Результат интеллектуальной деятельности: СДВИЖНЫЕ ТИСКИ

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к винтовым механизмам.

Известен механизм тисков, содержащих основание с направляющей и неподвижной зажимной губкой, подвижную зажимную губку, установленную на направляющей, винта, соединенного в поворотную (вращательную) кинематическую пару с основанием, и винтовую кинематическую пару с подвижной губкой [1].

Недостатком такого механизма является малое усилие, возникающее между губками тисков, которое ограничено минимально допустимым шагом винта.

Наиболее близким к заявляемым сдвижным тискам являются тиски [2], содержащие корпус, неподвижную и подвижную с прямоугольным пазом губки, клиновой замок в виде ползуна, который установлен в пазу и своей наклонной поверхностью взаимодействует с подвижной губкой через закрепленный на оси самоустанавливающийся элемент, и ходовой винт. Такая конструкция предназначена для увеличения к.п.д. винтовой передачи. Шарнирно закрепленный ползун устраняет возможность заклинивания, одновременно ползун, поворачиваясь в горизонтальной плоскости в пределах зазоров, самоустанавливается своей наклонной поверхностью по всей ширине плоской поверхности самоустанавливающегося элемента. Однако усилие, достигаемое между губками, как и в [1] ограничено шагом резьбы и габаритами винта.

Задачей предлагаемого механизма является увеличение усилия, развиваемого между губками.

С этой целью в сдвижных тисках, содержащих вал с резьбой, соединенный со стойкой в поворотную пару, подвижную губку, соединенную со стойкой в поступательную и с валом в винтовую кинематическую пары, согласно изобретению на валу выполняется дополнительная резьба, на которую насажена дополнительная губка, соединенная со стойкой в поступательную и с валом в винтовую кинематические пары, при этом обе губки имеют одинаковое направлении резьб, причем для обеспечения различных по величине смещений губок во время их движении при вращении вала резьба губки выполнена с углом подъема, отличным от угла подъема резьбы дополнительной губки.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в использовании двух подвижных губок, расположенных на одном валу с двумя различными резьбами, которые при вращении вала движутся в одном направлении с различными относительными смещениями.

На фиг. 1 показана аксонометрия сдвижных тисков, на фиг. 2 - кинематическая схема, на фиг. 3 - план смещений в плоскости развертки поверхности цилиндра резьбы.

Тиски состоят из вала 1, соединенного со стойкой 4 в поворотную пару (4-1), двух подвижных губок 2 и дополнительной 3, соединенных с валом 1 винтовыми парам (1-2), (1-3), и со стойкой 4 - поступательными парами (4-2), (4-3). Губки имеют одинаково направленные резьбы, отличающиеся углами подъема β₁₂ и β₁₃. При вращении вала обе губки движутся в одном направлении, но с различными смещениями относительно вала, догоняя одна другую, при этом заготовка, установленная между подвижными губками, подвергается деформации.

Движущая сила P₁ приложена к валу 1, а силы сопротивления Р₂ к губкам 2 и 3 (фиг. 1). Приняты условия, что силы трения в кинематических парах малы по сравнению с действующими силами.

Уже в частном случае, когда радиусы винтов r, на которых приложена движущая сила Р₁ и силы реакций Р₂, равны между собой r₁=r₂, сумма работ внешних сил, действующих на механизм, может быть представлена формулой

при этом [3, с. 27] каждое из смещений S₂ и S₃ выражено через угол наклона резьб β как

где r - радиус резьбы, S - осевое смещение звена, φ - угол поворота звена, β - угол наклона резьбы.

Выражая S из (2) и подставляя их в формулу (1), получим

.

Из полученного соотношения следует, что

.

То есть, чем меньше будет разница между углами наклона резьб β₁₂ и β₁₃, тем большие силы появятся между губками, теоретически сила Р₂ будет стремиться к бесконечности.

Источники информации:

1. Патент №2254225.

2. Патент №2124979.

3. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. - М.: Наука, 1988, 640 с.