Расчет простейших зажимных устройств станочных приспособлений

Расчет зажимных устройств проводят в целях определения основных размеров этих механизмов. По известной силе зак­репления Q рассчитывают прикладываемую силу Р или развива­емый момент М, которые определяют геометрические парамет­ры механизма.

Винтовые механизмы

Винтовые механизмы просты и надежны. Зная необходимую силу закрепления Q, определяют номиналь­ный (наружный) диаметр винта по формуле

где с — коэффициент, зависящий от типа резьбы (для метрической резьбы с = 1,4); — напряжение растяжения.

 

 

Рис. 2.19. За­жимный элемент винт — гайка

 

 Момент, развиваемый на рукоятке ключа (рис. 2.19),

где — средний радиус резьбы; — угол подъема резьбы; — угол трения в резьбе;  — момент трения на опорном торце гайки или винта,

При откреплении необходимо преодолевать трение покоя, поэтому

В табл. 2.3 приведены формулы для расчета момента затяжки.

 

Таблица 2.3

Формулы для расчета момента затяжки винтами разной конструкции

Условие работы винта	Схема	Формула для расчета
Работа на сжатие   То же     Работа на растяжение		при

 

 

Эксцентриковый зажим

 

Эксцентриковые зажимы (рис. 2.20, а) являются быстродей­ствующими, обладают свойством самоторможения, но плохо ра­ботают в условиях вибраций. Параметры, необходимые для про­ведения расчета: IT — допуск на размер детали, по которому производится закрепление; а — угол поворота эксцентрика из начального положения; Q — сила закрепления;  — гаранти­рованный зазор для установки заготовки под эксцентриком

( = 0,3...0,4 мм); — зазор, учитывающий износ эксцентрика ( = 0,4...0,6 мм); — жесткость зажимного устройства при­способления.

Рис. 2.20. Эксцентриковый механизм закрепления (а) и его расчетная схема (б)

 

Последовательность расчета следующая.

1. Определить эксцентриситет:

При заданном угле поворота эксцентрика

2. Вычислить радиус цапфы r (из условия смятия):

При

где  — допускаемое напряжение на смятие.

3. Определить радиус R наружной поверхности эксцентрика (из условия самоторможения). Равнодействующая Т от действия сил Q и F должна быть уравновешена реакцией со стороны цап­фы и быть направлена по касательной к радиусу круга трения (рис. 2.20, б ):

но , поэтому

где = 0, 12 ... 0, 15 — коэффициент трения в цапфе; — угол трения покоя.

4. Найти угол поворота для наименее выгодного положе­ния эксцентрика с учетом его самоторможения:

   

   

5. Вычислить ширину рабочей части В эксцентрика (из условия смятия):

где — модули упруго­сти материалов эксцентрика и за­готовки.

6. Определить силу (или мо­мент) закрепления на рукоятке. На эксцентрик при закреплении действуют три силы реакции (рис. 2.21): S (в цапфе), Т (на заго­товке) и N (на рукоятке механиз­ма). Под действием этих сил рас­сматриваемая система находится в равновесии, т. е.

 

Рис. 2.21. Схема для определения длины плеча рычага

 

После преобразований имеем

Согласно действующим нормативным документам, значение силы закрепления N< 150 Н.

Клиновые механизмы

Клиновые механизмы (рис. 2.22) главным образом использу­ют в качестве промежуточных звеньев в сложных механизмах. Они

компактны и просты в изготовлении, позволяют изменять силу закрепления и ее направление, легко встраиваются в приспособления. Для клинового ме­ханизма, изменяющего направление силы на 90°,

Рис. 2.22. Клиновый механизм

Знак «+» здесь соответствует закреп­лению, «—» — раскреплению, угол  обычно равен 15°. При = = =  формула упрощается и принимает вид