15˚.
Смагин А.С. 2011
12

13.

Q l W
Q W
d ср
2
d ср
2l
tg пр
tg пр
Смагин А.С. 2011
13

14.

Q W
d ср
2l
tg пр
Расчёт диаметра резьбы
d C
W
С = 1,4 для основной метрической резьбы;
W – сила зажима заготовки, Н;
Ϭ – напряжение растяжения (сжатия). Для
винтов
из стали 45 Ϭ = 80 – 100Н/мм2
Смагин А.С. 2011
14

15. Клиновой зажим

Особенности:
1. Прост в изготовлении;
2. Компактен;
3. Легко размещается в приспособлении;
4. Позволяет увеличивать исходное усилие;
5. Позволяет изменить направление
исходного усилия.
Смагин А.С. 2011
15

16.

Приспособление с клиновым зажимом
Смагин А.С. 2011
16

17.

Расчет клинового зажима
Q – исходное усилие;
W – сила зажима;
F – сила трения;
N – реакция опоры;
P – сила обратного
действия;
α – угол наклона клина.
Смагин А.С. 2011
17

18.

Условия равновесия клина:
Q P F1
(1)
Из рисунка определяем:
P W tg 1
(2)
(3)
F1 W tg 2 ;
Подставляем найденные параметры в
формулу (1):
Q W tg 1 tg 2
Смагин А.С. 2011
18

19.

Q W tg пр tg 1пр
Смагин А.С. 2011
19

20. Эксцентриковый зажим

Особенности:
1. Быстродействующие;
2. Обладают свойством
самоторможения;
3. Сила зажима невелика;
4. Сила зажима зависит от
колебания расстояния между
эксцентриком и заготовкой.
Смагин А.С. 2011
20

21.

Рычажно-эксцентриковый зажим
Смагин А.С. 2011
21

22.

Конструкции кулачков в приспособлениях
Смагин А.С. 2011
22

23.

Расчет эксцентрикового зажима
е – эксцентриситет
R – радиус
эксцентрика;
ρ – радиус
вращения
эксцентрика;
l - расстояние от линии приложения усилия до
оси вращения эксцентрика
Смагин А.С. 2011
23

24.

Развёртка эксцентрика
Смагин А.С. 2011
24

25.

Условия равновесия эксцентрика:
Q l F
(1)
Из рисунка определяем:
F W f W tg 1 tg 2
Подставим полученную силу трения в
формулу (1):
Q l W tg 1 tg 2
W
tg 1 tg 2
Q
l
Смагин А.С. 2011
25

26.

R e sin
cos
ρ – расстояние от оси вращения эксцентрика до точки
соприкосновения эксцентрика с зажимаемой поверхностью;
R – радиус эксцентрика;
β – угол поворота эксцентрика при зажима детали;
е - эксцентриситет;
α – угол подъёма эксцентрика
Смагин А.С. 2011
26

27. Г - образный прихват (ГОСТ 14733-69).

Особенности:
1. Конструкция Г-образного прихвата
обеспечивает автоматический поворот
зажимного элемента в рабочее положение и
его отвод в исходное положение до упоров
действием момента закрепления.
2. По закону силовых треугольников,
равнодействующие N приложены к прихвату на
расстоянии, равном H/3 от вершины
треугольника.
Смагин А.С. 2011
27

28.

Г – образные прихваты
Т – образный
прихват
Смагин А.С. 2011
28

29.

Г – образный прихват
Смагин А.С. 2011
29

30.

Приспособление с Г-образными прихватами
Смагин А.С. 2011
30

31.

Расчёт Г-образного
прихвата
Схема сил и моментов,
действующих на
прихват
Смагин А.С. 2011
31

32.

Расчёт Г-образного прихвата
Уравнение равновесия сил на ось прихвата:
Q W F тр q
1
Fтр 2N f
2
Уравнение моментов сил, действующих
на прихват относительно точки О:
1
W l 2N H
3
Смагин А.С. 2011
3
32

33.

Q W F тр q
1
W l 2N H
3
1
Система уравнений
3
Из уравнения 3:
3W l
N
2H
В уравнение 2:
3W l f
Fтр
H
Смагин А.С. 2011
33

34.

После подстановки всех значений в уравнение 1:
3W l f
Q W
q
H
Окончательный вид уравнения:
3 l f
Q W 1
H
q
Смагин А.С. 2011
34

35. Рычажно-клиновой зажим

1 – заготовка,
2 – рычаг,
3 – плунжер,
4 – клин,
5 – пневмоцилиндр.
Смагин А.С. 2011
35

36.

Расчет комбинированного зажима:
• На клиновой механизм (4) воздействует шток
пневмоцилиндра (5) с усилием Q. Клин толкает
плунжер (3) с силой Q1.
Q Q1 tg ПР1 tg ПР2 - формула для
клинового механизма с роликами на опорах. Из
этой формулы выразим Q1
Q1
Q
tg ПР1 tg ПР 2
• Через плунжер сила Q1 воздействует на рычаг.
Для рычага составляем уравнение моментов
относительно т.O.
Смагин А.С. 2011
36

37.

Q1 f 2 r l2 f 3 b
W
;
f3 b f1 a l1
Подставляем в формулу значение параметра Q1:
Q f 2 r l2 f 3 b
W
;
f3 b f1 a l1 tg ÏÐ 1 tg ÏÐ 2
Смагин А.С. 2011
37

38. Рычажно-эксцентриковый зажим

1 – заготовка,
2 – рычаг,
3 – эксцентрик,
4 – пневмоцилиндр.
Смагин А.С. 2011
38

39.

Расчет комбинированного зажима:
• На эксцентрик (3) воздействует
пневмоцилиндр (4) с усилием Q. Эксцентрик
толкает рычаг (2) с силой Q1
l
1
- Формула для
Q1 Q
tg 1 tg 2 эксцентрикового
зажима.
• Для рычага составляем уравнение моментов
относительно т.O:
Q f r l f b
W
1
2
f3 b
2
3
f1 a l1
Смагин А.С. 2011
;
39

40.

Подставляем в формулу значение параметра
Q1:
Q l f 2 r l2 f 3 b
W
;
f3 b f1 a l1 tg 1 tg 2
Смагин А.С. 2011
40

41. Контрольное задание

Задание: Рассчитать силу зажима заготовки в
буквенном выражении
Смагин А.С. 2011
41

42. Литература:

1. Ансёров М.А. Приспособления для
металлорежущих станков. М.:
Машиностроение, 1975. – 656 с.
2. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х
т. /Ред. совет:
Б.Н. Вардашкин (пред.) и др. –
М.:Машиностроение, 1984. – Т. 1 /Под ред.
Б.Н. Вардашкина, А.А. Шатилова, 1984. 592 с.,
ил.
3. Горошкин А.К. Приспособления для
металлорежущих станков: Справочник. – М.:
Машиностроение, 1979. – 303 с.
Смагин А.С. 2011
42