高慧芳，张耀成，杨兆建，王 源

（1.太原理工大学机械工程学院，山西 太原 030024；2.煤矿综采装备山西省重点实验室，山西 太原 030024）

1 引言

斜楔机构是由斜楔块，顶柱，和机架组成，如图1 所示。斜楔机构经常使用于夹具、模具、自动或半自动机械上。它具有的特点有：工作时能够平稳传动、没有噪音，能够自锁，能够增力和容易改变构件运动方向和方式等。它能将斜楔的垂直运动（或水平运动）转化为顶柱的水平运动（或垂直运动）。斜楔机构经常用在夹具中，具有增力的作用，同时斜楔机构的夹紧行程较小，而且夹紧行程直接与斜楔的斜楔角有关。当斜楔角度越小时，自锁能力就越好，但是夹紧行程也越小；反之，当斜楔角越大，自锁能力越差，夹紧行程却能越大。因此在此斜楔机构的基础上进行改进，提出了双斜楔机构[1]，S 型斜楔机构以及阶梯型斜楔机构。这里对各种斜楔机构进行建模并对几种斜楔机构进行了受力分析、增力分析以及自锁分析。

2 斜楔机构的受力分析

以下是对斜楔机构进行受力分析[3]，其所受的力，如图1 所示。

图1 斜楔机构受力图Fig.1 Stress Diagram of Oblique Wedge Mechanism

图1 中1 斜楔块，2 顶柱，和3 机架，图中：φ1、φ2、φ3—摩擦角；l—顶柱2 的支承长度；b—顶柱2 的悬臂长度；d—顶柱2 的直径；P—主动力；Q—阻力；R21—顶柱2 对斜楔1 总作用力；R31—机架对斜楔块的作用力。其中，R21和R12、R31和R13互为反作用力。则可有斜楔的力三角形图2 中（b）可列出如下方程：

由此可以求得：

若R3b、R3c为机架对顶柱的作用力，R12为斜楔对顶柱的作用力，则有顶柱的力和力矩的平衡关系……