基于圆柱-双斜楔面增力的冲击式自锁压紧装置.pdf

2006年第7期·工艺与装备·

文章编号：1001—2265(2006)07—0081—02
基于圆柱一双斜楔面增力的冲击式自锁压紧装置

王维，钟康民
(苏州大学机电工程学院，江苏苏州215021)

摘要：介绍了一种基于圆柱一双斜楔面增力的冲击式自锁压紧装置的工作原理和性能特点，分析了其自
锁的条件，给出了输出力的计算公式。该机构是手动敲击式的装置，能够在瞬间获得较大的作用力，而
自锁则可以长时间保持输出力。
关键词：压紧装置；圆柱；双面斜楔；冲击；自锁
中图分类号：TH165文献标识码：A

Self-lockingGagBasedonCylinderandDoubleWedges

WANGWei，ZHONGKang-min
(SchoolofMechanic&ElectronicEngineering，SochowUniversity，SuzhouJiangsu215021，China)
Abstract：Theworkingprincipleandfeatureoftheself-lockinggagbasedoncylinderanddoublewedgesare

introduced．Theconditionsofself-lockingandthecalculatingformulateofoutputforcearegivenalso．Withthe

mechanism，wecall孕iIlpowerfulforceinmoment，whichismanua1．Andtheself-lockingisabletokeepout-

putforceforalongtime．

Keywords：gagcylinder；doublewedges；strike；selflocking

O引言

在压紧装置的设计过程中，可以通过多种方法实
现力的放大。较为常见的有杠杆增力机构、铰杆增力
机构、斜楔增力机构和偏心轮等。近来出现了采用钢
球的增力式压紧装置”J，参考文献[4]介绍了一种基
于钢球一双锥面增力的偏心驱动压紧装置。该装置乃
是力封闭结构，采用钢球作为传力元件，双圆锥面作为
增力机构，并以偏心轮实现自锁的功能。但是钢球与
其接触的元件之间皆为点接触，不宜承受过大的载荷，
易于造成表面的摩擦失效，且结构不紧凑。两圆锥面
的倾角要足够大，以免传力钢球部分产生自锁。
为了解决上述问题，我们将杠杆中部的球置于圆图1基于圆柱一双斜楔面增力的冲击式自锁压紧装置
柱形孔中以解决机构自由度不够的困扰j，设计出了在双面斜楔上加工一个水平方向的孔，杠杆中部的球
如图1所示的基于圆柱一双斜楔面增力的冲击式自锁以间隙配合置于该孔中。固定套筒起导向和增力两方
压紧装置。该装置是形封闭的结构，使用圆柱进行传面的作用，其截面形状为矩形。
力，将点接触变为线接触，显著改善了接触处的受力状用工具在杠杆的头部球上施加冲击力F，经杠杆

况；圆柱与双斜楔面产生二次增力；适当调整双面斜楔一次力放大后的作用力驱动双面斜楔向下运动；传力
下端斜楔面的倾角实现自锁。圆柱与双面斜楔下端的斜楔面进行二次力放大，然后
再与固定套筒的内斜楔面产生三次力放大，促使传力
1工作原理
圆柱推动力输出件向下运动将力F。输出。适当调整
如图1所示，该机构是由杠杆、双面斜楔、固定套的角度，可使圆柱与双面斜楔下端的斜楔面自锁。机构
筒、传力圆柱、力输出件、复位弹簧和固定导向板组成。自锁后能够维持长时间的作用力，扩展了该机构的应

收稿日期：2006一Ol—l6
作者简介：王维，苏州大学机电工程学院硕士研究生。

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·工艺与装备·组合机床与自动化／m-r技术

用广泛性。当需要卸载时，使用工具敲击杠杆头部球的
下部，双面斜楔复位。同时复位弹簧推动力输出件和传f·+tan2tan／3)叼
力圆柱向上运动，完成整个系统的复位；若上面的论述
(4)
中，圆柱与固定套筒的内斜楔面也满足自锁的条件，那
式中：
么敲击杠杆就只会使双面斜楔回归原位，而力输出件
．，7——杠杆的传递效率，通常取值0．97。
和传力圆柱静止不动，整体的复位无法实现。
瞬间敲击力经该压紧装置放大之后，实际的输
2力学特性讨论及力学计算出力F=ipF的计算公式为：

2．1力学特性讨论一lf·一2+tan／3)(·+tana)f·+tan2tan／3)叼
双面斜楔和力输出件都受到两个圆柱的作用。由
结构的对称性可知，双面斜楔和力输出件所受水平分(5)
力的合力为零，所以双面斜楔与固定套筒之间、力输出
3设计计算
件与固定导向板之间的摩擦损失很小，在工程计算中
都可以忽略不计。该压紧装置的一个突出优点是便于获得较大的初
该机构必须满足自锁的条件，否则由敲击力经始作用力。一般手动夹