阅读说明：本技术 不可调的摩擦式带轴差速器扳手 (Nonadjustable friction type wrench with shaft differential mechanism ) 是由 汪学品 于 2020-04-19 设计创作，主要内容包括：不可调的摩擦式带轴差速器扳手,包括差速组件、摩擦组件、施力杆和输出头,所述差速组件包括行星轮、主动轮、从动轮、行星齿轮轴和差速壳体,所述行星轮空套于所述行星齿轮轴,所述行星齿轮轴支承于所述差速壳体上,所述主动轮和所述从动轮也支撑于所述差速壳体上,并且都与所述行星轮啮合；所述摩擦组件包括摩擦鼓、摩擦片,所述摩擦鼓与所述主动轮连接,两者之间不能相对运动；所述摩擦片的一端支承于所述差速壳体,所述摩擦片在自由状态下的内径不小于所述摩擦鼓的直径。(The nonadjustable friction type axial differential wrench comprises a differential assembly, a friction assembly, a force application rod and an output head, wherein the differential assembly comprises planet wheels, a driving wheel, a driven wheel, a planet gear shaft and a differential shell, the planet wheels are sleeved on the planet gear shaft in an empty mode, the planet gear shaft is supported on the differential shell, and the driving wheel and the driven wheel are also supported on the differential shell and are meshed with the planet wheels; the friction assembly comprises a friction drum and a friction plate, the friction drum is connected with the driving wheel, and the friction drum and the driving wheel cannot move relatively; one end of the friction plate is supported by the differential case, and the inner diameter of the friction plate in a free state is not smaller than the diameter of the friction drum.)

不可调的摩擦式带轴差速器扳手

技术领域

本发明涉及一种变矩扳手，尤其涉及一种不可调的摩擦式带轴差速器扳手。

背景技术

扳手是人们生活、生产中必不可少的工具之一，在学校里也会教授的使用，并且主要是利用扳手来学习一些知识技能。在工作时，扳手拧动螺母或螺栓，从而拧紧物体。而螺母或螺栓在按规定被拧紧后，会产生弹性变形和塑性变形，因此，按要求，螺母和螺栓的使用次数都是有规定的，超过了次数限制，其强度就不能满足要求。在实际使用中，一般不会超过使用次数，但是在教学中，按要求的次数使用螺母和螺栓就很难实现了。每个班级都有几十学生，每个学生训练一次，就会有几十次，为了加强训练效果，有的学生还不止训练一次，再加上考核时的使用，这样，一个班就会使用螺母或螺栓上百次。如果为每位学生都配备新的螺母或螺栓，那将是一笔很大的开支。有的螺栓或螺母是与零部件成一个整体的，如果螺栓或螺母被损坏了，则需要将零部件都进行更换，这也为教学成本带来了极大的负担。

目前解决这个问题的方法主要是不按规定扭矩来拧，比如实际使用中要求扭矩100NM，在教学中只要求拧到60NM，这样就可以避免螺母或螺栓的损耗。但这样做的不足之处有，一是学员没有很直观的施力感觉，学员会感觉这很像是在玩，缺少学习的沉浸感；二是容易给学员养成不规范作业的不良习惯。

因此，需要一个既可以使学员有直观的施力感觉、又不会损坏螺母或螺栓的扳手。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种不可调的摩擦式带轴差速器扳手。

不可调的摩擦式带轴差速器扳手，包括差速组件、摩擦组件、施力杆和输出头，所述差速组件包括行星轮、主动轮、从动轮、行星齿轮轴和差速壳体，所述行星轮空套于所述行星齿轮轴，所述行星齿轮轴支承于所述差速壳体上，所述主动轮和所述从动轮也支撑于所述差速壳体上，并且都与所述行星轮啮合；

所述摩擦组件包括摩擦鼓、摩擦片，所述摩擦鼓与所述主动轮连接，两者之间不能相对运动；所述摩擦片的一端支承于所述差速壳体，所述摩擦片在自由状态下的内径不小于所述摩擦鼓的直径；

所述施力杆包括力臂、转孔、摩擦环及把手，所述摩擦环为一圆环，其内径比处于自由状态的所述摩擦片所形成的圆的直径稍大；所述力臂和所述把手分别固接于所述摩擦环的两侧圆周面上，所述力臂上设置转孔；

所述差速壳体上设置有受力杆、转轴，所述转轴可伸入到所述转孔内。

优选地，所述摩擦片的一端固接支承轴，所述壳体上设置有支承孔，所述支承轴间隙配合的插入到所述支承孔中，使所述摩擦片可以绕所述支承轴转动。

所述施力杆可对所述摩擦片施加压力，以使所述摩擦片压紧于所述摩擦鼓，所述施力杆还与所述差速壳体相连；

所述输出头固接于所述从动轮。

优选地，所述输出头为方形柱状物。

优选地，所述差速壳体为可拆装的边框形结构，并设置有行星齿轮孔，所述行星齿轮固接有转轴，所述转轴支承于所述行星齿轮孔中。

附图说明

图1为本发明的部分分解的结构示意图。

图2为本发明摩擦鼓的受力分析图。

图3为施力杆的受力分析。

图中：1-把手、2-摩擦鼓、3-摩擦片、4-摩擦环、5-力臂、6-转孔、7-转轴、8-受力杆、9-差速壳体、10-连接块、11-主动轮、12-行星轮、13-从动轮、14-输出头、15-支承孔、16-支承轴、17-行星齿轮轴、18-摩擦片轴孔。

具体实施方式

为了更清楚的说明本发明的具体结构与原理，下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明包括差速组件、摩擦组件、施力杆和输出头，其中差速组件包括差速壳体、支撑于差速壳体的行星齿轮轴、空套于行星齿轮轴的两个行星齿轮、与两个行星齿轮同时啮合的主动轮和与两个行星齿轮同时啮合的从动轮；摩擦组件包括与主动轮固接的摩擦鼓、可与摩擦鼓压紧和分离的摩擦片；施力杆包括可对摩擦片施加压力的施力圆；与施力圆固接的把手、与施力圆固接的调节臂；输出头与从动轮固接。上述结构中，摩擦片为部分圆环结构，通过固接于其一端的支承轴支撑于开设于差带壳体上的支承孔中，使摩擦片可以绕支承轴转动。摩擦鼓的外径与施力圆内径的差值比摩擦片的圆环的两圆直径差值大，使摩擦片有足够的转动空间。

下面再介绍本发明的工作原理。

对于差速组件而言，当差速壳体绕主动轮的轴线做整体旋转时，会带动支承于差速壳体上的行星齿轮轴绕其径向作整体旋转（此旋转类似于学生转笔时笔的运动或是简单的孙悟空转金箍棒的运动）；行星齿轮轴再带动空套其上的行星齿轮旋转，即，行星齿轮的公转；然后，行星齿轮会带动与之啮合的主动轮和从动轮旋转。当主动轮和从动轮所受到的阻力矩一样时，则主动轮和从动轮与行星齿轮间没有相对转动，行星齿轮只有公转；如果主动轮和从动轮所受到的阻力矩不同，行星齿轮即有公转也有自转，主动轮、从动轮和行星齿轮之间有相对转动。而当没有其他外力介入时，受阻力矩大的一侧会停止旋转，受阻力矩小的一侧会以2倍于差速壳体的速度旋转。因此，主动轮和从动轮必须受到相同的阻力矩才能保持系统的平衡。

本申请中，由于主动轮和摩擦鼓是固接在一起的，所以主动轮所受到的阻力矩就是摩擦鼓所受到的阻力矩。

对施力杆进行受力分析。如图2所示，假定摩擦环与作用力F之间的距离为a，摩擦环与调节轴之间的距离为b。工作时对施力杆的把手施加的垂直作用力为F1，调节轴对施力杆的反作用力为F2，摩擦鼓对摩擦环的反力为F3，可知，F3与F1和F2的方向相反，且大小满足F3=F1+F2。对F2作用点来说，力矩是平衡的，则有F1*(a+b)=F3*b，从而有F3=F1*(a+b)/b。

由作用力与反作用力原理可知，F3也是摩擦环对摩擦片所施加的压力。下面再对摩擦鼓进行受力分析。

如图3所示，假定摩擦鼓的半径为R，摩擦鼓与摩擦片之间的摩擦系统为u，摩擦片对摩擦鼓的等效正压力为N，则N与F3必定是对应的关系，假定N=c*F3，c是常数，摩擦鼓所受到的力矩为M1，则有：M1=u*N*R=u*c*F3*R。且由前述分析可知，摩擦鼓与主动轮是连为一个整体的，而主动轮与从动轮所受到的力矩也是一样的，即从动轮所受到的力矩也只能是M，否则，要么是主动轮以2倍于差速壳体的速度旋转而从动轮不转，要么是从动轮以2倍于差速壳体的速度旋转而主动轮不转。

对于操作者而言，其施加了力F1，得到的效果是差速壳体的旋转，此时的旋转力臂为a，则力矩M2=F1*a，这也是操作者所得到的直观的感受力矩。

综上，M1=u*N*R=u*c*F3*R，M2=F1*a，F3=F1*(a+b)/b，可以得出：M2/M1=(a*b)/u*c*R*(a+b)。式中，c、R都是常数，对于确定的摩擦鼓和摩擦片而言，u也是固定的值。因此，只需要事先确定a和b的值即可调节M1和M2的比值，即，操作者的感受力矩与实际作用于从动轮上的力矩不一样。也可以事先确定u来实现操作者的感受力矩与实际作用于从动轮上的力矩不一样。

本发明设置有行星齿轮轴，可以避免行星齿轮直接受到差速壳体的压力，减小侧向力，使测量精度更高。