增力机构

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图１．１１弹簧夹头
（１１）联动夹紧机构 需同时多点夹紧工件或几个工件时，为提高生产效率，可采用联动夹紧机构。 如图１．１２所示，多点夹紧机构中有一个重要的浮动机构或浮动元件ｌ，在夹 紧工件的过程中，若有一个夹紧点接触，该元件就能摆动（图ａ）或移动（图ｂ）， 使两个或多个夹紧点都接触，直至最后均衡夹紧。图ｃ为四点双向浮动夹紧机构， 夹紧力分别作用在两个互相垂直的方向上，每个方向各有两个夹紧点，通过浮动 元件ｌ实现对工件的夹紧，调节杠杆厶、上２的长度可改变两个方向夹紧力的比例。 联动夹紧机构是综合运用上述机构中的一种或几种增力机构来实现的，不属 于基本的增力机构。
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图１．１０螺旋定心夹紧机构 定心夹紧机构一般是综合运用上述机构中的一种或几种增力机构组合来实现 的，如斜楔机构、螺旋机构、杠杆机构、铰杆机构等，不属于基本的增力机构。
图１．８单边单向输入铰杆增力机构 （８）菱形块增力机构响 菱形块增力机构实质上也是铰杆增力机构，见图１－９，与双杠杆双作用铰链夹 紧机构工作原理相同，此处不再赘述。
图１．９菱形块夹紧机构
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山东Hale Waihona Puke Baidu学硕士学位论文
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１．支座２．端面凸轮３．工件 图ｌ－４端面凸轮夹紧机构
５
第ｌ章概述
图Ｉ．６铰链夹紧机构 他们属于两种本质不同的基本增力机构。“铰链增力机构”其实是铰支的二力杆，称 为“铰杆增力机构”更确切，它的增力效果是根据角度变化的；而“杠杆增力机构” 的增力效果是根据动力臂和阻力臂的长度变化的。“铰杆增力机构’ｏ阳“杠杆增力机 构”分别可以与其他增力机构组合出不同的复合增力机构。
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图１－７单边单向输入铰杆增力机构
图１．７所示是单边单向输入铰杆增力机构的力学模型，其理论增力系数为：
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（１－６）
铰杆增力机构在工作的过程中，其压力角口不断的变化，压力角越小，增力
比越大，所以在工作过程中会出现越夹越紧的情况。
铰杆增力机构，其结构简单，增力比大，摩擦损失小，但一般不具备自锁性
第ｌ章概述
图１－３偏心夹紧机构
圆偏心轮的增力系数按下式进行计算：
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式中 三——力臂的长度；
ｐ——回转中心至接触点的距离；
口——接触点的曲线升角；
仍——工件与圆偏心轮之间的摩擦角；
仍——圆偏心轮与转轴之间的摩擦角。
（４）端面凸轮增力机构
端面凸轮增力机构其实是斜楔增力机构的变型（见图１４），在此不再讨论。
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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。
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原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标 明。本声明的法律责任由本人承担。
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关于学位论文使用授权的声明
本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他 复制手段保存论文和汇编本学位论文。
在非回转类夹具的创新研究中，提出的正交增力机构的定义及分类方法，设 计出“单边单作用”正交增力机构与液压缸组合、‘‘双边单作用”正交增力机构与液 压缸组合、‘‘双边单作用”正交增力机构与双活塞无杆液压缸组合的系统，并对其 建立力学模型，进行受力分析和增力效果分析。
本文所设计的多种新型夹具具有增力比大、结构紧凑、摩擦损失小等优点， 性能稳定可靠、适应范围广，实际用应中可明显提高生产效率，有一定的推广应 用价值。
关键词：增力机构增力比回转类夹具离心力
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在回转类机床夹具设计方面，本文创新设计了两种使用离心力作动力源、利 用增力机构的外圆夹具；对于内孔直径较大的工件，设计出两种基于正交增力机 构的离心式内孔夹具，结构中采用了互相垂直的输出重块与增力重块，通过斜楔 增力机构或铰杆增力机构进行力的传递，使得该夹具相对于同样结构重量但没有 增力机构的离心式内孔夹具，实际输出转矩的能力大的多；设计出三种新型的、 利用离心力作为夹紧力来源的离心式端面驱动顶尖。
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第ｌ章概述
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图１．１２浮动压头和四点双向浮动夹紧机构
１．３对增力机构的逻辑分类研究
１．３．１按实现增力型面的本质对增力机构的分类
山东大学 硕士学位论文 增力机构在机床夹具设计中的应用研究 姓名：宋强 申请学位级别：硕士 专业：机械制造及自动化 指导教师：张进生
20071120
摘要
摘要
本文对现有资料中经常提到的１１种类型的增力机构的增力效果进行了分析， 提出了对增力机构的逻辑分类体系。对增力机构在回转类机床夹具、非回转类机 床夹具设计中的应用进行了创新设计和研究，通过对所设计的夹具进行力学分析 及数学建模，为夹具技术的开发研究及动力分析提供了理论依据。
能，常与具有自锁性能的机构组成复合夹紧机构。所以铰链夹紧机构适用于多点、
７
山东大学硕士学位论文
多件夹紧，在气动、液压夹具中获得广泛应用。 （７）钢球增力机构 钢球增力机构是利用钢球作为增力组件的机构，但使用时应与其它机构联用。
钢球增力机构（图１．８）实质上也是一种铰杆增力机构，是铰杆的长度比较小的情 况，图１－８所示为钢球增力机构的简图。钢球增力机构的工作原理和增力系数的计 算公式与铰杆增力机构相似，在此不再单独叙述。
论文（保作密者论签文在名解：密邋后导应遵师守签此名规：定）｛望丝日期：。！型竺：：
第ｌ章概述
第１章概述
１．１课题背景
“工欲善其事，必先利其器”，这是我国古代劳动人民在生产实践中对于工具 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。 在现代化机械制造中，机床夹具在数量和所占的地位上位居各种工艺装备之首。 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 要回转类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。