【正文】 種手柄等 )； 每個(gè)夾具不一定所有的各類元件都具備 ,如手動(dòng)夾具就沒有動(dòng)力裝置 ,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之 ,按照加工等方面的要求 ,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu) ,例如在有的自動(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。 12 第 2 章 三爪卡盤螺旋擺動(dòng)式液壓缸增力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及原理設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是在三爪卡盤 上 裝配 一個(gè)液壓 裝置 ，從而達(dá)到運(yùn)用液壓作為動(dòng)力， 減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 ， 結(jié)構(gòu) 方案如圖 所示，主要是在原來的 結(jié)構(gòu) 基礎(chǔ) 上 安裝 一個(gè)螺旋盤 和 一個(gè)擺動(dòng)油缸及柱塞等。 在 大錐齒輪 的 背面加工出凹槽，圓柱活塞 的 一端 和 槽配合， 而另外一 端 安裝在 液壓缸定子葉片的孔中， 在端部安裝上 彈簧，柱塞在彈簧 牽引 下， 有 一端 一直和 凹槽接觸。 工作 過程中 利用轉(zhuǎn)動(dòng)杠轉(zhuǎn)動(dòng)小錐齒輪 2 帶動(dòng)大錐齒輪 3,當(dāng)卡爪 7 沒有 接觸 加工 工件時(shí) ,圓錐螺旋彈簧 5 所受 到的阻力比較 小 ,即 圓柱活塞 4 與大錐齒輪 3 沒有發(fā)生 相對(duì) 移動(dòng) ,則 缸體 6隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng) ,卡爪 7 隨之 徑向移動(dòng) ,向加工工件接近 ,此過程為 空行程。當(dāng) 卡爪 7 接觸工件后 ,所受 到的 阻力 大大增加 , 爪 10.轉(zhuǎn)子葉片 圖 21 卡盤結(jié)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖 繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，活塞 4 受力增加，當(dāng) 受力 達(dá)到一定程度時(shí)，圓錐螺旋彈簧 5 被 壓縮，活塞 4 與大錐齒輪 3 產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，活塞 4 向定子孔中運(yùn)動(dòng)，液壓油 12 被壓縮， 從而 液體推動(dòng) 13 轉(zhuǎn)子葉片 10 旋轉(zhuǎn)，卡爪 7 徑向微進(jìn)給， 此過程為 夾緊行程。當(dāng)大錐齒輪 3 繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至某一角度，活塞 4 將 得到 復(fù)位，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，將 繼續(xù) 重復(fù)上一次的運(yùn)動(dòng)直到 把 加工 工件完全夾緊。 14 第 3章 主要 結(jié)構(gòu) 參數(shù) 的 確定 和 結(jié)構(gòu)計(jì)算 在 KZ320型 三爪 卡盤 的 上 安裝 一個(gè)螺旋擺動(dòng)式液壓 的 機(jī)構(gòu)進(jìn)行 結(jié)構(gòu)計(jì)算 分析。 液壓腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)其具體的安裝條件 與機(jī)械 強(qiáng)度 和 剛度 的 要求， 初步對(duì)液壓腔的結(jié)構(gòu)尺 寸設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下 ： 外壁厚： n1=16mm 內(nèi)壁厚： n2=8mm 油腔寬： a=30mm 空隙寬： x=1mm 故液壓腔的面積： S1=a(D/2d/2L1L2xn1n2) =1350mm178。 （ ） 其中：卡盤體大徑 D=320mm 小徑 d=100mm 卡盤體外壁厚 L1=25mm 卡盤體內(nèi)壁厚 L2=15mm 轉(zhuǎn)子 葉片數(shù)的設(shè)計(jì) 擺動(dòng)缸中轉(zhuǎn)子葉片的作用是 盡可能得到最大的扭矩 ,輸出 的 扭矩表達(dá)式為： M=Zb( 1D 178。 1d 178。)Pym () （ ） 其中 Z：葉片數(shù) b：軸間寬度 D1：油腔大徑 d1：油腔小徑 P：進(jìn)油口壓力 (Pa) Ym：機(jī)械效率 D1=D2L12 x 2n1=236mm d1=d+2L1+2L2=146mm 在 b、 D d P及 Ym等 確定 的情況下，葉片數(shù)越大， 那 得到的輸出扭矩 也就會(huì) 越大。 在設(shè)計(jì)中，擺動(dòng)液壓缸利用的原理是液體壓強(qiáng)向各個(gè)方向等壓力傳輸 ，來實(shí)現(xiàn)軸向的直線 運(yùn)動(dòng)向旋轉(zhuǎn) 的圓周 運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。由于結(jié)構(gòu)特定， 所以 在本 設(shè)計(jì) 中輸出 的 扭矩并不 會(huì) 隨葉片數(shù)的增 加 而增大，在外力 確定 情況下， 扭矩 只與油腔軸向 的 面積成正比。 葉片數(shù)只 會(huì) 影響壓力油壓強(qiáng)，但最終 的扭矩不變。所以為了方便制造和 安裝，取 Z=3. 擺動(dòng)角的設(shè)計(jì) 由經(jīng)驗(yàn)可知，在通常情況下，工件被夾緊時(shí) 其變形 B≤ 1mm,取每次夾緊行程中卡爪進(jìn)給,故可得擺動(dòng)角 θ =360186。∕ t f= 其中 平面螺旋機(jī)構(gòu)的升程 t=12 卡爪每次進(jìn)給量 f= 定子圓柱活塞杠面積的設(shè)計(jì) 由結(jié)構(gòu)可知，葉片輸出扭矩 M=P?S1?r?Z1?Ym （ ） 其中 P：進(jìn)油口壓強(qiáng) S：葉片面積 Z：葉片數(shù) 15 r：葉片面積的幾何中心到軸心線的距離 Ym：機(jī)械效率 油液壓強(qiáng) P=F2/S2（ ） 其中 F2=F/Z （ ） 每個(gè)葉片受力 F1=PS1 （ ） F1/F2=S1/S2=σ 1 （ ） 其中 σ 1 為增力比 ,為一常數(shù) ,故 S2=S1/σ 1 （ ） 10 第 4章 . 凹槽輪廓線的設(shè)計(jì) 根據(jù) 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)方案可知 ,凹槽輪廓線分 為兩個(gè) 部分 ，為 增力夾緊部分和圓柱活塞杠位置復(fù)原 的 部分。活塞杠與葉片組成增力系統(tǒng) ,又 和 彈簧 相互 配合 ,組成離合銷系統(tǒng)。為了使兩個(gè) 部分 系統(tǒng)的工作順利銜接 ,設(shè)計(jì) 出 過渡 的 斜面系統(tǒng) 。凹槽輪廓線的設(shè)計(jì) 如圖 3所示。 圖 3 凹槽展開圖 如圖所示 , θ 1角斜面為槽面的第一部分 ,α 角斜面為槽面第二 增力部分 , θ 2角為 第三 過渡部分， 以下確定各個(gè)數(shù)據(jù)。 因?yàn)樵O(shè)計(jì)安裝了 三個(gè)圓柱活塞杠 ,所以 同樣形狀的輪廓面段數(shù) N=3n(n= 3?? ) 考慮到結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 的具體 要求 ,取 n=2, 則 N=6,卡爪在一周內(nèi)將進(jìn)給 f=6 ， 所以縮短了加工工件的所需要 的加緊時(shí)間，進(jìn)一步提高了加工效率。 活塞杠的升程 活塞杠的升程 H= H1+ H2 分別確定 H H2 再根據(jù) H=σ ?m （ ） 其中 σ ： 增力比 m：卷子葉片的平均移動(dòng)距離 m=θ 0/π ?r=θ 0/π ? （ D1+d2/2） 191/2 2π /200=3mm 根據(jù) 結(jié)構(gòu)的 安裝 要求 ，活塞杠軸線與卡盤體軸線 R=（ 1916） /2==92mm 得輪廓線參數(shù) L=2π r /6= 則 H=m σ 1=12mm, 故 S2=S1/σ 1,=1350/15=270mm. r2=σ 1S2/π = 凹槽輪廓線的增力部分增力比最大為 σ 3=J/L 11 對(duì)活塞杠的 受力分析如圖 4 圖 4 活塞杠受力圖 θ =Nsinα +Fcosα （ ） J=Ncosα () F=Nf () 其中 f為摩擦系數(shù) ,可取 f=,則 ： σ 3=T/Q=1/tgα + f 若 α 取極大值 ,則 tgα ≤ H/L2r1=15/= 故可得 ： σ 3min=1/+=1/= σ 1σ 3=4 = 由于新增機(jī)構(gòu)增力比為 σ 1σ 3,且其他機(jī)構(gòu)不變 ,故 σ 1σ 3為 最終的增力比 .設(shè)計(jì) 目的 為增力比 σ 0=10,故 σ 1σ 3= ,符合要求，故取 σ 1=4,H=mσ 1=12mm可設(shè)H1=4mm,H2=8mm。 θ 1的設(shè)計(jì) 當(dāng)活塞杠處于和凹槽配合狀態(tài)，與大錐齒輪 沒有相對(duì)滑動(dòng) 的時(shí)候 ，其受力如圖 5所示 ， 416RT