Конспект лекций для студентов специальностей 1-38 01 01 «Механические и электромеханические приборы и аппараты»

4.6.1.9 Расчет механизма с торцовым кулачком
(винтовым клином) 
На рисунке 4.81 представлена схема сил, действующих в механизме с 
торцовым кулачком. Такой механизм представляет собой комбинированный 
зажим, состоящий из рычажного с осью поворота ОО и плечами r
ср
и (l+r) и 
клинового с углом подъема α. 

---

149 
Рис. 4.81. Схема сил в механизме с торцовым кулачком. 
Передаточное отношение i комбинированного механизма есть 
произведение передаточных отношений, входящих в него простых механизмов. 
Поэтому сила W, развиваемая таким механизмом, определяется по формуле: 
; 
где 
– передаточное отношение рычага; 
- передаточное отношение плоского односкосого 
клина (φ
1
и φ
2
– углы трения скольжения в зонах контакта клина 1 с рычагом 2 
и опорной шайбой 3, соответственно) . 
Таким образом
 
4.6.1.10 Рычажные зажимы 
Рычажные механизмы используются в виде двуплечего рычага в 
сочетании с различными силовыми источниками. При помощи рычага можно 
изменять величину и направление зажимной силы, а также осуществлять 
одновременное закрепление заготовки в двух местах. 

---

150 
Конструктивных разновидностей рычажных зажимов много, однако все 
они сводятся к трем принципиальным силовым схемам, приведенным на 
рисунке 4.82. 
Рис. 4.82 - Схемы рычажных механизмов. 
На данном рисунке приведены формулы расчета идеальных механизмов 
(без учета сил трения). 
Анализ схем и формул показывает, что наибольший выигрыш в силе 
(наибольшее передаточное отношение) дает третья схема, однако в 
конструктивном отношении она громоздка, так как требует большого рабочего 
хода силового источника, а в эксплуатации неудобна, так как усложняет 
загрузку заготовки под рычаг. Вторая схема применяется в тех случаях, когда 
требуется изменить направление исходной силы. Первая схема дает наиболее 
компактную конструкцию, однако передаточное отношение ее всегда меньше 
единицы. 

---

151 
Рассмотрим пример расчета силы зажима рычагом с учетом сил трения. 
Схема сил, действующих на рычаг, приведена на рисунке 4.83. 
Рис. 4.83 - Схема сил, действующих на рычаг. 
При закреплении рычагом возникают силы трения F
1
и F
2
на 
поверхностях контакта рычага со штоком привода и заготовкой. В цапфе 
рычага возникает реакция S, создающая на плече ρ=r f момент трения. Угол 
отклонения силы S φ
ср
с достаточной точностью можно принять равным 
среднему значению между φ
1
и φ
2
: 
; 
Величину силы S можно принять равной сумме Т
1
и Т
2
: 
; (1) 
Из условия равновесия рычага имеем:
; (2) 
где 
;
; (3) 

---

152 
Подставим в (2) значение из (1) и (3): 
; 
Откуда: 
.
(4) 
В формуле (4) дробь в правой части представляет передаточное 
отношение рычага с учетом потерь на трение. Как показали исследования, 
потери на трение в рычаге колеблются в зависимости от диаметра цапфы оси 
качания от 1,5 до 6%. Поэтому в практике для расчетов пользуются формулой: 
; (5)
где ŋ=0,94…0,98 = КПД рычага.