Hình 5.35 định tâm bằng mặt trong của chi tiết, dựa vào đường cong của rãnh để đẩy hai chốt định vị vào lỗ chi tiết. Hành trình của loại này rất ngắn, để tăng hành trình có thể làm thành hai đoạn đường cong: đoạn đầu góc nâng dưới 30 độ để đẩy chi tiết đi đoạn xa, đoạn hai góc nâng nhỏ hơn 5 độ để kẹp chặt và tự hãm được.
Khoa cơ khí-Trường Cao Đẳng Cơng Nghệ
29
Có thể dùng mâm cặp tự định tâm. Nhờ bánh răng hình cơn nhỏ vặn làm quay đĩa, dưới đáy đĩa có răng (cũng là một bánh răng côn ăn khớp với bánh răng cơn nhỏ). Mặt trên đĩa có rãnh xoắn ốc Ac-si-mét ăn khớp với răng khía sau của vấu. Do đó khi đĩa quay 3 vấu sẽ tiến vào tâm hoặc lùi ra với cùng một tốc độ.
Các loại mâm cặp được sử dụng rộng rãi, có tính vạn năng cao, lực kẹp lớn, kẹp rất chặt; khuyết điểm là mỗi đoạn rãnh xoắn có độ cong khơng bằng nhau (bán kính khơng bằng nhau). Vì thế rãnh xoắn Ac-si-mét ở đĩa quay và răng xoắn ở lưng vấu tiếp xúc đường chứ khơng phải tiếp xúc mặt, do đó răng chịu áp lực lớn, dễ mịn.
Rãnh xoắn Ac-si-mét có phương trình độc cực (hình 5.36a) là : r = a.θ
Trong đó: r - véc tơ bán kính; θ - góc cực; a- gọi là đặc tãnh xoắn ốc, là một hằng số a = v/ω
Khi θ=1 radian, thì a=r . Do đó đặc tính xoắn a chính là véc tơ bán kính r . Khi θ =3600
=2π radian, ta vẽ đựơc một vòng xoắn thứ nhất và véc tơ bán kính r0 trở thành bước xoắn t, nghiã là :
Vì a là một hằng số, r ln ln tăng, nên góc α ln ln giảm.
Ví dụ: đường xoắn trong mâm cặp tiêu chuẩn TC-25 có D=192,5mm; d=110mm; t=10mm; a=t/2π=1,59mm.
Theo cơng thức (1), ta tìm góc nâng α:
Theo hình 5.23a, khi vặn đĩa ngược chiều kim đồng hồ thì vấu đi vào tâm (kẹp) và tiếp xúc với mặt lồi. Khi vặn đĩa ngược lại thì vấu đi ra (tháo lỏng) và tiếp xúc với mặt lõm.
Khoa cơ khí-Trường Cao Đẳng Cơng Nghệ
30
Hình 5.36
Trong hình 5.36c, nếu từ tâm O′ (lệch cách mặt đối xứng AA của vấu là a) ta vẽ các bán kãnh r1, r2, r3,...rn và lấy đó làm prơfil của các răng vấu (với bước tiến là t) thì răng có thể tiếp xúc trên tồn chiều rộng của vấu nhưng vấu khơng chuyển động theo hướng kính được. Sự thay thế các đoạn cong xoắn ốc nằm trong bề rộng vấu bằng các cung trịn như thế có sai số rất nhỏ, không đáng kể.
Khi vấu xê dịch hướng tâm thì răng thấp nhất của nó ăn khớp với đoạn rãnh xoắn ốc trong cùng, cùng lúc đó răng cao lại ăn khớp với đoạn rãnh xoắn ốc ngoài cùng. Vậy nếu prơfil răng là r1, r2, r3,...rn thì vấu sẽ bị kẹt, không dịch chuyển được.
Để tránh hiện tượng kẹt đó thì bề mặt lõm của tất cả các răng phải có prơfil với bán kãnh R cố định lớn hơn bán kính lớn nhất của rãnh xoắn ốc rmax =D/2; còn bề mặt lồi của tất cả các răng phải có prơfil với bán kính R1 cố định là bán kính bé nhất của rãnh xoắn ốc rmin = d/2.
Thường lấy: R = D/2+(5-10)mm và R1 = d/2-(3-8)mm.
Các bán kính R và R1 đều có tâm điểm nằm trên đường B-B song song với đường đối xứng A-A và cách A-A một khoảng a.
e)Tự định tâm bằng khe chêm:
Nguyên tắc của loại này là nhờ vào lực cắt để đẩy các con lăn hoặc vấu kẹp vào khe hở có hình chêm và đạt được sự tự định tâm đồng thời kẹp chặt, vì thế lực cắt càng lớn thì lực kẹp càng lớn.
Khoa cơ khí-Trường Cao Đẳng Cơng Nghệ
31
Hình 6.37a, b: Tự định tâm bằng khe chêm.
Hình 5.24a, b định tâm bằng mặt trong chi tiết bằng các con lăn (chuẩn định vị tinh), có thể dùng vấu khía nhám để tăng hệ số ma sát dùng khi mặt định vị thô. Khi muốn tháo lỏng chi tiết cần dùng tay hoặc một kết cấu tay quay nào đó quay ngược chi tiết gia cơng để đẩy con lăn hoặc vấu ra khỏi khe chêm là được.
- Tính tự hãm : Muốn tự hãm, nghĩa là con lăn khơng bật được ra khỏi khe chêm thì phải đảm bảo hai phản lực R1 và R2 (hình 5.25) nằm trãn cùng một đường thẳng, ngược chiều nhau và cùng trị số. Tốt nhất là R1
và R2 tạo thành một ngẫu lực thuận chiều kim đồng hồ, R1 ở bên phải R2 .
Muốn tự hãm được, cần phải có :
Trong đó :α- Góc hợp bởi hai tiếp tuyến ở điểm tiếp xúc con lăn - vật gia cơng và con lăn- lõi cam; -Góc ma sát giữa con lăn và vật gia cơng; -Góc ma sát giữa con lăn và lõi
cam
Thường , nên, ta có : α ≤ (1)
So sánh giữa (1) và (2) , ta có điều kiện tự hãm :
- Để tháo lõng con lăn ra sau khi hết lực cắt thì mơ men ma sát trượt do phản lực N tạo ra phải lớn hơn hoặc bằng mô men ma sát lăn, tức là :
Trong đó :K- hệ số ma sát lăn; d - đường kính con lăn.
Khoa cơ khí-Trường Cao Đẳng Cơng Nghệ
32
Trong đó: W- lực kẹp (N); P- lực cắt (N); D1- đường kính trong của chi tiết; D2- đường kính chổ có lực cắt của chi tiết; 1- góc ma sát giữa con lăn và chi tiết; n- số con lăn.
Thường ta lấy đường kính con lăn d= D1/8. - Kiểm ta theo chèn ép: b 2
Trong đó:E- mơ đun đàn hồi của chi tiết (2.104 kG/mm2-); b - chiều dài con lăn (mm); σ - ứng suất chèn dập (đối với thép σ-=200 kG/mm2).