斜面机构在机床回转工作台的应用
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ｘ ＞ ０
１ 一 法兰盘 ； ２ 一 活塞轴 ； ３ 一 活塞 ； ４ － 弹性 夹紧体 ； ５ 一 斜面滑块
６ 一夹 紧 导 轨 板 ： ７ 一定位 块
图 ２ 斜 面 浮 动 夹 紧 机 构
如前述所知 ， 在斜 面滑块机构 中 ， 同时满 足 ＜ （ ２ ） 一 ０， ｘ ＞ Ｏ两条 件 ． 滑块就可以升降 自如 所以， 要使此滑块 Ａ在 上升 、 下 降过程 中均不 自锁 ， 需 同时满 足 般地 ． 我们取 滑块与斜面间摩擦 系数较小 ， ｆ ＝ ０ ． １ ０ ， 这时摩擦 角 以下两个条件 ： ＝ ｔ ｇ — ５ ． ２ ４ ６ 。 。为了使活塞用较小的驱动力 Ｐ ， 产生较大的夹紧力 （ ） ， ｘ ＜ （ － ｘ ／ ２ ） 一 Ｄ 只需 ｘ ＞ ０即可 ． 但 考虑到其他一些 因素 的影 响 ． 这里取 ＝ ７ 。 ３ ０ ， 很显 ｘ ＞ ０ 然ｘ ＋ ０ ＜ ０ ｒ ／ ２ ） 成立 ． 从而满足滑块不 自锁条件 ２ 斜 面 浮 动 夹 紧 机 构 设夹紧体所需 的夹 紧力 Ｑ为 ８ ５ ｋ Ｎ ． 由于 Ｐ ＝ Ｑ ｔ ｇ （ Ｘ ＋ Ｑ ） 知 只需 使活 塞产生 的驱 动力 Ｐ 约为 ２ ０ ｋ Ｎ即可 实现夹紧 显然 ． Ｐ力与 Ｑ力相 比 斜 面浮动夹紧机构如 图 ２ 所示 ， 当回转工作台需要夹紧 、 固定 时 ， 要小很多 ． 与传统的不带斜面滑块 的油缸 （ 夹紧） 相 比， 在相 同的油压 ， 压力 油经滤油器 、 油泵 、 电磁换 向阀后 ， 再经 Ｃ口进进油 腔 ， 推动 活塞 需产 生相 同的夹紧力时 ． 油缸体积要 小很多 ， 同时 ， 本钱低 ， 无需碟簧 运动 ． 从 而带动活 塞轴 ２ 上 的斜 面滑块 ５向上运动 ， 由于斜面 的作用 ， 构更小巧 。 使弹性夹紧体 ４ 受到 比活 塞上所受力 大很多 的垂直 方向 的力而 向外 通过 以上分析可知该斜 面浮动夹 紧机 构与传统油缸 比有很多优 张开 ． 使 夹紧导轨板 ６ 与夹紧槽 面（ 回转体 上开的环形槽） 接触 、 受压产 点， 具有一定 的推广性 和实用性 ， 对 于从 事机械设 计 （ 下转第 ８ ６页 生止压力 并终极靠夹紧导轨板 ６ 与夹紧槽 面间所产生的摩擦力 Ｆ 使
一
’ ３ ４ Ｉ 科技视界 ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ 。 。 ｇ ） ｒ Ｖ ｉ ｓ ｉ 。 ｎ
科技・ 探索・ 争Ｉ 乌
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
１ 斜面滑块机构的特性
如图 １ （ ａ ） 所示 ， 滑块 Ａ置于具有一定升角 ｌ 的斜面上 ， 设 已知斜 面 与滑 块之间的摩擦系数 ｆ 以及加 于滑块 Ａ上 的垂 直载荷 Ｑ （ 包括滑 块本身 的重量） 。 １ ） 当滑块 Ａ以等速沿斜 面 Ｂ上升 时 ， Ｐ为驱动力 ， 而 Ｑ为阻力 。 因斜面 Ｂ加于 滑块 Ａ的总反力 Ｒ的方 向应与 Ａ相对 于 Ｂ的运动 方 向成 ９ ０ ￣ ＋ ｔ ３ 夹角 ． 其中 Ｏ （ ｔ ｇ － － ｆ ） 为摩擦 角 ， 所 以 Ｒ与 Ｑ间的夹角为 ＋ 按力的平衡方程式 Ｑ ＋ Ｒ ＋ Ｐ ＝ ０ 作其 力多边形 如图 １ （ ｂ ） 所示 ， 可得
Ｐ ＝ Ｑ ｔ ｇ （ ｘ ＋ ｏ ） 若Ａ 、 Ｂ之间没有摩擦 ， 则 ０ ＝ ０ ， 可得理想的水平驱动力 ｅ ｏ ＝ Ｑｔ ｇ ｈ
（ １ ）
（ ２ ）
（ ｃ ） （ ｄ ） 图１ 斜面 滑块机构原理 图
Hale Waihona Puke Baidu
２ ） 如图 １ （ ｃ ） 所示 ， 设将力 Ｐ 减小至 Ｐ 时， 滑块 Ａ以等速沿斜 面下 滑， 这时 Ｑ为驱动力而 Ｐ 为阻力 ， 由于滑块运动方 向的改 变 ， 所 以总 反力 Ｒ 与 Ｑ之间的夹角变 为 入 一 Ｄ ．然后按 Ｑ ＋ Ｒ ＋ Ｐ ＝ Ｏ 作力 多边 形如 图１ （ ｄ ） 所示 ， 可得 （ ３ ） Ｐ ＝ Ｑ ｔ ｇ （ ｋ 一 １ 当０ ＝ ０ 时． 又有 Ｐ ｏ ＝ Ｑ ｔ ｇ ｋ （ ４ ） 当 Ａ滑块上 升时 ， 假如 ） Ｌ ≥（ ２ ） 一 ０时 ， 机构 自锁 ， 若 要使滑 块上 升时不发生 自锁 ． 须有 Ｘ ＜ （ ￣ ｒ ／ ２ ） － ０ 当滑块 Ａ下降时 ， 假如 ≤ 时， 机构也 自锁 ， 若 要使 滑块下降时 不发生 自锁 ． 又须有
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斜面机构在机床回转工作台的应用
胡 景清 （ 广东省＂ １ － ， １ １ ， 高级技工学校 ， 广东 韶关 ５ １ ２ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 同水平 面成一倾斜 角度的平面。这个 角度通常称为升角。斜面是一种 简单机械利用力的三角形定理或称斜面原理 ． 本文主要讲 述斜 面的机械原理和 自 锁特性及在 夹紧机构的应用 。 【 摘 要】 斜 面； 自 锁； 夹紧
，
回转工作台可靠地 夹紧。 为使夹 紧体体积小些 ． 受力状况好些 ． 一般此
夹紧体均对称地分布于转 台上 ． 并尽 可能使其力臂 大些 我们所 采用 的为 四个对称 布置 的夹紧体 ， 使 中心 轴只受扭转力 矩 ． 而径 向力 为零 （ 图２ ） ， 以利转 台保持高精度 。需松开时 ， 只需往 Ｄ Ｅ ｌ 通进 一定的压力 油， 使活塞 向下移动 ， 带动斜面滑块克服夹紧阻力运动 ． 同时 由于夹紧 弹性体 ４自身弹性而收缩 ． 使夹紧导轨板与夹紧环形槽 面脱开 本例 中， 夹 紧导轨板与 回转 体环形槽 面间始终保持 ０ ． １ ｍ ｍ左右间 隙ｆ 两侧 面） ， 以利夹 紧动作 的可靠性和快速性
１ 一 法兰盘 ； ２ 一 活塞轴 ； ３ 一 活塞 ； ４ － 弹性 夹紧体 ； ５ 一 斜面滑块
６ 一夹 紧 导 轨 板 ： ７ 一定位 块
图 ２ 斜 面 浮 动 夹 紧 机 构
如前述所知 ， 在斜 面滑块机构 中 ， 同时满 足 ＜ （ ２ ） 一 ０， ｘ ＞ Ｏ两条 件 ． 滑块就可以升降 自如 所以， 要使此滑块 Ａ在 上升 、 下 降过程 中均不 自锁 ， 需 同时满 足 般地 ． 我们取 滑块与斜面间摩擦 系数较小 ， ｆ ＝ ０ ． １ ０ ， 这时摩擦 角 以下两个条件 ： ＝ ｔ ｇ — ５ ． ２ ４ ６ 。 。为了使活塞用较小的驱动力 Ｐ ， 产生较大的夹紧力 （ ） ， ｘ ＜ （ － ｘ ／ ２ ） 一 Ｄ 只需 ｘ ＞ ０即可 ． 但 考虑到其他一些 因素 的影 响 ． 这里取 ＝ ７ 。 ３ ０ ， 很显 ｘ ＞ ０ 然ｘ ＋ ０ ＜ ０ ｒ ／ ２ ） 成立 ． 从而满足滑块不 自锁条件 ２ 斜 面 浮 动 夹 紧 机 构 设夹紧体所需 的夹 紧力 Ｑ为 ８ ５ ｋ Ｎ ． 由于 Ｐ ＝ Ｑ ｔ ｇ （ Ｘ ＋ Ｑ ） 知 只需 使活 塞产生 的驱 动力 Ｐ 约为 ２ ０ ｋ Ｎ即可 实现夹紧 显然 ． Ｐ力与 Ｑ力相 比 斜 面浮动夹紧机构如 图 ２ 所示 ， 当回转工作台需要夹紧 、 固定 时 ， 要小很多 ． 与传统的不带斜面滑块 的油缸 （ 夹紧） 相 比， 在相 同的油压 ， 压力 油经滤油器 、 油泵 、 电磁换 向阀后 ， 再经 Ｃ口进进油 腔 ， 推动 活塞 需产 生相 同的夹紧力时 ． 油缸体积要 小很多 ， 同时 ， 本钱低 ， 无需碟簧 运动 ． 从 而带动活 塞轴 ２ 上 的斜 面滑块 ５向上运动 ， 由于斜面 的作用 ， 构更小巧 。 使弹性夹紧体 ４ 受到 比活 塞上所受力 大很多 的垂直 方向 的力而 向外 通过 以上分析可知该斜 面浮动夹 紧机 构与传统油缸 比有很多优 张开 ． 使 夹紧导轨板 ６ 与夹紧槽 面（ 回转体 上开的环形槽） 接触 、 受压产 点， 具有一定 的推广性 和实用性 ， 对 于从 事机械设 计 （ 下转第 ８ ６页 生止压力 并终极靠夹紧导轨板 ６ 与夹紧槽 面间所产生的摩擦力 Ｆ 使
一
’ ３ ４ Ｉ 科技视界 ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ 。 。 ｇ ） ｒ Ｖ ｉ ｓ ｉ 。 ｎ
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Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
１ 斜面滑块机构的特性
如图 １ （ ａ ） 所示 ， 滑块 Ａ置于具有一定升角 ｌ 的斜面上 ， 设 已知斜 面 与滑 块之间的摩擦系数 ｆ 以及加 于滑块 Ａ上 的垂 直载荷 Ｑ （ 包括滑 块本身 的重量） 。 １ ） 当滑块 Ａ以等速沿斜 面 Ｂ上升 时 ， Ｐ为驱动力 ， 而 Ｑ为阻力 。 因斜面 Ｂ加于 滑块 Ａ的总反力 Ｒ的方 向应与 Ａ相对 于 Ｂ的运动 方 向成 ９ ０ ￣ ＋ ｔ ３ 夹角 ． 其中 Ｏ （ ｔ ｇ － － ｆ ） 为摩擦 角 ， 所 以 Ｒ与 Ｑ间的夹角为 ＋ 按力的平衡方程式 Ｑ ＋ Ｒ ＋ Ｐ ＝ ０ 作其 力多边形 如图 １ （ ｂ ） 所示 ， 可得
Ｐ ＝ Ｑ ｔ ｇ （ ｘ ＋ ｏ ） 若Ａ 、 Ｂ之间没有摩擦 ， 则 ０ ＝ ０ ， 可得理想的水平驱动力 ｅ ｏ ＝ Ｑｔ ｇ ｈ
（ １ ）
（ ２ ）
（ ｃ ） （ ｄ ） 图１ 斜面 滑块机构原理 图
Hale Waihona Puke Baidu
２ ） 如图 １ （ ｃ ） 所示 ， 设将力 Ｐ 减小至 Ｐ 时， 滑块 Ａ以等速沿斜 面下 滑， 这时 Ｑ为驱动力而 Ｐ 为阻力 ， 由于滑块运动方 向的改 变 ， 所 以总 反力 Ｒ 与 Ｑ之间的夹角变 为 入 一 Ｄ ．然后按 Ｑ ＋ Ｒ ＋ Ｐ ＝ Ｏ 作力 多边 形如 图１ （ ｄ ） 所示 ， 可得 （ ３ ） Ｐ ＝ Ｑ ｔ ｇ （ ｋ 一 １ 当０ ＝ ０ 时． 又有 Ｐ ｏ ＝ Ｑ ｔ ｇ ｋ （ ４ ） 当 Ａ滑块上 升时 ， 假如 ） Ｌ ≥（ ２ ） 一 ０时 ， 机构 自锁 ， 若 要使滑 块上 升时不发生 自锁 ． 须有 Ｘ ＜ （ ￣ ｒ ／ ２ ） － ０ 当滑块 Ａ下降时 ， 假如 ≤ 时， 机构也 自锁 ， 若 要使 滑块下降时 不发生 自锁 ． 又须有
科技・ 探索・ 争Ｉ 毫
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
斜面机构在机床回转工作台的应用
胡 景清 （ 广东省＂ １ － ， １ １ ， 高级技工学校 ， 广东 韶关 ５ １ ２ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 同水平 面成一倾斜 角度的平面。这个 角度通常称为升角。斜面是一种 简单机械利用力的三角形定理或称斜面原理 ． 本文主要讲 述斜 面的机械原理和 自 锁特性及在 夹紧机构的应用 。 【 摘 要】 斜 面； 自 锁； 夹紧
，
回转工作台可靠地 夹紧。 为使夹 紧体体积小些 ． 受力状况好些 ． 一般此
夹紧体均对称地分布于转 台上 ． 并尽 可能使其力臂 大些 我们所 采用 的为 四个对称 布置 的夹紧体 ， 使 中心 轴只受扭转力 矩 ． 而径 向力 为零 （ 图２ ） ， 以利转 台保持高精度 。需松开时 ， 只需往 Ｄ Ｅ ｌ 通进 一定的压力 油， 使活塞 向下移动 ， 带动斜面滑块克服夹紧阻力运动 ． 同时 由于夹紧 弹性体 ４自身弹性而收缩 ． 使夹紧导轨板与夹紧环形槽 面脱开 本例 中， 夹 紧导轨板与 回转 体环形槽 面间始终保持 ０ ． １ ｍ ｍ左右间 隙ｆ 两侧 面） ， 以利夹 紧动作 的可靠性和快速性