CN104260013B - 一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，包括转轴，所述转轴上至少固定设置有两个蜗杆，所述每个蜗杆的下方均设置有一个与其啮合的蜗轮，所述蜗轮上均设置有曲柄连杆，所述曲柄连杆的末端连接在同一块压头上。实现对称同步多点驱动手动压紧装置结构紧凑、使用简便，定位及压紧迅速，且可根据工件需要，实现同步多点或多工位压紧，从而提高劳动生产率和产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及了一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，属于机械技术领域。
背景技术
传统的产品设计与制造最先看重的是产品的成本及性能，然而，日益增加的环境污染问题已成为困扰全球社会发展的重大问题，环境污染的加剧损害了地球生态系统的稳定，从根本上已危害到人类的生存和可持续发展。随着社会的进步，可持续发展理念已逐渐深入人心，生产制造过程的绿色化也越来越受到重视，这其中关键的一环就是夹紧装置的绿色化。
传统夹具主要采用液体压力或气体压力作为驱动源，还有部分采用电动机或电磁力驱动，这些夹具通常都需要复杂的驱动设备和额外的动力源，从而导致设备复杂程度和成本上升。同时，液压夹具由于液压油泄露容易造成环境污染，气动夹具由于排气造成噪音污染，此与当前倡导的绿色制造理念不相适应。而手动夹具通常以人力作为驱动源，绿色化和柔性化程度都非常高，但目前对它的研究并不多，主要是由于人力能提供的动力很小（频繁作用的场合应小于150N）以及人力不能长久保持夹具的夹紧状态。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，实现对称同步多点驱动，手动压紧装置结构紧凑、使用简便，定位及压紧迅速，且可根据工件需要，实现同步多点或多工位压紧，从而提高劳动生产率和产品的质量。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，包括转轴，所述转轴上至少固定设置有两个蜗杆，所述每个蜗杆的下方均设置有一个与其啮合的蜗轮，所述蜗轮上均设置有曲柄连杆，所述曲柄连杆的末端连接在同一块压头上。
前述的一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，其特征在于：所述蜗杆为偶数个，相邻两个蜗轮的转动方向相反，且所述相邻两个蜗轮上的曲柄连杆为对称设置。
前述的一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，其特征在于：所述蜗杆的导程角小于3.5°。
前述的一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，其特征在于：所述蜗杆数量为两个，所述转轴的一端固定连接有转动盘，所述转动盘上设置有手柄。
前述的一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，其特征在于：所述蜗杆数量为六个，所述转轴的一端固定连接有从动齿轮，所述从动齿轮上安装有与其啮合的主动齿轮，所述主动齿轮上设置有手柄。
本发明的有益效果是：
1、对称同步多点驱动手动压紧装置结构紧凑、使用简便，定位及压紧迅速，且可根据工件需要，实现同步多点或多工位压紧，从而提高劳动生产率和产品的质量；
2、对称同步多点驱动手动压紧装置通过齿轮、蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的三次串联增力，可获得大的增力比，增力效果显著，可改善工人的劳动强度；同时曲柄连杆机构的输出力和输出位移之间具有非线性特性，压力角大时压头快速进给，压力角小时压紧力迅速增加；
3、利用蜗杆的自锁，保持压紧状态时的压紧力，不需要额外能源输入，工作可靠，可降低能源消耗、节约材料，不存在环境污染，绿色化程度高；
4、曲柄连杆机构具有很好的方向柔性，可根据压紧要求重新布置装置的输出端，低成本地实现多方向压紧和压紧方向转换的要求，扩大了压紧范围。
附图说明
图1是本发明第一实施例的结构示意图；
图2是本发明第二实施例的结构示意图；
图3是本发明第三实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，包括转轴1，所述转轴1上固定设置有一个蜗杆2，所述每个蜗杆2的下方均设置有一个与其啮合的蜗轮3，所述蜗轮3上均设置有曲柄连杆4，所述曲柄连杆4的末端连接在同一块压头4上，所述转轴1的一端固定连接有转动盘7，所述转动盘7上设置有手柄8，通过人工正向转动手柄8，带动与手柄8连接的转动盘7，转动盘7先将动力传递到转轴1和蜗杆2上，此时机构进行了第一次力的放大；然后，转动的蜗杆2带动与其相啮合的蜗轮3进行转动，此时机构进行了第二次力的放大；蜗轮3转动带动铰接在其上的曲柄连杆4摆动，使曲柄连杆4进行直线向下运动，此时由于曲柄连杆4的角度效应实现第三次力的放大；最后，铰接在连杆上的压头在曲柄连杆4带动下，将输出力作用在工件上完成压紧动作。若此时人手停止转动，整个夹紧装置处于自锁状态，工件6一直被压紧且压紧力不变，装置不再消耗能源而节约能量，进一步实现“绿色化”。工件6加工完成后，反向转动手柄8，带动转轴1反向转动，再带动蜗杆2反向转动，反向转动的蜗杆2便带动蜗轮3反向转动，使铰接在蜗轮3上的曲柄连杆4进行直线向上运动，连杆带动压头向上运动，从而松开工件6。
所述蜗杆2的导程角小于3.5°，以保持压紧力。导程角越小，自锁越可靠，增力效果越显著。当人手停止转动时，压紧装置可靠自锁而不再消耗能量，实现“绿色化”。
实施例2
如图2所示，一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，包括转轴1，所述转轴1上固定设置有2个蜗杆2，所述每个蜗杆2的下方均设置有一个与其啮合的蜗轮3，所述蜗轮3上均设置有曲柄连杆4，所述曲柄连杆4的末端连接在同一块压头4上，所述转轴1的一端固定连接有转动盘7，所述转动盘7上设置有手柄8，通过人工正向转动手柄8，带动与手柄8连接的转动盘7，转动盘7先将动力传递到转轴1和蜗杆2上，此时机构进行了第一次力的放大；然后，转动的蜗杆2带动与其相啮合的左右蜗轮3进行转动，此时机构进行了第二次力的放大；左右蜗轮3转动带动铰接在其上的曲柄连杆4摆动，使左右曲柄连杆4进行直线向下运动，此时由于左右曲柄连杆4的角度效应实现第三次力的放大；最后，铰接在连杆上的压板5在左右曲柄连杆4带动下，将输出力作用在工件6上完成压紧动作。若此时人手停止转动，整个夹紧装置处于自锁状态，工件6一直被压紧且压紧力不变，装置不再消耗能源而节约能量，进一步实现“绿色化”。
且左右两个蜗轮3的转动方向相反，且所述左右两个蜗轮3上的左右曲柄连杆4为对称设置，通过将两个蜗轮与曲柄连杆机构两两反向对称布置，此可相互抵消运动中产生的横向力，使装置始终保持水平平衡。
工件6加工完成后，反向转动手柄8，带动转轴1反向转动，再带动蜗杆2反向转动，反向转动的蜗杆2便带动左右蜗轮3反向转动，使铰接在左右蜗轮3上的左右曲柄连杆4进行直线向上运动，连杆带动压板5向上运动，从而松开工件6。
所述蜗杆2的导程角小于3.5°，以保持压紧力。导程角越小，自锁越可靠，增力效果越显著。当人手停止转动时，压紧装置可靠自锁而不再消耗能量，实现“绿色化”。
实施例3
如图3所示，一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，包括转轴1，所述转轴1上固定设置有6个蜗杆2，所述每个蜗杆2的下方均设置有一个与其啮合的蜗轮3，所述蜗轮3上均设置有曲柄连杆4，所述曲柄连杆4的末端连接在同一块压板5上，所述转轴1的一端固定连接有从动齿轮10，所述从动齿轮10上设置有与其相啮合的主动齿轮9，所述主动齿轮9上设置有手柄8，人手正向转动手柄8，带动与手柄8铰接的主动齿轮9正向转动，主动齿轮9通过齿轮啮合先将动力传递到从动齿轮10和蜗杆1上，此时机构进行了第一次力的放大；然后，转动的蜗杆1带动与其相啮合的6个蜗轮2进行转动，此时机构进行了第二次力的放大；蜗轮2转动带动铰接在各自蜗轮2上的曲柄连杆4摆动，使6个曲柄连杆4进行直线向下运动，此时由于曲柄连杆4的角度效应实现第三次力的放大；最后，铰接在连杆上的压板5在6根曲柄连杆4带动下，将输出力作用在工件6上完成压紧动作。
且相邻两个蜗轮3的转动方向相反，且所述相邻两个蜗轮3上的曲柄连杆4为对称设置，通过将两个蜗轮与曲柄连杆机构两两反向对称布置，此可相互抵消运动中产生的横向力，使装置始终保持水平平衡。
工件加工完成后，反向转动手柄8，带动主动齿轮9反向转动，主动齿轮9再带动从动齿轮10和蜗杆1反向转动，反向转动的蜗杆1便带动蜗轮2反向转动，使铰接在蜗轮2上的曲柄连杆4进行直线向上运动，连杆带动压板向上运动，从而松开工件6。
所述蜗杆2的导程角小于3.5°，以保持压紧力。导程角越小，自锁越可靠，增力效果越显著。当人手停止转动时，压紧装置可靠自锁而不再消耗能量，实现“绿色化”。
综上所述，本发明提供的一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，实现对称同步多点驱动手动压紧装置结构紧凑、使用简便，定位及压紧迅速，且可根据工件需要，实现同步多点或多工位压紧，从而提高劳动生产率和产品的质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。
Claims (4)
1.一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，其特征在于：包括转轴（1），所述转轴（1）上至少固定设置有两个蜗杆（2），且所述蜗杆（2）的数量为偶数个，每个蜗杆（2）的下方均设置有一个与其啮合的蜗轮（3），所述蜗轮（3）上均设置有曲柄连杆（4），所述曲柄连杆（4）的末端连接在同一块压头（5）上，相邻两个蜗轮（3）的转动方向相反，且相邻两个蜗轮（3）上的曲柄连杆（4）为对称设置。
2.根据权利要求1所述的一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，其特征在于：所述蜗杆（2）的导程角小于3.5°。
3.根据权利要求2所述的一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，其特征在于：所述蜗杆（2）数量为两个，所述转轴（1）的一端固定连接有转动盘（7），所述转动盘（7）上设置有手柄（8）。
4.根据权利要求2所述的一种基于蜗杆蜗轮与曲柄连杆传动的手动压紧装置，其特征在于：所述蜗杆（2）数量为六个，所述转轴（1）的一端固定连接有从动齿轮（10），所述从动齿轮（10）上安装有与其啮合的主动齿轮（9），所述主动齿轮（9）上设置有手柄（8）。
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