一种自动双速扭矩扳手的制作方法

1.本发明涉及扭矩扳手结构技术领域，具体涉及一种自动双速扭矩扳手。


背景技术：

2.电动扭矩扳手通常用于对螺杆螺母的拆装，特别是对于有扭矩精度要求的螺杆螺母的装配。
3.现有的扭矩扳手都是利用多级减速来达到一个低转速、高扭矩的输出以进行工作，例如申请号为cn201821223432.9的专利文件公开了一种电动增力矩扳手，包括扳手外壳、驱动装置、输入轴、输出轴以及增力矩装置，其中输入轴和输出轴通过增力矩装置同轴安装于扳手外壳中，输入轴一端部在扳手外壳的一端外部与驱动装置的输出端固定连接，输出轴一端部由扳手外壳的另一端延伸出；扳手外壳外部设有把手。
4.其目的是通过增力矩装置中的多级星齿轮传动机构以及轴承来进行多级减速以达到增扭矩，但是在实际工作中，螺杆螺母在紧固过程中，开始不需要很大的扭矩就能拧动，只有在最后几圈阻力较大时才需要较大的扭矩力；而采用上述专利文件中的扳手一直以低速高扭矩的方式来对螺杆螺母进行紧固，存在着工作效率低的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一种自动双速扭矩扳手，以解决现有技术中，扳手一直以低速高扭矩的方式来对螺杆螺母进行紧固，存在着工作效率低的问题。
6.为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种自动双速扭矩扳手，包括：
7.机壳总成；
8.多联行星轮组件，所述多联行星轮组件转动设置在机壳总成内且其包括连接的动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部；
9.动力输入部，所述动力输入部一端伸入机壳总成内与动力传动部啮合来传动；
10.动力输出部，所述动力输出部一端伸入机壳总成内与动力传动部啮合来传动；
11.高速档齿圈，所述高速档齿圈转动设置在机壳总成内且与高速档调节部啮合；
12.低速档齿圈，所述低速档齿圈转动设置在机壳总成内且与低速档调节部啮合；
13.档位调节组件，所述档位调节组件与机壳总成配合以通过预设扭矩值来改变对高速档齿圈或低速档齿圈限位固定；
14.使用时，固定机壳总成来传递扭矩；且当高速档齿圈限位固定时动力输出部上的输出速比小于当低速档齿圈限位固定时动力输出部上的输出速比。
15.工作原理：使用时，固定机壳总成来平衡动力输出部输出的扭矩力，此时螺杆螺母的扭矩阻力低，档位调节组件来对高速档齿圈限位固定，低速档齿圈处于不受力跟随转动状态，低速档齿圈不参与速比转换，高速档齿圈和高速档调节部转换得到相比较低的速比，此时动力输出部输出相比较高的转速，产生的扭矩相对较小，能够快速的对前期螺杆螺母
进行紧固；当螺杆螺母之间的紧固在最后几圈时动力输出部上产生的阻力显著增大，在反作用力下使高速档齿圈扭矩增大以至于超过预设扭矩值时，档位调节组件转换对低速档齿圈限位固定，高速档齿圈处于不受力跟随转动状态，高速档齿圈不参与速比转换，低速档齿圈和低速档调节部转换得到相比较高的速比，此时动力输出部输出相比较低的转速，产生的扭矩相对较大，从而能够为螺杆螺母之间的紧固提供足够的作用力来高效的对螺杆螺母之间完成紧固；整个过程的运行，是因为随扭矩的变化自动转换档位调节组件对高速档齿圈和低速档齿圈之间的限位固定，从而在动力输出部上合理的进行转速和扭矩的调整，以高效的对螺杆螺母进行紧固。
16.进一步，所述多联行星轮组件还包括转动设置在机壳总成内的行星架，动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部自下而上转动设置在行星架内、外，动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部均包括周向布置且转动穿设在行星架内、外的多个行星齿轮，动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部中的多个行星齿轮沿竖直方向一一对应连接为一体且动力传动部中的行星齿轮的齿数、低速档调节部中的行星齿轮的齿数以及高速档调节部中的行星齿轮的齿数依次减小，动力传动部的多个行星齿轮啮合于动力输入部一端外侧且啮合于动力输出部一端内侧，低速档调节部的多个行星齿轮啮合于低速档齿圈内侧，高速档调节部的多个行星齿轮啮合于高速档齿圈内侧。
17.进一步，所述机壳总成与高速档齿圈和低速档齿圈之间形成安装空间，档位调节组件包括滑动设置在安装空间内的换挡回位圈，换挡回位圈的一端与安装空间内壁之间通过弹簧相连，换挡回位圈的另一端沿其周向方向开有多个安装孔，每个安装孔内均转动设置有换档钢球，高速档齿圈外壁上沿其周向方向开有与多个换挡斜槽，低速档齿圈外壁上沿其周向方向开有多个直凹槽，换挡斜槽和直凹槽的数量均不少于换档钢球的数量；当高速档齿圈限位固定时，多个换档钢球一一对应相抵于多个换挡斜槽与机壳总成内壁之间；当低速档齿圈限位固定时，多个换档钢球一一对应相抵于多个直凹槽与机壳总成内壁之间。
18.进一步，每个所述换挡斜槽均为第一缺口槽，第一缺口槽的缺口朝向低速档齿圈布置且第一缺口槽自其缺口一端的宽度向另一端逐渐减小。
19.进一步，每个所述直凹槽均为第二缺口槽，第二缺口槽的缺口朝向高速档齿圈布置且第二缺口槽自其缺口一端的宽度向另一端逐渐增大。
20.进一步，所述机壳总成包括机壳以及一端插接在机壳内后转动相连的反力臂套壳，动力输出部远离动力传动部的一端从反力臂套壳内自由穿出，动力输入部一端自由穿过机壳后穿入力臂套壳内与动力传动部啮合。
21.进一步，所述动力输出部包括啮合在动力传动部外侧的齿圈段以及与齿圈段相连的动力输出轴，动力输出轴远离齿圈段的一端从反力臂套壳内自由穿出。
22.进一步，所述机壳总成还包括固定连接在反力臂套壳外壁上的反力臂。
23.进一步，所述换挡斜槽和直凹槽的数量均是多倍于换档钢球的数量。
24.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
25.本自动双速扭矩扳手包括机壳总成、动力传动部、低速档调节部、高速档调节部、动力输入部、动力输出部、高速档齿圈、低速档齿圈以及档位调节组件，来在对螺杆螺母配合中先采用高转速且低扭矩的方式来进行紧固，后自动调节为低转速且高扭矩的方式来进
行紧固，大大提高了螺杆螺母紧固过程中的工作效率。
附图说明
26.图1为本发明一实施例的局部剖视图；
27.图2为本发明一实施例中换挡斜槽和直凹槽的结构示意图。
28.说明书附图中的附图标记包括：高速档齿圈1、低速档齿圈2、机壳3、反力臂套壳4、定位螺杆5、反力臂6、行星架7、行星齿轮8、换挡回位圈9、弹簧10、换档钢球11、换挡斜槽12、直凹槽13、动力输入轴齿14、齿圈段15、动力输出轴16、限位槽17。
具体实施方式
29.下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
30.如图1所示，本发明实施例提出了一种自动双速扭矩扳手，包括机壳总成、多联行星轮组件、动力输入部、动力输出部、高速档齿圈1、低速档齿圈2以及档位调节组件，所述多联行星轮组件转动设置在机壳总成内且其包括连接的动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部；所述动力输入部一端伸入机壳总成内与动力传动部啮合来传动，所述动力输出部一端伸入机壳总成内与动力传动部啮合来传动，所述高速档齿圈1转动设置在机壳总成内且与高速档调节部啮合，所述低速档齿圈2转动设置在机壳总成内且与低速档调节部啮合，所述档位调节组件，所述档位调节组件与机壳总成配合以通过预设扭矩值来改变对高速档齿圈1或低速档齿圈2限位固定；使用时，固定机壳总成来传递扭矩；且当高速档齿圈1限位固定时动力输出部上的输出速比小于当低速档齿圈2限位固定时动力输出部上的输出速比。
31.在本实施例中：使用时，固定机壳3总成来平衡动力输出部输出的扭矩力，此时螺杆螺母的扭矩阻力低，档位调节组件来对高速档齿圈1限位固定，低速档齿圈2处于不受力跟随转动状态，低速档齿圈2不参与速比转换，高速档齿圈1和高速档调节部转换得到相比较低的速比，此时动力输出部输出相比较高的转速，产生的扭矩相对较小，能够快速的对前期螺杆螺母进行紧固；当螺杆螺母之间的紧固在最后几圈时动力输出部上产生的阻力显著增大，在反作用力下使高速档齿圈1扭矩增大以至于超过预设扭矩值时，档位调节组件转换对低速档齿圈2限位固定，高速档齿圈1处于不受力跟随转动状态，高速档齿圈1不参与速比转换，低速档齿圈2和低速档调节部转换得到相比较高的速比，此时动力输出部输出相比较低的转速，产生的扭矩相对较大，从而能够为螺杆螺母之间的紧固提供足够的作用力来高效的对螺杆螺母之间完成紧固；整个过程的运行，是因为随扭矩的变化自动转换档位调节组件对高速档齿圈1和低速档齿圈2之间的限位固定，从而在动力输出部上合理的进行转速和扭矩的调整，以高效的对螺杆螺母进行紧固。
32.本自动双速扭矩扳手包括机壳总成、动力传动部、低速档调节部、高速档调节部、动力输入部、动力输出部、高速档齿圈1、低速档齿圈2以及档位调节组件，来在对螺杆螺母配合中先采用高转速且低扭矩的方式来进行紧固，后自动调节为低转速且高扭矩的方式来进行紧固，大大提高了螺杆螺母紧固过程中的工作效率。
33.如图1所示，根据本发明的另一实施例，所述一种自动双速扭矩扳手，其中所述机壳总成包括机壳3以及一端插接在机壳3内后转动相连的反力臂套壳4。
34.在本实施例中，具体反力臂套壳4的一端插接在机壳3内后是通过定位螺杆5来进行限位的，以使反力臂套壳4与机壳3之间能够发生相对转动且不能进行轴向上的移动；采用的机壳3包括筒状段以及在筒状段一端内侧一体成型的限位段，限位段与筒状段之间形成有环形空间；在安装时，限位段与高速档齿圈1接触，来对高速档齿圈1进行安装限位；反力臂套壳4包括插接在筒状段内的大筒段以及与大筒段一端相连的小筒段，反力臂套壳4的大筒段内壁上开有与换挡钢球11数量相同的限位槽17，换挡钢球11一一对应滑动相抵于限位槽17内，用于控制环档钢球11只能沿高速档齿圈1轴向移动去限位固定高速档齿圈1及低速档齿圈2；定位螺杆5具体是连接在大筒段与筒状段之间来对机壳3和反力臂套壳4进行固定，反力臂套壳4的结构设计是为了合理的来布置多联行星轮组件和动力输出部。
35.为了在使用时，机壳总成能够较好的进行固定来传递反作用力以增大高速档齿圈1的扭矩，从而使档位调节组件对高速档齿圈1的限位固定调整为对低速档齿圈2的限位固定；在反力臂套壳4外壁上的反力臂6，在使用时，通过对反力臂6进行固定，动力输出部转动来输出动力。
36.如图1所示，根据本发明的另一实施例，所述一种自动双速扭矩扳手，其中所述多联行星轮组件还包括转动设置在机壳总成内的行星架7，动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部自下而上转动设置在行星架7内、外，动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部均包括周向布置且转动穿设在行星架7内、外的多个行星齿轮8，动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部中的多个行星齿轮8沿竖直方向一一对应连接为一体且动力传动部中的行星齿轮8的齿数、低速档调节部中的行星齿轮8的齿数以及高速档调节部中的行星齿轮8的齿数依次减小，动力传动部的多个行星齿轮8啮合于动力输入部一端外侧且啮合于动力输出部一端内侧，低速档调节部的多个行星齿轮8啮合于低速档齿圈2内侧，高速档调节部的多个行星齿轮8啮合于高速档齿圈1内侧。
37.在本实施例中，动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部均由呈环形布置的三个行星齿轮8构成，且动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部中的三个行星齿轮8沿竖直方向形成了三列，每一列中均包括动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部中的一个行星齿轮8，每列中的三个行星齿轮8连接为一体，具体可以是通过键连接来固定在一起，本实施例中是将每列中的三个行星齿轮8一体成型来形成一体结构，且每列中的三个行星齿轮8的半径及轮齿数量均是自下而上依次减；其中，行星架7呈筒状结构且其外壁上沿其周向方向开有三个安装孔，每列中的三个行星齿轮8中部对应安装在一个安装孔内，使得每列中的三个行星齿轮8一部分转动设置在行星架7内，还有一部分转动设置在行星架7外。
38.本自动双速扭矩扳手在运行过程中，行星架7是一直在机壳总成内转动的，通过动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部中的三个行星齿轮8结构设计与动力输入部、动力输出部、高速档齿圈1以及低速档齿圈2配合，来在高速档齿圈1限位固定时，在动力输出部上输出高转速且低扭矩；在低速档齿圈2限位固定时，在动力输出部上输出低转速且高扭矩；来高效的对螺杆螺母进行紧固。
39.如图1所示，根据本发明的另一实施例，所述一种自动双速扭矩扳手，其中所述机壳总成与高速档齿圈1和低速档齿圈2之间形成安装空间，档位调节组件包括滑动设置在安装空间内的换挡回位圈9，换挡回位圈9的一端与安装空间内壁之间通过弹簧10相连，换挡
回位圈9的另一端沿其周向方向开有多个安装孔，每个安装孔内均转动设置有换档钢球11，高速档齿圈1外壁上沿其周向方向开有多个换挡斜槽12，低速档齿圈2外壁上沿其周向方向开有多个直凹槽13，直凹槽13和换挡斜槽12的数量均不少于换档钢球11的数量；当高速档齿圈1限位固定时，多个换档钢球11一一对应相抵于多个换挡斜槽12与机壳总成内壁之间；当低速档齿圈2限位固定时，多个换档钢球11一一对应相抵于多个直凹槽13与机壳总成内壁之间。
40.在本实施例中，具体安装空间是在机壳3与高速档齿圈1和低速档齿圈2之间，且此安装空间是位于上述环形空间内的；在本自动双速扭矩扳手启动使用时，反力臂套壳4上的反力臂6固定来平衡输出的扭矩力，此时螺杆螺母的扭矩阻力低，弹簧10利用换挡回位圈9把置于直凹槽13的换档钢球11一一对应推至高速档齿圈1的换挡斜槽12，利用反力臂套壳4内壁开设的限位槽17对高速档齿圈1限位固定，低速档齿圈2处于不受力跟随转动状态，低速档齿圈2不参与速比转换，高速档齿圈1和高速档调节部转换得到相比较低的速比，此时动力输出部输出相比较高的转速，产生的扭矩相对较小，能够快速的对前期螺杆螺母进行紧固；当螺杆螺母之间的紧固在最后几圈时动力输出部上产生的阻力显著增大，在反作用力下使高速档齿圈1扭矩增大，高速档齿圈1外圆周的换挡斜槽12驱动换档钢球11在克服弹簧10阻力后移动至低速档齿圈2上对应的直凹槽13内利用反力臂套壳4内壁的限位槽17限位固定(此时即是上述中的预设扭矩值)，高速档齿圈1处于不受力跟随转动状态，高速档齿圈1不参与速比转换，低速档齿圈2和低速档调节部转换得到相比较高的速比，此时动力输出部输出相比较低的转速，产生的扭矩相对较大，从而能够为螺杆螺母之间的紧固提供足够的作用力来使螺杆螺母之间完成紧固；螺杆螺母完成紧固后，将动力输出部与螺杆螺母脱离连接，此时动力输出部上的扭矩明显减小，换档钢球11上受到的轴向推力明显小于弹簧10的弹力，从而弹簧10推动换挡回位圈9带动换档钢球11均反向移动来移回对应的换挡斜槽12内；具体在本实施例中直凹槽13和换挡斜槽12的数量均是多倍于换档钢球11的数量设计的，以便于本自动双速扭矩扳手在高低速之间的两级转换中更加的稳定、快捷。
41.结合图2，基于上述方案采用的每个换挡斜槽12均为第一缺口槽，第一缺口槽的缺口朝向低速档齿圈2布置且第一缺口槽自其缺口一端的宽度向另一端逐渐减小。
42.换挡斜槽12基于上述的结构限定，是使得其内形成有对换档钢球11导向的倾斜内壁，当螺杆螺母在紧固的最后几圈所产生的阻力显著增大，则在反作用力使高速档齿圈1上扭矩增大，换挡斜槽12内对换档钢球11是通过换挡斜槽12的倾斜内壁来对换档钢球11产生一个朝向弹簧10的轴向分力，轴向分力即上述的轴向推力，来有利的将换档钢球11均推入对应的直凹槽13内，对低速档齿圈2限位固定；在本实施例中，第一缺口槽呈三角形，且与第一缺口槽的槽口用于对换档钢球11进行导向的内壁可以由多个倾斜角度不同的侧边内壁来连接而成。
43.同时还基于上述方案，采用的每个直凹槽13均为第二缺口槽，第二缺口槽的缺口朝向高速档齿圈1布置且第二缺口槽自其缺口一端的宽度向另一端逐渐增大。
44.在本实施例中，第二缺口槽具体是呈等腰梯形状，以便于对导入的换档钢球11进行限位，从而来对低速档齿圈2限位固定。
45.如图1所示，根据本发明的另一实施例，所述一种自动双速扭矩扳手，其中所述动力输入部可以为动力输入轴齿14，动力输入轴齿14的一端由电机来驱动转动，另一端带有
齿圈且齿圈自由穿过机壳3后穿入力臂套壳内与动力传动部啮合，即与动力传动部中的三个行星齿轮8相啮合，以进行传动。
46.为了提高动力输入轴齿14在转动过程中的稳定性，在其中部外固定套设有固定嵌设在行星架7一端内的轴承。
47.基于上述方案，采用的动力输出部包括啮合在动力传动部外侧的齿圈段15以及与齿圈段15相连的动力输出轴16，动力输出轴16远离齿圈段15的一端从反力臂套壳4内自由穿出；具体是齿圈段15啮合在动力传动部中的三个行星齿轮8外侧；通过齿圈段15、动力传动部中的三个行星齿轮8与动力输入轴齿14的轴齿端来配合形成一个行星齿轮结构，当行星齿轮结构中的中太阳轮、行星轮以及内齿圈均不固定时，是不能将动力传递出的，在本方案中通过对低速档齿圈2或高速档齿圈1限位固定，以使齿圈段15上传递出动力，来驱动动力输出轴16转动，动力输出轴16可以通过花键或方头等连接的方式来连接套筒等工具，当动力输出轴16转动来带动套筒转动，从而使螺母或螺杆转动来对螺母螺杆进行紧固。
48.因动力传动部、低速档调节部以及高速档调节部中的行星齿轮8大小设计，则对应齿圈段15、低速档齿圈2以及高速档齿圈1的内径以及轮齿数是依次减小的。
49.设定高速档齿圈1的轮齿数为a，高速档调节部中的行星齿轮8的轮齿数为b，低速档齿圈2轮齿数为c，低速档调节部中的行星齿轮8的轮齿数为d，齿圈段15的轮齿数为e，动力传动部中的行星齿轮8的轮齿数为f，动力输入轴齿14的轴齿端的轮齿数为g。
50.当高速档齿圈1限位固定时，动力输出轴16的输出速比计算公式为：
[0051][0052]
当低速档齿圈2限位固定时，动力输出轴16的输出速比计算公式为：
[0053][0054]
一般在设计使用时，当高速档齿圈1限位固定时，动力输出轴16的输出速比达到几十；而当低速档齿圈2限位固定时，动力输出轴16的输出速比达到几百，以满足实际使用需求。
[0055]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。