单位文秘网 2021-07-04 01:18:12 点击: 次
摘 要:设计电动螺丝刀的传动系统,阐述电动螺丝刀的组成和工作原理。该电动螺丝刀设计精巧,有拧紧保护机构,扭矩调节机构,可实现自动拧紧和松开螺丝,提高了手动拧螺丝的效率。
关键词: 电动螺丝刀;行星轮系;扭矩调节;传动系统
中图分类号:TH139 文献标识码:A
本文所设计的便捷式电动螺丝刀具有以下特点:
(1)通过独特的拧紧保护机构,防止螺丝拧到位后继续施力,保护了螺丝和螺丝刀头。
(2)采用微型马达,使用过程中不会产生高温、碳粉、性能更优越,特别适合长时间连续使用。
(3)内部齿轮组件为优质合金钢直接冲压而成,使用更持久、稳定。
(4)外壳采用流线型设计,手感好,使用更舒适。
(5)正反开关设计更具人性化、更简易。
(6)柔软的专用电源线,使用过程中不易折断。
(7)无噪音、无干扰、低杂讯。
1 电动螺丝刀的组成结构
1.1 行星轮系
(1)行星轮系的组成
图1 行星轮组成
Fig.1 The planetary gear
行星轮系主要由行星轮g、行星架H及中心轮k组成。行星轮的个数一般为2~6个。在计算传动比时,仅考虑1个行星轮的转速即可,其余的行星轮为虚约束在计算时不用考虑。它们均匀地分布在中心轮的四周,载荷由几个行星轮共同来承担,以减小齿轮尺寸;同时又可使行星轮[1]公转所产生的离心和各啮合处的径向分力得以平衡,以减小作用在主轴上的力,使运转更加平稳。行星轮由行星架支承,并在行星架上做公转运动。
(2)行星轮系传动比的计算
①齿轮传动比
②齿轮转速
由计算可知,行星轮具有减低转速的作用。
图2 传动简图
Fig.2 Transmission diagram
1.2 扭矩调节器
电动螺丝刀的扭矩调节器由扭矩调节内套、扭矩调节外套 、弹簧套、弹簧、压套,大小钢球组成。扭矩调节内套和扭矩调节外套[2]之间靠螺纹相连接,使得内套在外套里左右移动,压缩弹簧,顶住压套,以调节小钢球跳脱凹槽的力矩大小。弹簧套用来压住凹槽内的大钢球,使扭矩调节内套定位,而不窜动。
2电动螺丝刀的工作原理
⑴ 拧紧/松开原理
电动机带动齿轮,通过行星齿轮系,传递至齿轮轴,使弹簧卡头体带动钻头(螺丝刀)旋转,拨动正反转切换开关可以实现正/反转(拧紧/松开)的转换。以上是正常拧紧松开工作的状态,此时内齿轮不旋转。
⑵ 过载保护(扭矩调节)原理
正常拧紧松开情况下,通过弹簧,使压套压紧在外壳上,从而使钢球将内齿轮定位,这样将转动传递至回转轴.当螺丝已经拧紧时,齿轮轴将停止转动,通过对齿轮系的分析,可以看出,在电机不停的情况下,内齿轮将转动,此时上的斜槽将钢球及套克服弹簧力向左顶出,即实现电机不停而螺丝刀停转,也就是过载保护,保护力的大小可以通过扭矩调节机构来实现。
⑶ 弹簧卡头原理
当将弹簧卡头套克服弹簧力向右推,然后将螺丝刀头插入弹簧卡头体时,钢球向外径向移动,可以将螺丝刀头插入卡头体, 钢球落入螺丝刀头的凹槽内,以防止螺丝刀头轴向窜动。弹簧卡头体左端的扁尾用来阻止螺丝刀头的轴向回转。取下钻头过程与上述安装过程相同。
3电动螺丝刀的传动系统
如图5所示,电机带动齿轮32(Z=15)转动3周,即转过45个齿,齿轮32带动行星轮8,使齿轮安装板9转过1周,从而带动与它相铆接的齿轮10转1周,使与其相啮合的齿轮转动,回转轴即跟着转了1/3周,由弹簧卡头夹着钻头钻1/3周,完成了传动过程。
结语
本文所设计的电动螺丝刀工作安全、体积小、重量轻,造型美观、操作简单、效率高,采用优秀电机、质量可靠。有专用的低压直流配套电源。大大提高了手动拧螺丝的效率。
参考文献
[1]阮忠唐.联轴器、离合器设计与选用指南[J].化学工业出版社,2006:3~15.
[2]卜炎.机械传动装置设计手册[J].机械工业出版社,1999.
[3]吴宗泽.机械零件设计手册[J].机械工业出版社,2008:217~221.
[4]武宝.可拆卸联接设计与应用[J].机械工业出版社,2006:88~97.
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