No.007217 低冲击、固定力手动夹紧机构

规格

目的・动作

• 目的
  • 抗冲击性较弱的工件：夹紧玻璃电路板
• 动作
  • 扳下带旋钮的臂后，臂上安装的销（调整螺丝组件）会通过连杆底座的窗孔接触内部导向轴的锥形部分。此时，臂前端的止动螺栓未夹紧工件。
  • 从后方压入连杆底座内部的导向轴后，臂会沿着导向轴锥形部分少许摆动，前端的止动螺栓悄悄夹紧工件。
  • 滑动导向轴前端带有其他锥形部分和凹槽部分，压入导向轴后，弹簧柱塞按压的止动凸轮会嵌入该凹槽部分中，并保持夹紧状态。
  • 松开时，拉起蘑菇型旋钮，使挡块移动，释放滑动导向轴（脱离压入状态）。

环境·操作性

• 通过人工操作进行夹紧。
  用于试验机。

对象工件

• 形状：玻璃电路板
• 规格：W65×L130×H0.7mm
• 重量：10.6g

特点

规格・尺寸

• 滑动导向轴行程：10mm
  臂旋转角度：90°
• 外形尺寸：W200×D380×H144mm

精度・负载

• 夹紧力：3～4N

主要零件的选型依据

• 选择弹簧常数：k=0.16N/mm满足3～4N工件夹紧力的弹簧

设计要点

主要零件的计算过程

• 根据负载力矩验证夹紧力。
• 确认工件夹紧力
  • 条件值：转轴与臂重心之间的距离Lg=87.4mm、转轴与臂重心之间的角度α=15.3°、臂重量：M=436.9g、重力加速度：g=9.8m/s²、转轴与臂弹簧支柱之间的距离：Lk1=95.52mm、连杆底座弹簧支柱、臂弹簧支柱及转轴之间的角度β=20.69°、连杆底座弹簧支柱与臂弹簧支柱之间的距离：Lk2=111.4mm、弹簧常数k=0.16N/mm、拉伸弹簧的自然长度：Lk0=100mm、弹簧的初始张力：F1=2.94N、弹簧数量：n=2个、转轴与夹紧部分之间的距离：La=201mm、转轴与夹紧部分之间的角度：γ=3.27°
  • 臂重量的力矩：Mm=(M×g×cosα)×Lg，Mm=436.9×10-3×9.8×0.964×87.4=360.74N·mm
    拉伸弹簧的力矩：Mk={k×(Lk2-Lk0)+F1}×sinβ×Lk1×n，Mk={0.16×(111.4-100)+2.94}×0.353×95.52×2=321.26N·mm
  • 力矩对比
    夹紧部分的力：F、将夹紧部分的力矩设为Ma，
    Mm+Mk=Ma=F×cosγ×La，F=(Mm+Mk)/(cosγ×La)，
    F=(360.74+321.26)/(0.998×201)=3.39N
    ⇒夹紧力在目标范围内(3～4N)

构造制作与设计要点

• 夹紧时固定滑动导向轴，松开时通过弹簧柱塞内置的矩形螺旋弹簧自动返回的挡块机构。