Расчетные формулы для винтовых зажимных механизмов

 

 

Рис.2.5. Винтовые зажимы

Винтовой зажим с неподвижной гайкой и сферическим торцем (рис.2.5,а)

2.Винтовой зажимс подвижной гайкой (рис.2.5,б)

Принятые условные обозначения в формулах для винтовых зажимов:

- W - сила зажима заготовки винтом или гайкой, Н;

- Q - усилие, приложенное к рукоятке, Н;

- L = (12...15)d - длина рукоятки зажима или гаечного ключа, мм;

- d, мм - диаметр резьбы винтового зажима;

-  r_ср - средний радиус резьбы винта, мм; r_ср = d_ср/2, где (d_ср - средний диаметр резьбы (см. Приложение 1);

a- угол подъема резьбы, град; tg a = Р / p d_ср,

где Р - шаг резьбы, мм (см. Приложение 1);

j_пр - приведенный угол трения в резьбе, град; tg j_пр = m, / cosb₁ = 1,15m

где b₁- половина угла при вершине профиля метрической резьбы, b₁=30°;

m - коэффициент трения в резьбе (см. Приложение 2).

При m=0,1, tg j_пр = 0,115, j_пр = 6°40';

m₁- коэффициент трения между торцем гайки и контактирующей с ней поверхностью, m₁ = 0,1...0,15;

D_н, D_в - наружный и внутренний диаметры шайбы или опорного торца гайки, мм (см. Приложение 2, и рис. 2.5, б).

 

Расчетные формулы для эксцентрикового зажима

 

Рисунок 2.6 - Эксцентриковый зажим

Формула для расчета усилия на рукоятке Q, Н

Принятые условные обозначения:

- W - сила зажима заготовки винтом или гайкой, Н;

- Q - усилие, приложенное к рукоятке, Н;

- L - длина рукоятки, мм;

- j и j₁ - углы трения соответственно на площадке контакта заготовки и эксцентрика и в цапфе эксцентрика.

- m и m₁ - коэффициент трения между заготовкой и эксцентриком и в цапфе эксцентрика (см. Приложение 2);                         

- R_ср – радиус эксцентрика, мм; R_ср = D/2,     

Где D-диаметр эксцентрика, мм;  

- a_ср - средний угол клина эксцентрика, град; a_ср ~ 4°.

 

Пример силового расчета комбинированного зажима

 

Задание

Заготовка корпусной детали крепится к столу фрезерного станка двумя планками с помощью винтового зажима. Зажим выполняют, поворачивая гайку с буртиком с помощью гаечного ключа, длина рукоятки которого (L) приблизительно составляет 12…15 диаметров резьбы болта (d). Усилие руки рабочего на рукоятке гаечного ключа составляет Q = (25...150)Н. Болт имеет резьбу d = М20. Длины плеч зажимной планки равны L₁ = 50мм и L₂ = 70мм, общее число зацеплений заготовки Z = 2.

Определить, позволяет ли ручной зажим закрепить деталь с силой W* = 14 кН.

 

 

 

Последовательность расчета

Для того чтобы решить, можно ли зажать заготовку с силой W* = 14 кН с помощью ручного зажима, определим минимально необходимое усилие на
рукоятке Q гаечного ключа и сравним его с допустимым усилием для ручных
зажимов(Q~25…50Н).                              

Разделим задачу на этапы:    

1. Анализ исходных данных;

2. Расчет силы R, действующей на рычаг (планку) со стороны винтового зажима;

3. Определение требуемой силы Q на рукоятке гаечного ключа;

4. Сравнение требуемой силы Q с предельно допустимыми значениями и формулировка вывода о пригодности зажима;

5. Перерасчет исходных данных в случае, когда ручной зажим не обеспечивает закрепления детали с силой W.

Анализ исходных данных

Результаты этого этапа задачи для данной схемы (рис.2.2) приведены на странице 42 b здесь не дублируются. Для одной планки W = W*/2 = 14/2 = 7 кН.