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电动螺丝刀的设计研究-论文
2025-07-29 13:44:35
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返回列表：丝 Chi na New Tec hn0 1og i e s and Pr oduc t s 电动螺丝刀的设计研究 黄绍华 贺凤宝 张伟 胡建忠 ( 大连工业大学 机械工程与自动化学院，辽宁 大连 116034 ) 工 业 技 术 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 ：T H139 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 ...
：丝 Chi na New Tec hn0 1og i e s and Pr oduc t s 电动螺丝刀的设计研究 黄绍华 贺凤宝 张伟 胡建忠 ( 大连工业大学 机械工程与自动化学院，辽宁 大连 116034 ) 工 业 技 术 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 ：T H139 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。 f2)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 。 (41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 图 1行星轮组成 F ig．1 T he 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 四甩 ，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 ~ Z al Z a2~- 15 = Z 6l Z b2= 15 ／4 5 = ②齿轮转速 =i。×i = × =吉 一154一 中国新技术新产品 1，2= 1×i = 180。× 1 = 2O0 由计算可知 ，行 星轮具有减低转速 的 作用。 图 2传动简图 F ig．2 T ransmissi on 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 ， 图3 过载保护机构 Fig．3 Overload protection agenc y 图4 弹簧卡头 F ig．4 Spri ng chuc k 图5 电动螺丝刀 F i g．5 E lec tri c screwdriver 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 (1)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 1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。 (2)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。 (3)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 、 离舍 器 设 计 与 选 用 指 南 Ⅱ]．化学工业出版社，2006 ：3 15． f21 卜炎 ．机械传动装置设计手册 [J1．机械工 业 出版社 ．1999． 『31吴宗泽 ．机械零件设计手册 U Jl 机械工 业 出版社 。2008：217 ～221． 『41武宝 ．可拆卸联接设计与应用 机械工 业 出版社 ．2006：88 ～ 97． ～ 鼍 ～ 、． ⑧
