夹紧机构理论分析及烘烤烟叶夹应用设计.docVIP

夹紧机构理论分析及烘烤烟叶夹应用设计 　　引言 　　 　　人们设计机械产品的目的是为了获取其使用功能，减轻或代替人的劳动。机械产品在使用过程中传递机械运动的部分称为机构，它是由若干个构件按机械原理组合而成的，具有确定相对运动的、能改变运动规律或变换运动形成的及具有独立作用功能的部件。机构的类型及其构成系统，从根本上体现了机械装置的功用和性能，成为该机械产品能否有效地应用于生产实际的关键。因此，合理地进行机构设计是机械装置整体设计过程中的一项重要内容。 　　夹紧机构是机械产品设计中的常用机构，广泛应用于机床夹具、辅助工具、夹压、锁止等各种领域。本文针对烘烤烟叶编烟技术，拟研究一种可行的夹紧机构原理，应用并设计出一种烘烤烟叶夹持工具，用于代替目前烟农手工编烟的繁琐操作，以降低劳动强度，减少人工成本，提高市场经济效益。 　　 　　1　机构设计 　　 　　机构设计是把机械装置功能的运动要求具体转化为运动的约束系统。对于一般机械产品而言，它是用于传递能量、运动，代替人类劳动的装置。因此，对于实用机械产品来讲，首要的是如何实现某种运动功能，并通过具体的机构、装置和系统来实现，以满足机械产品特定的要求，是机构设计的主要任务。图1为机构设计的一般过程。 　　1.1　机构的基本类型 　　机构是由两个或两个以上具有确定相对运动的构件组成，两构件间通过运动副来衔接。以机构特有的运动副类型和实体形状来分类，机构的基本类型有连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、螺旋机构和楔块机构、棘轮机构、槽轮机构、摩擦轮机构、挠性件机构、弹性件机构、液气动机构。依据基本类型机构的功能特性，通过机构构思、归纳、演绎，可设计出符合功能要求的实用机构。 　　1.2　机构构型 　　任何机械机构都存在构造上、功能上和组成上的三重属性。构造属性即为机构的实体构造形态；功能属性主要指机构的运动形态；组成属性则是指机构零部件形态。 　　设计新的机器或装置时，先对设计对象实际用途和功能要求进行剖析和思考，再结合使用、生产和设计等方面的具体情况，明确提???机构所要实现的功能目标及其限制条件，然后考虑用何种技术原理和手段来实现这些功能，即构造机构的功能属性。然后再具体确定实现各种预定功能所用零部件的形状、材料、加工工艺等，即构造机构的构造属性。在考虑机构功能属性和构造属性的同时，常结合现有经验和设计资料，针对设计机械预定功能，通过机构变异、演绎和组合方法来构造机构设计方案，即构造机构的组成属性。这种设计思考路线符合设计者的认识规律，但它不是单方向、直线式地进行，设计中时常要经过多次循环，针对各种解决方案既要从主观预测方面，又要从客观实际进行检验和判断，甚至需返回到原设计出发点，找到符合或甚至超过高技术水平的解决途径。 　　从功能的角度来思索机构设计，能够理清各功能部件间的内在本质联系，便于突破传统思路，充分运用现积累的设计经验和前人的研究成果，灵活地进行机构创新设计，保证整体功能预定目标的顺利实现。因此，在设计新的机器或装置时，优先构思机构的功能属性。 　　1.3　机构创新 　　对初步构思或现存使用的，能实现功能要求和运动方式的机构，还可以利用机构学的知识，通过机构变异，演绎、组合的途径，派生出更多的机构方案，结合机构设计原则和实际应用工作条件，运用评价方法对可行的机构方案进行性能评价，选择出最优方案。 　　 　　2　夹紧机构 　　 　　夹紧机构是机械设计中常用的应用机构。夹紧机构是使人力或动力装置所产生的力能正确地作用到物件上，执行某些动作，在夹紧过程中起到力传递作用的传递机构。夹紧机构在传递力的过程中，能因工作需要改变力的大小，方向和作用点，手动夹具的夹紧机构还应具有良好的自锁性能，以保证人力作用停止后，仍能可靠地夹紧工作。 　　2.1　夹紧机构设计的基本要求 　　为保证夹紧装置的工作质量和提高其工作效率，夹紧机构工作时应具有“正”、“牢”、“简”、“快”的基本要求。 　　1)“正”就是在夹紧过程中应保持工件原有的正确定位； 　　2)“牢”就是夹紧力要可靠，适当，即要把物件压紧夹牢，保证物件不位移、不抖动、不因夹紧力过大而使物件损伤或变形； 　　3)“简”就是结构简单、工艺好、容易制造； 　　4)“快”就是夹紧机构的操作应安全、迅速、方便、省力。 　　设计夹紧装置时，首先要合理选择夹紧力的方向，再确定其着力点和大小，并确定夹紧力的传递方式和相应的机构，最后选用或设计夹紧装置的具体结构，以保证实现夹紧机构的基本要求。 　　2.2　夹紧力的确定 　　夹紧装置在使用过程中，要保证物件不离开确定的工作位置，就必须有足够的夹紧力来平衡外来驱动力对物件的影响。夹紧力由力的作用点、作用方向和大小三要素来体现。因此，确定夹紧力必须结合工件的加工要