增力机构

增力机构

——增力夹紧装置

张浩（苏州大学机电工程学院08材料班学号：

0829401080）

摘要：在生活和生产当中，我们经常会遇见这样的情况：我们需要用比较小的输入力来换得较大的输出力。当然，我们可以借用机械的优点，但很多情况下，我们只能通过人或者比较简单轻小的机械来提供输出力。所以我们需要设计一些机构来实现大的输出力。通常我们常见的增力机构有很多种，如：杠杆增力机构、斜面滑块增力机构、液气压增力机构、丝杠螺母增力机构等。我们生活中最常用的应该是杠杆增力机构了，但是这里设计的机构有所不同，虽然也运用了杠杆原理，但比杠杆来的更加小巧实用，可以满足很多生活生产情况，方便应用。

关键词：增力、杠杆原理、增力角

Force Amplifier

——Force Clamping Device

Abstract:Among the life and production, we often encounter such a situation: we need a relatively small input power in exchange for a larger output force. Of course, we can draw on the advantages of machinery, but in many cases, we are only using a small or relatively simple mechanical to provide light output power. So we need to design a number of agencies to achieve large output power. Force usually common there are many organizations, such as: lever force amplifier, slope slider force amplifier, the liquid pressure force amplifier, screw nut Force organizations. We live in the most commonly used by power sector should be leveraged, but there are different body design, although use of leverage, but leverage to the more compact than the practical, to meet a lot of living and production conditions to facilitate the application.

Keywords: Force,Leverage,Force angle

一、概述

“工欲善其事，必先利其器”，这是我国古代劳动人民在生产时间中对于工具重要性所作的结论。随着国民经济的发展，国民经济各部门要求机械工业不断提供先进高效的技术设备、研制新的产品，以满足人民日益增长的物质文化要求。所谓机床夹具就是机床上所使用的一种辅助设备，用它来迅速又准确地确定工件和刀具的相对位置，即将工件定位和夹紧，以完成加工所需的相对运动。使用夹具可以缩短辅助时间，提高劳动生产率，改善操作者的劳动条件，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，并可以降低对工人的技术要求。随着科学技术水平的提高，对切削速度的要求越来越高，并且加工的精度要求较高，这就需要夹具在高速状态下能保持较大的夹紧力。增力机构作为机床夹具的夹紧机构，在各类机床夹具中广泛存在，而且随着切削速度的越来越高和重工业的发展，对增力机构夹紧力的要求也越来越高。增力机构除了广泛应用于机床夹具设计中外，在机床锁紧机构设计以及其他各种类型机械的锁紧、定位和夹紧设计中同样有着广泛的应用，而且随着科学技术的不断发展，遇到了前所未有的发展机遇

采用增力机构可提高夹紧力并使结构紧凑、使夹紧更可靠。在手动夹具中采用增力机构能大大减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件。在液、气压传动夹具中采用增力机构除了能缩减夹具体积外，采用具有自锁功能增力机构还能产生极为显著的节能效果，具有较高的经济性。随着市场经济的发展，市场竞争日益激烈，不少商品在提高质量的同时降低价格，从而增加竞争力，而为了保证利润的增长，必须降低成本。因此，现代生产要求具有较高的生产效率，尤其是在大批量生产中。采用具有中间增力机构的夹具可以有效的扩大原始力，有时可以高达几十倍，所以具有中间增力机构的夹具是最佳的选择。虽然具有中间增力机构的夹具应用前景美好，但是我们要不断加强创新工作，不断推出工作性能好的具有中间增力机构的各种夹具，以适应科学技术的发展。

二、建模

在不经意间想到的一个机构，

也可以说是由现在一些窗户的支

架启发而来，觉得可以设计成增力

机构，经改装后如下图。此机构中

包含了两个杆件1和2，一个滑块

3，它们之间通过铰链连接。使用

中，滑块3当作夹具来使用，与另一块夹板一起配合，来夹紧工件等。此机构利用了杠杆原理来实现力的增大，将小输入力转变成较大的输出出来。另外，通过两根杆件的夹角α来实现力的倍数增大，和力方向的转变，在这里我将这个角称为増力角。当在杆件1上施加力F时，滑块3 给外界施加的力F1就会增大，这样则是操作者的工作强度降低了很多。当然这个机构有个缺点，那就是当杆件1受力转动时，角α是在变化的，这个变化则会使输出力F1也在不断变化着，因为F1的大小是和力F和角α有着密切的联系的。

三、计算

当在杆件1上施加大小为F方向垂直杆件向下的力时，对杆件进行受力分析

设杆件1与滑块3接触处受力为F’，则：

F=F’sinα

故F’=F/sinα

而滑块3输出力F1则等于F’

所以F1=F/sinα

又因为sinα<1，说以F1的值比F大，其值取决α的值。

另外我们来探讨F1随α值的变化关系：当滑块夹紧工件时，α的值是不断减小的，故sinα的值也随着减小，因而F1的值是随着变大的。

我们可以下这样一个结论：F1的值在夹紧工件过程中越来越大。这正好满足我们在生产中的需要。

参考文献：

（一）：增力机构在机床夹具设计中的应用研究（百度文献，山东大学硕士学位论文）

（二）：百度搜索，介绍一种简单而实用的增力机构