几种夹具设计常用机构
夹紧机构的基本形式
夹紧机构是一种用于夹持、固定或保持物体位置的装置，常用于机械工程、制造业和工业生产中。
夹紧机构的基本形式可以根据其工作原理和结构特点进行分类，以下是几种常见的夹紧机构形式：
螺旋夹紧机构：通过旋转螺杆或螺母来实现夹紧或释放物体。
螺旋夹紧机构常用于夹持物体的位置调整和固定，例如螺旋千斤顶。
摩擦夹紧机构：通过利用摩擦力来夹紧物体。
这种夹紧机构常用于夹紧工件或工具，如机床上的夹紧刀具和夹具。
弹簧夹紧机构：利用弹簧的弹性力量来夹紧物体。
弹簧夹紧机构常用于夹紧、固定或保持物体位置的场合，如弹簧钳和弹簧夹。
锁紧夹紧机构：通过锁紧装置来夹紧物体，例如螺栓、螺母和销钉等。
这种机构常用于连接和固定物体，提供较高的夹紧力和稳定性。
液压夹紧机构：利用液压系统的力量来夹紧物体。
液压夹紧机构常用于大型工件或需要较大夹紧力的应用，如液压千斤顶和液压夹具。
电磁夹紧机构：通过电磁力来夹紧或释放物体。
电磁夹紧机构常用于自动化系统中，例如电磁夹持装置和电磁锁。
这些是夹紧机构的一些基本形式，实际应用中还可以根据具体需求和应用场景设计和制造不同类型的夹紧机构。
具体选择何种夹紧机构形式取决于工作要求、夹紧力、稳定性要求以及经济性等因素。
第三章 工件的夹紧及夹紧装置(夹具设计)
速，但自锁能力较差，增力比小，（取决于L/ρ的 比值）。常用在切削平稳且切削力不大的场合。
机械学院
第二节 基本夹紧机构
2.偏心夹紧机构-适用范围
几种常见偏心夹紧机构
机械学院
第二节 基本夹紧机构
3.螺旋夹紧机构-分类
直接夹紧式螺旋夹紧机构：拉紧式和压紧式 移动压板式螺旋夹紧机构：支点式和内嵌式 铰链压板式螺旋夹紧机构：遮盖式、杠杆式、翻转式、联动式 可拆卸压板式螺旋夹紧机构：直拆式和旋拆式
机械学院
移动式压板端面偏心轮夹紧机构
移动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由两个端面凸轮在不同的旋 转角度上产生的轴向位移来实现夹紧动作。它的结构简单、紧凑， 占用空间小，操作方便，但自锁性能差一些，因此，其夹紧行程受 到一定限制。
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转动式压板端面偏心轮夹紧机构
转动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由端面凸轮和滑动杆在转动 一定角度时产生的位移来实现夹紧动作。它的结构也比较简单，操 作方便，由于是利用杠杆原理进行夹紧，其夹紧力比较大，但占用 的空间要大一些。
夹紧力作用点的选择
2)作用在工件刚度高的部位
机械学院
第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力的作用点与工件变形 a）工件底面产生夹紧变形 b）改进方案
机械学院
第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力作用点的选择
3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件 切削部位的刚度和抗振性。
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第二节 基本夹紧机构
6.斜楔夹紧机构-适用范围
斜楔夹紧装置常用在尺寸公差较小的夹紧装置中，主要用 于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。
第2章 机械制造技术基础(2—2)
体现的是工 件中心线
工件与V型块的接 触为：两条母线
●定位基准的选择实际上是定位基面的选择。
●根据是否被加工，定位基面可分精基面（光面） 和粗基面（毛面）。
五、定位误差的分析和计算
1. 定位误差的定义及产生的原因
用调整法加工一批工件时，工件在定位过程中会遇
到如下情况： ● 工序基准与定位基准不重合 ● 基准位置误差
导致工件的工序基 准偏离理想位置而 产生定位误差。
定位误差：工件在夹具（或机床）上定位不准确（工 序基准偏离理想位）而引起的加工误差。
定位误差值的大小d ：工序基准沿工序尺寸方向发生 的最大位移量。
（1）基准不重合引起的定位误差
如图所示，用调整法加工C面。工序基准：B面。
B
jb
H4
C H1
H4
H1
H
H1max H1min
A
工件的工序基准与定 位基准不重合。
由于尺寸H1的误差会使工件顶面位置发生变化，从 而使工序尺寸H4产生误差。
基准不重合误差： jb
H H
（2）基准位置误差
定位副制造不准确引起的定位误差
如图所示，用调整法加工键 槽。工序基准：O点。
jy O
d
工件外圆直径尺寸有大有小，会使外圆中心位置 发生变化，从而导致工序尺寸H的变化——基准发生 位移导致工序尺寸H的加工误差。
化的元件拼装而成。
特点：灵活多变，万能 性强，制造周期短，元 件可以重复使用。
（5）随行夹具
这是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。工件安 装在随行夹具上，除完成对工件的定位和夹紧外，还载着工件 由运输装置送往各机床，并在各机床上被定位和夹紧。
二、夹具的组成
机床夹具夹紧机构的设计
第二页，编辑于星期日：十点 十七分。
二 夹紧力的确定
（一）夹紧力的方向（结合图例说明）
1、有利于工件的准确定位
第三页，编辑于星期日：十点 十七分。
2、有利于减小工件变形
第四页，编辑于星期日：十点 十七分。
第七十四页，编辑于星期日：十点 十七分。
五 夹紧机构的动力装置
(一)气动夹紧装置 优点：传输、分配方便，干净； 缺点：尺寸较大，有排气噪音，夹紧力小。
(二)液压夹紧装置
优点：装置紧凑，工作平稳，无噪音；
缺点：成本高。
(三)气－液联合夹紧装置（气液增压器）
具有气动、液动的优点
(四)其它动力夹紧装置 真空夹紧（非导磁材料） 电磁夹紧
第四节 机床夹具夹紧机构的设计
一、夹紧机构设计应满足的要求 二、夹紧力的确定
三、常用夹紧机构 四、其它夹紧机构 五、夹紧机构的动力装置
第一页，编辑于星期日：十点 十七分。
一 夹紧机构设计应满足的要求
夹紧机构的设计原则：
（1）保证定位准确、可靠（不能破坏定位）；
（2）工件与夹具的变形要在允许的范围内；
第二十一页，编辑于星期日：十点 十七分。
1、斜面自锁原理及斜楔自锁条件
斜面自锁条件
螺纹自锁条件
f
f
第二十二页，编辑于星期日：十点 十七分。
将斜面自锁条件推广到斜楔夹紧装置，两者的区别仅在于 用斜楔夹紧时，存在两处摩擦接触面，即斜楔与工件、斜 楔与夹具体。
因而有两个摩擦角φ1 φ2
自锁条件
1 2
设计联动夹紧机构应注意如下几点： （1）仔细进行运动分析和受力分析，确保设计图
几种常用机构PPT课件
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螺旋机构的特点：
优点：结构简单，制作方便； 较小的回转力矩→很大的轴向
力； 工作平稳，无噪音； 自锁作用； 将回转运动变换为直移运动。
缺点：摩擦损失大，效率低。
适用场合：传递功率不大的场合。
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螺旋结构的应用
应用涉及范围广泛如：机械工业、仪 器仪表、工装夹具、测量工具等等。
拨盘转过角21
槽轮转过22
径向槽
圆柱销脱出径向槽 圆柱销
锁止弧
槽轮另一锁止弧被拨盘锁止弧锁住
拨盘转动、槽轮静止
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主动拨盘
二、槽轮机构的基本类型及其应用
常见的槽轮机构有两种类型：
外 啮 合 槽 轮 机 构
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内 啮 合 槽 轮 机 构
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三、槽轮机构的运动性质
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其传动比的计算公式为：
由上式可知，该传动比不仅随主动轴转角1而变化， 还与两轴之间的夹角β有关.
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当φ1= 0°或180°时，角速度比达到最大值，
ω3max=ω1/cosβ 当φ1= 90°或270°时，角速度比达到最小值， ω3min=ω1主co、sβ从动轴角速度比与主动轴转角的关系
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β1
主动轴 1
β1
中间轴 M
β3
从动轴
β3
3
在传递运动过程中由于主、从动轴的相对位置发生 变化，两万向节之间距离也相对变化，因此中间轴做成 两部分用花键联接，以调节中间轴长202度1/3/9 的变化9 。
机械设计常用机构
相互转动来实现运动和 柱齿轮的轮齿在轴线上
动力的传递。
倾斜排列，锥齿圆柱齿
轮的轮齿在一个锥面上
排列。
在圆锥齿轮机构中，两 个圆锥齿轮的轮齿在一 个锥面上排列，通过啮 合实现相交轴之间的运 动和动力传递。
在蜗轮蜗杆机构中，蜗 在平面齿轮机构中，直
杆的轮齿在蜗杆面上呈 齿平面齿轮的轮齿在一
螺旋状排列，蜗轮的轮 个平面上垂直排列，斜
用于传递垂直轴之间的运动和动 力，其传动比大、结构紧凑。
平面齿轮机构
用于传递两个平面之间的运动和 动力，其传动形式包括直齿、斜
齿和曲齿等。
齿轮机构的工作原理
01
02
03
04
05
齿轮机构的工作原理基 在圆柱齿轮机构中，直
于齿轮之间的啮合关系， 齿圆柱齿轮的轮齿在轴
通过一对或多个齿轮的 线上垂直排列，斜齿圆
圆锥凸轮机构
凸轮呈圆锥状，常用于需要较小接触面积的场 合。
凸轮机构的工作原理
01
凸轮机构通过凸轮的转动，使从动件产生预期 的运动规律。
02
凸轮的形状决定了从动件的运动轨迹，从而实 现各种复杂的运动要求。
03
当凸轮转动时，从动件在垂直于凸轮轴线的平 面内作往复运动。
凸轮机构的应用
自动化生产线
用于传递和改变运动轨 迹，实现自动化生产。
棘轮机构的工作原理
01
当主动件顺时针转动时 ，棘爪便随主动件一起 顺时针转动，并推动棘
轮逆时针转动。
02
当主动件逆时针转动时 ，棘爪便被压下，无法 与棘轮齿啮合，因此棘
轮不会转动。
03
棘轮机构的运动方向取 决于主动件的转动方向
。
棘轮机构的应用
夹紧机构(刘旋)
《机械系统设计》课程期末考查课程设计说明书学科专业：机械设计制造及其自动化班级：1117441学号：111744125学生姓名：刘旋指导老师：徐刚2014年6月工件夹紧机构设计一、工件的夹紧将工件定位后的位置固定下来称为夹紧，夹紧的目的是保持工件在定位中所获得的正确位置，使其在外力（夹紧力、切削力、离心力等外力）作用下，不发生移动和振动。
图 9-33 液压夹紧的铣床夹具1 －压板2 －铰链臂3 －活塞杆4 －液压缸5 －活塞1.1 夹紧装置的组成夹紧装置由两个基本部分组成。
1.1.1动力装置夹紧力的来源于人力或者某种动力装置。
用人力对工件进行夹紧称为手动夹紧。
用各种动力装置产生夹紧作用力进行夹紧称为机动夹紧。
常用的动力装置有：液压、气动、电磁、电动和真空装置等。
1.1.2夹紧机构一般把夹紧元件和中间传递机构和成为夹紧机构。
1 ）中间传递机构它是在动力装置与夹紧元件之间，传递夹紧力的机构。
其主要作用有：改变作用力的方向和大小；夹紧工件后的自锁性能，保证夹紧可靠，尤其在手动夹具中。
2 ）夹紧元件是执行元件，它直接与工件接触，最终完成夹紧任务。
图 9-33 所示是液压夹紧的铣床夹具。
其中，液压缸 4 、活塞 5 、活塞杆 3 组成了液压动力装置，铰链臂 2 和压板 1 等组成了铰链压板夹紧机构，压板 1 是夹紧元件。
1.2对夹紧装置的基本要求（ 1 ）能保证工件定位后占据的正确位置。
（ 2 ）夹紧力的大小要适当、稳定。
既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。
夹紧力稳定可减少夹紧误差。
（ 3 ）夹紧装置的复杂程度与生产类型相适应。
工件的生产批量越大，允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。
（ 4 ）工艺性好，使用性好。
其结构应尽量简单，便于制造和维修；尽可能使用标准夹具零部件；操作方便、安全、省力。
二、夹紧力的确定设计夹具的夹紧机构时，所需夹紧力的确定包括夹紧力的作用点、方向、大小三要素。
机床夹具设计与制造试题
安徽农业大学夹具试题汇总一填空1常用的夹紧机构()、()、()三种，其中()增力作用最小2正确确定夹紧力，主要是确定夹紧力的()、()、()3工件的定位误差主要是由()、()组成。
定位误差一般不应大于工序尺寸公差的()4导向套有()、()、()三种型式，在双面导向的情况下，要求镗杆与机床主轴()5在夹具总装图上，通常标注五种尺寸，它们是()、()、(),()、()6工件以外圆定位元件有()、()、()，工件以孔定位的定位元件有()、()、()。
7斜楔夹紧机构自锁条件是(),a越小则()越大，()越好，但()越小圆偏心夹紧机构的自锁条件是()8(不搞)双孔定位引起的定位误差包括()、()、()9斜楔夹紧机构的特点是()、()、(),()10生产批量较大时，为便于更换磨损的钻套，应使用()钻套、当孔需进行多工步加工时，应使用()钻套11钻床夹具的种类很多，一般分为()、()、(),()、()、()12不搞，对定销和分度盘轴线()时，称为()分度装置，()时，称为()分度装置13机床夹具主要由()、()、()、()、()其他元件组成。
14工件以平面定位时，定位元件通常为：()、()、(),()二判断1工件夹紧后，不能动弹了，所以六个自由度全被限制了，也就实现了完全定位(X)2零件的加工精度，特别是加工表面之间的尺寸和位置精度与工件的定位和夹紧误差有密切关系()3钻套下端面与加工孔端面的空隙越大，则排屑越方便，因此设计时，端面间隙越大越好()4当作用在斜楔的外力一定时，斜楔升角越小，则夹紧力越大，夹紧行程越小()5夹具的基本作用是保证工件的尺寸精度。
()6只要六个定位支承点，工件的六个自由度就可以完全被限制。
7批量小，只用钻头钻孔时，应该采固定钻套引导刀具。
()8车削外圆时不可能也没有必要消除工件绕自己轴心回转的自由度()9螺旋夹紧机构与圆偏心夹紧机构的作用与斜楔夹紧是相同的。
()10只要有六个定位支承点，工件的六个自由度句可以完全被限制()11设计联动夹紧机构时，常采用自动调节夹紧力的浮动机构，以便补偿工件及夹具元件相应尺寸的误差()12()工件夹紧后，不能动弹，故六个自由度全被限制，也就实现了完全定位。
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几种夹具设计常用机构
我们在组装车间手工装配线经常可以看到一些常用的机构的应用。
通过使用这些机构，来实现零件的定位、夹紧以及装配，最终达到工艺装配要求。
下面简述几种常见的机构，并以实际使用的各种工艺装置作简单说明。
按夹具的使用功能分三种类型进行介绍。
1定位夹紧机构
在继电器零部件组装时，往往需要将夹具的定位型腔打开，便于快速取放零件。
零件放置到位后，定位夹紧机构快速对零部件进行精确定位和夹紧，为随后的装配动作提供定位保证。
1）偏心轮
偏心轮夹紧机构是一种快速动作的夹紧机构，一般
采用手柄进行操作。
结构简单，制造容易。
如图（一）
所示，扳动手柄，带动滑块左右移动，从而实现夹紧。
因需要员工手工扳动手柄进行夹紧，增加员工劳动强
度。
所以，这种结构已逐渐由其他方式替代。
图（一）偏心夹紧机构
2）螺旋机构
螺旋机构是利用转动螺旋副实现夹紧压块的移动，来实现夹紧功能。
图（二）是左右螺旋机构的集合使用。
转动手轮，带动丝杠（左右旋）转动，左右
夹紧块平行移动，可以确保零件定位夹紧的
同心位置。
这种机构夹紧动作慢，辅助时间
长，工作效率较低，使用场合有局限性。
应用实例：通用搅胶装置
磁路铆接强度检测夹具图（二）螺旋机构
3）杠杆机构
杠杆机构在工艺装置夹具中广泛得到应用。
可以实现零件定位夹紧、增力放大、受力方向的转换等。
图（三）利用杠杆的摆动位置对继电器底座进行定位夹紧，夹紧的力度由弹簧决定，可根据需要进行调整。
夹具在装配工位时处于夹紧状态，确保零件的定位夹紧。
完成装配动作后，夹具返回，利用工装的斜面接触杠杆的末端，使杠杆绕支点转动，夹具的夹紧功能得到释放，故而松开底座，方便零件的取放。
这种夹紧结构非常适合在工装中使用。
图（三）杠杆夹紧机构
4）平面四杆机构
图（四）为四杆机构的一个应用实例。
使用操作时，按下手柄，利用机构的
运动特点，左右夹块会按要求左右滑
动，将夹具打开。
放入工件后，松开
手柄，夹具在拉簧的作用下复位（拉
簧未画出），实现工件的夹紧。
这种夹具适用于单件的手工操作，可
实现快速装夹。
应用实例：通用检测夹具图（四）四杆机构
2增力放大机构
在工装夹具中，受安装尺寸限制，经常需要用到放大机构，利用杠杆原理来实现
工艺要求。
以下为具体的几个实际应用例子。
图（五）杠杆机构A图（六）杠杆机构B图（七）杠杆机构C
通过应用杠杆机构和定滑轮结构，可将压力增大，同时也是一种变向机构，如图（五）。
图（六）所示，动力臂是阻力臂的3倍，具体使用时，可使拉力表量程放大至3倍。
杠杆也可以是弯曲的，如图（七）。
L形杠杆可以使受力方向发生变化。
3转换机构
在工装夹具的实际应用中，常需要进行机构转换，来改变运动方向或运动方式。
1）垂直运动转换为水平运动
这种运动转换机构在工艺装置中大量使用。
通常是利用电动冲床或气动冲床的下压运动转换为夹具的水平运动，实现零部件的定位和装配等。
如图（八）、图（九）。
图（八）运动转换A图（九）运动转换B图（十）移动凸轮
在实际使用中往往是多种机构组合使用。
图（十）为移动凸轮与杠杆机构结合使用，来实现水平运动转换为垂直运动，再通过杠杆机构实现变向受力。
2）变向机构
图（十一）是典型的变向机构。
按下手柄，夹具打开，
松开手柄，夹具实现夹紧功能。
上述中的图（五）、图（六）
及图（十）也都是变向机构。
3）直线运动转换为旋转运动
齿轮齿条机构可直接实现这种运动的转换。
图（十二）齿轮齿条机构图（十三）端子打弯图（十四）端子复直
采用齿轮齿条结构可轻易实现工件的翻转，见图（十二）。
图（十三）、图（十四）是齿轮齿条的演变结构，可实现端子打弯或复直。
4）直线旋转运动转换为水平旋转运动
在右图中，转动手轮，带动水平轴转动，
通过平键联接，水平锥齿轮跟随转动，再通
过锥齿轮啮合传动，将水平旋转转换为垂直
旋转，从而实现夹具平台的旋转。
应用实例：触点扭矩检测夹具图（十五）锥齿轮传动
结束语
上文通过列举了大量的实例，来简单说明一些常用机构在工装设计中的应用。
实际工作中，一些机构是交叉组合使用的。
如何选择合适的机构来满足工艺装配要求，是工装设计师应逐步掌握的技能。
因篇幅有限，上文仅罗列了工装中曾经使用过的一些机构。
实际上，还有许多灵巧的机构在其他设备或自动化装置中也经常看到应用。
随着科技的发展，采用气动元件、步进/伺服系统及其他自动化元件与机构的相结合，是实际生产中最常用的方式。
这种组合方式，可大幅简化机构，减少制造难度，方便后续修理维护，提供工作效率，能实现较好的经济性能。