Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Эксцентриковые механизмы
Рис. 2.34. Схема сил в круговом эксцентрике
Эксцентрик представляет собой соединение в одной детали двух элементов — круглого диска радиуса r (рис. 2.34) и плоского односкосого клина. При повороте эксцентрика вокруг оси вращения диска 0 клин входит в зазор между диском и заготовкой и развивает силу зажима Q. Рабочая поверхность эксцентриков может быть окружностью (круговые) или спиралью (криволинейные). Различие их заключается в том, что в развертке круговых эксцентриков плоский клин получается криволинейным с переменным углом α в зависимости от угла поворота β (рис. 2.34, б), а у криволинейных эксцентриков а не зависит от β. Это означает, что криволинейные эксцентрики создают стабильную силу зажима в партии заготовок, а круговые — нет. При зажиме круговыми эксцентриками в зависимости от колебания размера НТ в партии заготовок изменяется рабочий угол поворота β, а следовательно, угол α и сила зажима Q. В то же время технология изготовления круговых эксцентриков значительно проще, чем криволинейных. Поэтому широко распространены круговые эксцентрики с углом для уменьшения колебаний Q1 в партии. Эксцентриковые зажимы являются самыми быстродействующими из всех ручных зажимных механизмов. По быстродействию они сравнимы с пневмозажимами. Недостатками эксцентриковых зажимов являются: · малая величина рабочего хода, ограниченная величиной эксцентриситета; · повышенная утомляемость рабочего, так как при откреплении заготовки рабочему необходимо прикладывать силу, обусловленную свойством самоторможения эксцентрика; · ненадежность зажима при работе инструмента с ударами или вибрациями из-за опасности самооткрепления. Несмотря на эти недостатки, эксцентриковые зажимы широко используют в приспособлениях, особенно для мелкосерийного и серийного производств. При проектировании эксцентрикового зажима необходимо по требуемой для закрепления заготовки силе зажима Q определить его конструктивно-размерные параметры. Исходными данными для расчета являются: Т— допуск на размер Н заготовки от базы до точки приложения силы зажима; β — рабочий угол поворота эксцентрика от нулевого (начального) положения; Q — требуемая для закрепления заготовки сила. Результатом расчета должны быть: е — эксцентриситет эксцентрика, d — диаметр цапфы, R — радиус рабочей поверхности эксцентрика, В— ширина рабочей поверхности, l — длина рукоятки (при ручном зажиме). Если угол β поворота эксцентрика не ограничен, то эксцентриситет е определяют из условия , где S1 — минимальный зазор, обеспечивающий свободную установку заготовки с максимальным размером Н; S2 — запас хода эксцентрика, предохраняющий его от перехода через мертвую точку; j— жесткость узла зажима. Отношение Q/j- учитывает увеличение расстояния между заготовкой и эксцентриком за счет упругой деформации деталей узла зажима, воспринимающих силу Q. Рис. 2.35. Схема зажимного механизма с торцовым кулачком При угле β < 180° величину е можно определить из уравнения перемещений эксцентрика. Это уравнение можно записать из схемы на рис. 2.36 , приняв и записав , получим . (2.58) С другой стороны, необходимая величина рабочего хода определяется условием , тогда , откуда . (2.59)
Диаметр цапфы эксцентрика d можно определить из условия отсутствия контактных деформаций смятия, задаваясь ее шириной b: , где - допускаемое напряжение на смятие материала цапфы. Радиус рабочей поверхности эксцентрика R определяют из условия самоторможения эксцентрика. Для этого необходимо, чтобы угол подъема криволинейного клина α был меньше угла самоторможения α с. Это условие можно записать из схемы на рис. 2.35, а. На схеме действие эксцентрика на заготовку условно заменено действием плоского односкосого клина с углом α в зазоре между заготовкой и цапфой эксцентрика. Точка касания наклонной плоскости и цапфы лежит на радиусе R1, соединяющем ось вращения эксцентрика 0 с точкой М приложения зажимной силы. Тогда , откуда . (2.60)
Приняв в формуле (2.60) α = α с, можно рассчитать величину R, обеспечивающую самоторможение эксцентрика. Ширину рабочей части эксцентрика В (на рис. не показана) определяют из уравнения напряжений смятия в месте контакта его с заготовкой или промежуточной деталью , где 0, 565 – коэффициент; Е1, Е2, μ 1, μ 2 - модули упругости и коэффициенты Пуассона, соответственно, для материалов эксцентрика и заготовки или промежуточной детали. Чаще всего между эксцентриком и заготовкой помещают промежуточную деталь (или эксцентрик соединяют с другим простым механизмом, например с рычажным), изготовленную из одинакового с эксцентриком материала. Изготовлять эксцентрики рекомендуется из стали 20Х с цементацией рабочей поверхности на глубину 0, 8—1, 2 мм и закалкой до твердости HRC 55-60. Приняв Е1=Е2 и μ 1= μ 2=0, 25 (для стали), получим , откуда . (2.61) Уравнение сил в круговом эксцентрике с достаточной для практических расчетов точностью можно записать, заменив действие эксцентрика действием плоского односкосого клина с углом α в зазоре между цапфой и поверхностью заготовки. Схема такой замены и сил, действующих на эксцентрик и фиктивный клин, приведена на рис. 2.33. На схеме Q1 – сила, действующая на плоскость зажима рр, под углом α. Вдоль плоскости действует сила . Эту силу можно рассматривать как внешнюю, действующую на клин с углом α. Тогда, используя формулу (2.46) . (2.62) Из условия равновесия эксцентрика получим , так как . Подставив значение в формулу (2.62) и опустив как величину, близкую к единице при малых углах α, получим , (2.63) где - переменные величины. Для использования этой формулы необходимо уметь определять угол α и радиус в зависимости от угла поворота β. Из прямоугольного треугольника MNO (рис. 2.33)
При проектировании ручных эксцентриковых зажимов задаются силой на рукоятке и из уравнения (2.63) определяют длину рукоятки . (2.64) Торцовый кулачок является разновидностью клинового механизма, у которого плоский односкосый клин укреплен на цилиндре радиуса r. Для создания силы зажима Q кулачок должен вращаться вокруг оси ОО этого цилиндра силой W, приложенной на рукоятке длиной l (см. рис. 2.33). Силу W можно определить по формуле . (2.65)
|