三爪卡盘增力机构夹具设计.doc

毕业设计（论文） 课题名称三爪卡盘增力机构夹具设计 专业名称机械设计与制造及其自动化 所在班级 学生学号 学生姓名 指导教师 完成日期： 2006年5月 摘要 本论文设计一种在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机 构的螺旋摆动式液压缸增力机构的结构。传统的机床如车床、铳床 上三爪卡盘的工作一般依靠工人用手工进行夹紧，这不但增加了工人 的劳动强度，而且所需夹紧力非常大，还常常有夹不紧的情况，阻碍 了生产率的提高。通过在三爪卡盘加装摆动式液压缸和平面螺旋机构 构成螺旋摆动式液压缸增力机构，可实现与原有卡盘体的较好结合， 并使外加压力能转换成圆周运动,且其结构简单，工作可靠，能达到较 高的增力比，具有良好的经济性和可行性。 关键词 三爪卡盘，液压缸，夹具，增力 目录 ? ? — ■一 刖言 第1章.选题背景 5 1. 1夹具的特点 1.2研究夹具的目的和意义 1.3夹具的国内外现状和发展趋势 1.4夹具的基本结构和原理 第2章.三爪卡盘螺旋摆动式液压缸增力机构的结构和原理 10 第3章.主要参数确定与结构计算 11 3.1液压腔的结构设计 3.2转子叶片数的设计 3.3摆动角的设计 4定子圆柱活塞杠面积的设计 第4章.凹槽轮廓线的设计 13 4.1轮廓面段数的确定 4.2活塞杠升程的确定 3参数0 1的设计 4参数P的设计 TOC \o 1-5 \h \z HYPERLINK \h \z HYPERLINK \h \z 油液压强 P=F2/S2 (4) 其屮F尸F/Z (5) 每个叶片受力F1=PS, (6) Fi/F2=S1/S2= O ! (7) 其屮为增力比，为一常数，故s2=sy G （8） 第4章.凹槽轮廓线的设计 根据设计方案可知，凹槽轮 廓线分两个功能部分，即增力夹紧 第1 2 部分和圆柱活塞杠位置复原部分。活塞杠与叶片组成增力系统，又与弹簧配合, 组成离合销系统。为了使两个系统的工作顺利衔接，特设计过渡斜面系统?设计的 凹槽形状如图3所示。 96 96 图3凹槽展开图 如图所示，0「角斜面为槽面的第一?部分，a角斜面为槽面第二部分增力 部分，兀角为第三部分过渡部分，下面分别确定个参数。 1确定轮廓面段数 因采用三个圆柱活塞杠，故同样形状的轮廓面段数N=3n(n=l. 2、3……) 考虑到结构的具体需要，取n二2,则M6,卡爪在一周内将进给f=6XfO30 故缩短了夹紧吋间,提高了效率。 4. 2活塞杠的升程 活塞杠的升程H= H.+ H2分别确定Hi、H2 再根据H=o Tn (9) 其中o :增力比 m：卷子叶片的平均移动距离 m= 9 0/ jt .r= 9 0/ ji ? (Di+cL/2) 191/2X2 Ji/200=3mm 根据安装的需要，活塞杠轴线与卡盘体轴线R二(191-6) /2==92mm 得轮廓线参数L二2 Ji r /6=90. 3mm,则H二m ? o】二12mm,故 S2=Si/ o i, =1350/15=270mm? r2=。iS2/ 兀=9. Omm 阿槽轮廓线的增力部分增力比最大为o a=J/L 第1 3 对活塞杠进行受力分析，如图4所示 图4活塞杠受力图 6 二Nsin a+Fc()s a (10) J二Ncos a (11) F=Nf (12) 其中f 为摩擦系数，可取f=0. 18,则：a 3=T/Q=l/tg a + f 若 a 取极大值，则 tg a WH/L-2r产 15/96. 3-18=0. 20 故可得：o 3min=l/0. 20+0. 18=1/0. 36=2. 6 o i o 3=4X2. 5=10. 4 由于新增机构增力比为。?且其他机构不变，故。2 3就是最终的增力比. 设计H标为增力比o 0=10,故O 1 O 3=10. 4相差不大，符合要求，故取O )=4, H=mo i=l2mm可设Hi二4mm, H2=8mmo 4. 3参数弗的设计 半活塞杠处于与凹槽配合状态，与大锥齿轮还没有相对滑动时，其受力 图5 活塞杠一凹槽受力图 取临界状态分析，则根据平衡条件可得: TOC \o 1-5 \h \z Feos 0 +Nsin 0 +R尸R 水平力平衡 (13) F1+F2+Fsin 0 +T二Nsi n 0 竖直力平衡 (14) Feos 0 +Nsin0=Q (15) F 二 Rf (16) T 二 P5+T0 (17) T：圆锥螺旋弹簧弹力 尺、E为密封圈处摩擦力 乩、艮为密封圈处空壁对活塞杠作用力 f：摩擦系数取f二0.15, fW3 已知乩二4,力N的作用点在h二H/2二2处,为方便计算和实际需要，初取0二45 由以上各式可得： (3. 83sin 0 -0. 85cos 0 )T/(0. l