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文档简介

增力头设计的初步方案一、问题的提出铁路养护：将钢轨固定在混凝土轨枕上的构件是螺栓螺母，螺母需定期拧松、涂油、拧紧。目前工务部门普遍采用如图1所示的扳手，以螺母锁紧力矩为15kg•m计，拧松螺母需要操作工人加在手上的圆周力达30kg以上，对连续操作来说，劳动强度很大，因此迫切需要一种扩大力矩即增力的部件，且体积要小、重量要轻，以便于携带。汽车修理与汽车发动：载重汽车的车轮螺母的锁紧力矩较大，除了在汽车修理店备有电动扳手或气动扳手外，在长途运输过程中及其某些修理情况下拆卸这种螺母是比较困难的。因此也希望有一种增力部件以便用人力即可轻松地拆卸螺母。同样，寒冷地区的汽车、拖拉机发动也比较困难，常依靠人力用曲拐带动发动机曲轴旋转发动，这时所需要的驱动力矩也很大，同样迫切需要一种增力部件扩大人手臂的输出力矩，见图2。二、设计要求和有关数据2.1设计要求的提出根据上面三种应用场合，提出设计要求如下：为符合操作习惯，这个增力部件应具有力矩的同轴输入、输出功能。根据使用要求，该增力部件的增力比（输出力矩与输入力矩之比）为4、4.5、5三种。该增力部件具有增力和不增力两种工作状态，且能快速切换，以便能够在螺母拧松后快速将螺母旋下。为了携带、使用的方便，要求该增力部件体积小、重量轻。2.2确定符合设计要求的设计数据扭出螺母的初始力矩为15kg・m，臂长以50mm计，若以1:1的速度拧出需要30kg的力，显然输入力过大。经过测试，若仍以臂长为500mm，输入力为5~7kg时，人不至于太过劳累。因此，选取臂长L=500mmm，变速比i=5。此时输入力F=6kg。三、机构选型设计3.1电动扳手以电动机为动力、通过皮带减速器或其它减速器将电机的转动减速输出，从而扩大输出力矩，汽车修理业常用这种扳手。如图3所示。其特点是输出力矩大，可实现锁紧力矩控制；缺点是需要电源、整机体积较大，不能作为随车工具使用。3.2液压扳手如图4所示，这种扳手实际上是四杆机构中的一种导杆机构，其导杆是一种往复式油缸，通过向油缸两侧充油，实现油缸活塞的往复运动。活塞的往复运动带动摆杆摆动，通过棘轮机构使摆杆的往复摆动转化为螺母套筒单向间歇运动从而拧紧或拧松螺母，这种扳手可实现力矩控制，方法是采用溢

流阀控制油缸的油压，使其达到一定压力时卸荷。3.3长力臂扳手这种扳手适合于人力使用，通过增长力臂扩大输出力矩，为减少长度，力臂常作成伸缩式，由于操作习惯的问题使其力臂长度有限，从而增力比有限，使用起来不太方便。对于车辆维修尚可使用，但对于铁路养护，则很不方便。以上介绍的几种增力扳手对于铁路养护、车辆维修并不十分理想。本设计将设计一种人力驱动、满足铁路养护、车辆维修、易于携带的一种增力扳手。3.4采用齿轮加离合器形式3.4.1变速比i=5的机构选型采用齿轮机构实现此变速比，如图5所示，采用二级齿轮变速机构实现，Jz和zz和z'同齿数，i=Z2Z433=5。图5i=5的变速机构示意图3.4.2变速比i=1的机构选型采用离合器的形式实现变速，如图6所示。具体

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