增力頭設(shè)計的初步方案

增力頭設(shè)計的初步方案一、問題的提出鐵路養(yǎng)護(hù)：將鋼軌固定在混凝土軌枕上的構(gòu)件是螺栓螺母，螺母需定期擰松、涂油、擰緊。目前工務(wù)部門普遍采用如圖1所示的扳手，以螺母鎖緊力矩為15kg?m計，擰松螺母需要操作工人加在手上的圓周力達(dá)30kg以上，對連續(xù)操作來說，勞動強(qiáng)度很大，因此迫切需要一種擴(kuò)大力矩即增力的部件，且體積要小、重量要輕，以便于攜帶。汽車修理與汽車發(fā)動：載重汽車的車輪螺母的鎖緊力矩較大，除了在汽車修理店備有電動扳手或氣動扳手外，在長途運(yùn)輸過程中及其某些修理情況下拆卸這種螺母是比較困難的。因此也希望有一種增力部件以便用人力即可輕松地拆卸螺母。同樣，寒冷地區(qū)的汽車、拖拉機(jī)發(fā)動也比較困難，常依靠人力用曲拐帶動發(fā)動機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)發(fā)動，這時所需要的驅(qū)動力矩也很大，同樣迫切需要一種增力部件擴(kuò)大人手臂的輸出力矩，見圖2。二、設(shè)計要求和有關(guān)數(shù)據(jù)2.1設(shè)計要求的提出根據(jù)上面三種應(yīng)用場合，提出設(shè)計要求如下：為符合操作習(xí)慣，這個增力部件應(yīng)具有力矩的同軸輸入、輸出功能。根據(jù)使用要求，該增力部件的增力比（輸出力矩與輸入力矩之比）為4、4.5、5三種。該增力部件具有增力和不增力兩種工作狀態(tài)，且能快速切換，以便能夠在螺母擰松后快速將螺母旋下。為了攜帶、使用的方便，要求該增力部件體積小、重量輕。2.2確定符合設(shè)計要求的設(shè)計數(shù)據(jù)扭出螺母的初始力矩為15kg?m，臂長以50mm計，若以1:1的速度擰出需要30kg的力，顯然輸入力過大。經(jīng)過測試，若仍以臂長為500mm，輸入力為5~7kg時，人不至于太過勞累。因此，選取臂長L=500mmm，變速比i=5。此時輸入力F=6kg。三、機(jī)構(gòu)選型設(shè)計3.1電動扳手以電動機(jī)為動力、通過皮帶減速器或其它減速器將電機(jī)的轉(zhuǎn)動減速輸出，從而擴(kuò)大輸出力矩，汽車修理業(yè)常用這種扳手。如圖3所示。其特點(diǎn)是輸出力矩大，可實(shí)現(xiàn)鎖緊力矩控制；缺點(diǎn)是需要電源、整機(jī)體積較大，不能作為隨車工具使用。3.2液壓扳手如圖4所示，這種扳手實(shí)際上是四桿機(jī)構(gòu)中的一種導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，其導(dǎo)桿是一種往復(fù)式油缸，通過向油缸兩側(cè)充油，實(shí)現(xiàn)油缸活塞的往復(fù)運(yùn)動?；钊耐鶑?fù)運(yùn)動帶動擺桿擺動，通過棘輪機(jī)構(gòu)使擺桿的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)化為螺母套筒單向間歇運(yùn)動從而擰緊或擰松螺母，這種扳手可實(shí)現(xiàn)力矩控制，方法是采用溢

流閥控制油缸的油壓，使其達(dá)到一定壓力時卸荷。3.3長力臂扳手這種扳手適合于人力使用，通過增長力臂擴(kuò)大輸出力矩，為減少長度，力臂常作成伸縮式，由于操作習(xí)慣的問題使其力臂長度有限，從而增力比有限，使用起來不太方便。對于車輛維修尚可使用，但對于鐵路養(yǎng)護(hù)，則很不方便。以上介紹的幾種增力扳手對于鐵路養(yǎng)護(hù)、車輛維修并不十分理想。本設(shè)計將設(shè)計一種人力驅(qū)動、滿足鐵路養(yǎng)護(hù)、車輛維修、易于攜帶的一種增力扳手。3.4采用齒輪加離合器形式3.4.1變速比i=5的機(jī)構(gòu)選型采用齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)此變速比，如圖5所示，采用二級齒輪變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，Jz和zz和z'同齒數(shù)，i=Z2Z433=5。圖5i=5的變速機(jī)構(gòu)示意圖3.4.2變速比i=1的機(jī)構(gòu)選型采用離合器的形式實(shí)現(xiàn)變速，如圖6所示。具體