工作原理

力学计算

1. 输出力的计算
   当夹具体以角速度w旋转时，每个增力重块产生的离心力F_c1=m₁r₁w²，每个驱动重块产生的离心力F_c2=m₂r₂w²。如果忽略力传递过程中的摩擦损失，每个驱动重块对工件内壁的理论作用力的计算公式如式(1)： F_t=m₂r₂w²+ m₁r₁w² (N) tga(1)
   如果考虑摩擦损失，则每个驱动重块对工件内壁的实际作用力的计算公式如式(2)： F_p=m₂r₂w²+ m₁r₁w² (N) tg(a+f_p)(2)式(1)、(2)中：
   m₁、m₂——增力重块、驱动重块的质量(kg)；
   r₁、r₂——增力重块、驱动重块的质心至夹具回转中心的距离(m)；
   a——理论压力角(rad或°)，为增力重块上斜面的法面与驱动重块运动方向之间所夹的锐角；
   f_p——滚轮的当量摩擦角(rad或°)。
   f_p=arctg[(d/D)tgf]
   其中d为滚轮内孔直径；D为滚轮外径；f为滚轮与转轴间的摩擦角。
2. 驱动转矩的计算
   当夹具体以角速度w旋转时，两个驱动重块所能产生的理论驱动转矩T_t和实际驱动转矩T_p的计算公式如式(3)、(4)(单位N^.m)： T_t=µD₀F_t=µD₀[m₂r₂w²+ m₁r₁w² ] tga(3) T_p=µD₀F_p=µD₀[m₂r₂w²+ m₁r₁w² ] tg(a+f_p)(4)式中:
   µ——驱动重块外圆弧面与工件内壁之间的摩擦系数；
   D₀——工件内径(m)。
   (1)～(4)式括号中的后一项：m₁r₁w²/tga及m₁r₁w²/tg(a+f_p)，就是增力重块产生的离心力F_c1，经斜楔增力后，作用在驱动重块运动方向上的理论分力和实际分力；而1/tga及1/tg(a+f_p)就是斜楔的 理论增力系数i_t及实际增力系数i_p。由于理论压力角a的值可取得较小(推荐取a_min=8°)，所以，斜楔增力机构能获得较大的增力系数。例如设：a=8°，d/D=0.30，tgf=0.10(f_p=arctg0.03=1.72°)。斜楔的理论增力系数i_t=7.12，实际增力系数i_p=5.84。其增力效果是极为显著的。而增力系数大无疑意味着能得到的驱动转矩大。
   如果经计算所产生的驱动转矩不能满足加工要求，可从以下两个方面采取措施：

   1. 在驱动重块与工件内壁接触的部位采用摩擦系数较大的材料；
   2. 在增力重块内部嵌入密度较大的材料，如添加重金属铅等。

结语

1. 斜楔增力机构结构比较简单，且具有高倍增力功能；其增力效果由其理论压力角和滚轮的当量摩擦角决定。
2. 基于斜楔增力的离心夹具，由于驱动重块直接与工件内壁接触，较传统的离心夹具结构紧凑，从而使夹具体积缩小。
3. 基于斜楔增力的离心夹具，由于驱动转矩较大，可用其驱动重块直接夹紧孔径尺寸较大的工件的内孔。