Как рассчитать эксцентрик для вала

Точение эксцентрика

Для того чтобы узнать толщину пластинки которую нужно подложить между кулачком и заготовкой сначала нужно найти величину А по следующей формуле:

Далее узнав величину А в таблице выбираем коэффициент k который нужно умножить на D и получить толщину пластинки t .

A k A k A k A k 0,005 0,008 0,055 0,084 0,105 0,149 0,155 0,215 0,010 0,015 0,060 0,090 0,110 0,156 0,160 0,221 0,015 0,023 0,065 0,095 0,115 0,163 0,165 0,227 0,020 0,030 0,070 0,102 0,120 0,169 0,170 0,234 0,025 0,038 0,075 0,109 0,125 0,176 0,175 0,241 0,030 0,045 0,080 0,116 0,130 0,182 0,180 0,248 0,035 0,053 0,085 0,122 0,135 0,189 0,185 0,254 0,040 0,060 0,090 0,129 0,140 0,195 0,190 0,260 0,045 0,066 0,095 0,136 0,145 0,202 0,195 0,269 0,050 0,073 0,100 0,143 0,150 0,208 0,200 0,276

Пример

Для того чтобы в результате обработки детали в патроне токарного станка эксцентриситет был равен 0,5 мм под один из трёх кулачков нужно подложить пластинку рассчитанную по формуле. При этом диаметр детали составляет 100 мм .

Определив значение А по таблице находим коэффициент К = 0,008 . Далее производим расчёт:

Источник

Эксцентриковый зажим

Простой в изготовлении, обладающий большим коэффициентом усиления, достаточно компактный эксцентриковый зажим, являющийся разновидностью кулачковых механизмов, обладает еще одним, несомненно, главным своим преимуществом.

. – мгновенным быстродействием. Если для того, чтобы «включить – выключить» винтовой зажим часто необходимо сделать минимум пару оборотов в одну сторону, а затем в другую, то при использовании эксцентрикового зажима достаточно повернуть рукоятку всего на четверть оборота. Конечно, по усилию зажима и величине рабочего хода винтовые механизмы превосходят эксцентриковые, но при постоянной толщине закрепляемых деталей в серийном производстве применение эксцентриков чрезвычайно удобно и эффективно. Широкое использование эксцентриковых зажимов, например, в стапелях для сборки и сварки малогабаритных металлоконструкций и элементов нестандартного оборудования существенно повышает производительность труда.

Рабочую поверхность кулачка чаще всего выполняют в виде цилиндра с окружностью или спиралью Архимеда в основании. Далее в статье речь пойдет о более распространенном и более технологичном в изготовлении круглом эксцентриковом зажиме.

Размеры кулачков эксцентриковых круглых для станочных приспособлений стандартизованы в ГОСТ 9061-68*. Эксцентриситет круглых кулачков в этом документе задан равным 1/20 от наружного диаметра для обеспечения условия самоторможения во всем рабочем диапазоне углов поворота при коэффициенте трения 0,1 и более.

Расчет в Excel эксцентрикового зажима.

На рисунке ниже изображена геометрическая схема механизма зажима. К опорной поверхности прижимается фиксируемая деталь в результате поворота за рукоятку эксцентрика против часовой стрелки вокруг жестко закрепленной относительно опоры оси.

Показанное положение механизма характеризуется максимально возможным углом α , при этом прямая, проходящая через ось вращения и центр окружности эксцентрика перпендикулярна прямой, проведенной через точку контакта детали с кулачком и точку центра наружной окружности.

Если повернуть кулачок на 90˚ по часовой стрелке относительно изображенного на схеме положения, то между деталью и рабочей поверхностью эксцентрика образуется зазор равный по величине эксцентриситету e . Этот зазор необходим для свободной установки и снятия детали.

Программа в MS Excel:

В примере, показанном на скриншоте, по заданным размерам эксцентрика и силе, приложенной к рукоятке, определяется монтажный размер от оси вращения кулачка до опорной поверхности с учетом толщины детали, проверяется условие самоторможения, вычисляются усилие зажима и коэффициент передачи силы.

Значение коэффициента трения «деталь — эксцентрик» соответствует случаю «сталь по стали без смазки». Величина коэффициента трения «ось — эксцентрик» выбрана для варианта «сталь по стали со смазкой». Уменьшение трения в обоих местах повышает силовую эффективность механизма, но уменьшение трения в области контакта детали и кулачка ведет к исчезновению самоторможения.

Алгоритм:

9. φ₁ =arctg ( f₁ )

10. φ₂ =arctg ( f₂ )

11. α =arctg (2* e / D )

12. R = D/ (2*cos ( α ))

13. A = s + R *cos ( α )

14. e ≤ R * f₁ +( d /2)* f₂

Если условие выполняется – самоторможение обеспечивается.

15. F = P * L *cos( α )/( R *tg( α + φ₁ )+( d /2)*tg( φ₂ ))

16. k = F / P

Если по заданному усилию прижима или коэффициенту передачи силы требуется определить размеры эксцентрика, то можно легко решить эту обратную задачу, используя сервис Excel «Подбор параметра». Что это такое и как этим сервисом пользоваться подробно рассказано и показано в видео в конце статьи о теплообменнике.

Заключение.

Выбранное для расчетов и изображенное на схеме положение эксцентрикового зажима является самым «невыгодным» с точки зрения самоторможения и выигрыша в силе. Но выбор такой не случаен. Если в таком рабочем положении рассчитанные силовые и геометрические параметры удовлетворяют разработчика, то в любых иных положениях эксцентриковый зажим будет обладать еще большим коэффициентом передачи силы и лучшими условиями самоторможения.

Уход при проектировании от рассмотренного положения в сторону уменьшения размера A при сохранении без изменений прочих размеров приведет к уменьшению зазора для установки детали.

Увеличение размера A может создать ситуацию при износе в процессе эксплуатации эксцентрика и значительных колебаниях толщины s , когда зажать деталь окажется просто невозможно.

В статье умышленно ничего не упоминалось до сих пор о материалах, из которых можно изготовить кулачки. ГОСТ 9061-68 рекомендует для повышения долговечности использовать износостойкую поверхностно-цементированную сталь 20Х. Но на практике эксцентриковый зажим выполняют из самых разнообразных материалов в зависимости от назначения, условий эксплуатации и располагаемых технологических возможностей. Представленный выше расчет в Excel позволяет определять параметры зажимов для кулачков из любых материалов, только нужно не забывать изменять в исходных данных значения коэффициентов трения.

Уважающих труд автора прошу скачивать файл с расчетной программой после подписки на анонсы статей в окне, размещенном в конце статьи или в окне наверху страницы!

Ссылка на скачивание файла: ehkscentrikovyj-zazhim (xls 82,0KB).

Источник

Токарка.

Токарное дело, достойное дело.

Как сделать эксцентрик в 3-х кулачковом патроне.

Очень часто в токарной практике приходится изготавливать детали с эксцентриком. Эта проблема легко и с достаточной точностью, решается в 4-х кулачковом патроне.

Для обработки деталей с эксцентриком также можно использовать 3-х кулачковый самоцентрирующийся патрон. Для этого необходимо геометрический центр детали сместить на заданную величину — е ( эксцентриситет) путем подкладывания пластины под один из кулачков (смотри рис.).

Величину b можно найти следующим образом.

По формуле находим величину А.

Где е — заданное значение эксцентриситета в мм.
D — диаметр заготовки в мм.

Согласно найденному значению А определяем коэффициент k пользуясь таблицей.

Таблица для определения толщины пластинки.

Затем находим величину b — толщина пластинки.

Где b — величина подкладываемой пластины.
k — коэффициент, найденный в таблице, соответствующей величине А.

Источник