斜楔夹紧机构的工作原理和应用

斜楔夹紧机构是指利用楔块上的斜面直接或间接将工件夹紧的机构。图5-46所示为几种斜楔夹紧机构。

1）夹紧力的计算

图5-46（a）所示斜楔夹紧机构夹紧时的受力分析如图5-47所示。由受力平衡条件可知，斜楔上表面摩擦力F1和下表面摩擦力FRX之和等于原始作用力FQ，即

图5-46　斜楔夹紧机构

图5-47　斜楔夹紧力计算

F1+FRX=FQ

由于F1=FWtanφ1　FRX=FWtan（α+φ2），故

当α、φ1和φ2均很小，且φ1=φ2时，上式可近似为

2）自锁条件

图5-48所示受力分析为当原始作用力去掉后斜楔的受力情况，此时夹紧机构仍能保持夹紧以达到自锁的目的。由图中可以看出，自锁条件为F1＞FRX，即

FWtanφ1＞FWtan(α-φ2)

tanφ＞tan(α-φ2)(www.xing528.com)

图5-48　斜楔自锁条件

当角度较小时，有φ1＞α-φ2，即

α＜φ1+φ2

因此，斜楔的自锁条件是斜楔升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。一般手动夹紧装置取α=6°～8°，需要自锁的机动夹紧装置取α≤12°，不需要自锁的机动夹紧机构取α=15°～30°。

3）增力比

增力比i是指夹紧力FW与原始作用力FQ之比，其计算公式为

斜楔的增力比i一般为2～5。

4）行程比

行程比is是指工件所要求的夹紧行程h与斜楔相应移动的距离S之比，行程比is的计算公式为

当α=6°时，is=tan6°≈0.1。由此可见，手动斜楔夹紧的夹紧行程较小，因此对工件的夹紧尺寸要求较严，否则可能会发生无法夹紧的情况。

5）适用范围

手动斜楔夹紧机构在夹紧工件时，费时、费力，效率较低，且行程较小，因此实际生产中已很少采用。目前，大多采用斜楔与其他元件或装置组合使用。