一种液压扭矩倍增器的设计
【CN109826909A】一种增加输出扭矩的装置【专利】
2 .根据权利要求1所述的增加输出扭矩的装置，其特征在于：所述向下牵引带的材质为 弹性或刚性物。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910087127 .4
(22)申请日 2019 .01 .29
(71)申请人 郭惟 地址 430000 湖北省武汉市江汉油田广华 街4号1栋201室
(72)发明人 郭惟
(74)专利代理机构 北京众达德权知识产权代理 有限公司 11570
பைடு நூலகம்所述增扭齿轮与所述支撑齿轮的啮合处在所述增扭齿轮的第二弧面上，所述第二弧面 为：以增扭齿轮的轴心为顶点，以经过增扭齿轮轴心的水平线为第三边，以增扭齿轮与支撑 齿轮的轴心连线为第四边，第四边相对第三边向下倾斜0至45度的弧度所对应的弧面。
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CN 109826909 A
说 明 书
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一种增加输出扭矩的装置
3 .根据权利要求2所述的增加输出扭矩的装置，其特征在于：所述向下牵引带对所述增 扭齿轮施加的向下牵引力与增加扭矩的效果成正比。
4 .根据权利要求1所述的增加输出扭矩的装置，其特征在于：所述增扭齿轮与输出齿轮 的啮合处在输出齿轮的第一弧面上，所述第一弧面为：以输出齿轮的轴心为顶点，以经过所 述 增扭齿轮轴心的 水平线为第一边 ，以 输出齿轮与增扭齿轮的 轴心连线为第二边 ，第二边 相对第一边向下倾斜0至15度的弧度所对应的弧面；
扭力倍增器内部原理
扭力倍增器内部原理以扭力倍增器内部原理为标题，我们来详细解析一下它的工作原理和结构组成。
扭力倍增器是一种机械装置，可以将输入扭矩转化为更大的输出扭矩。
它通常由三个主要部分组成：输入轴、输出轴和行星齿轮。
我们来看一下输入轴。
输入轴通常由一个手柄或电动机连接，当输入轴旋转时，它会传递扭矩给行星齿轮。
接下来是行星齿轮。
行星齿轮由一个中心齿轮（太阳齿轮）和多个围绕在中心齿轮周围的行星齿轮组成。
输入轴连接到中心齿轮，而输出轴连接到行星齿轮。
行星齿轮通过齿轮传动实现扭矩的转换。
在行星齿轮中，中心齿轮和行星齿轮之间的齿轮比例是关键。
通常情况下，中心齿轮的齿数要比行星齿轮的齿数多一个。
这种设计使得行星齿轮在每一转时，中心齿轮只转动一次。
这样，输入轴的旋转速度就可以被放大，从而实现扭矩的倍增。
当输入轴旋转时，中心齿轮传递扭矩给行星齿轮。
由于行星齿轮与中心齿轮的齿轮比例，输出轴的旋转速度会比输入轴慢，但输出轴的扭矩会比输入轴大。
这就是扭力倍增器的工作原理。
除了上述的基本结构，扭力倍增器还包括一些辅助部件，例如摩擦片和离合器。
这些部件的作用是控制扭力倍增器的工作模式和输出扭矩。
摩擦片位于行星齿轮和外壳之间。
当摩擦片与外壳接触时，扭力倍增器处于低扭矩模式。
在这种模式下，输出轴的扭矩较小，适用于需要较低扭矩的工作场景。
离合器位于输入轴和中心齿轮之间。
当离合器连接输入轴和中心齿轮时，扭力倍增器处于高扭矩模式。
在这种模式下，输出轴的扭矩较大，适用于需要较高扭矩的工作场景。
扭力倍增器的内部原理和结构使其在许多应用中发挥重要作用。
例如，在汽车维修中，扭力倍增器可以用来拆卸或安装紧固件，因为它可以提供更大的扭矩来克服紧固件的阻力。
此外，扭力倍增器还可以用于工业生产线上的装配工作，提高工作效率。
总结一下，扭力倍增器是一种能够将输入扭矩转化为更大输出扭矩的机械装置。
它的工作原理基于行星齿轮的齿轮传动，通过合理的齿轮比例实现扭矩的倍增。
扭矩倍增器用户手册
扭矩倍增器
使用说明书
上海高致精密仪器有限公司
一、产品简介
工业行业以及相关产业行业生产检修安装现场，紧固和拆卸大直径螺栓螺母相当困难，尤其是操作人员在狭窄的施工环境中，这一问题显得更为突出。
本厂根据用户的实际需要，结合国内外先进技术，研制生产的新型扭矩倍增器，可以帮助您从根本上解决这一难题（组装方式如图，20型以上注意棘轮扳手和主机机芯上的力矩开关方向要同时通向）。
该产品主要组成部件为：短柄棘轮扳手、防弹锁、力矩倍增器、反力臂支爪（反作用脚），套简扳手组成（见图）。
其原理为：多级变速，力矩放大。
操作人员只需施加很小的力，即可以在很短的时间内得到5-100倍的输出力矩，从而轻便快捷地完成螺栓螺母的紧固或拆卸工作。
扭矩倍增器参考图
二、产品主要特点
1、适用于各种工作环境。
2、轻便灵巧、手工操作。
3、可调换不同规格的套筒，以适用多种大直径螺栓螺母。
4、最小的工具直径，最大的力矩输出。
5、设计系列化，产品采用硬质面镀，决不锈蚀。
四、技术参数及尺寸数据表
注：(1)三表是螺栓等级为8.8级做出，仅供参考。
一种用于增强扭矩的电动机控制器[实用新型专利]
![一种用于增强扭矩的电动机控制器[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/97bd0c0fec630b1c59eef8c75fbfc77da2699729.png)
专利名称：一种用于增强扭矩的电动机控制器专利类型：实用新型专利
发明人：孙菁
申请号：CN202120486302.X
申请日：20210308
公开号：CN215990614U
公开日：
20220308
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种用于增强扭矩的电动机控制器，包括外壳和变频器，所述外壳的左右两侧均固定连接有散热片，且外壳的上方设置有收集管，所述收集管的外部设置有凹槽，且凹槽的左右两侧均设置有弹性件，所述收集管的内部开设有通道，所述弹性件的另一端固定连接有橡胶滚轮，所述变频器的下方设置有隔板，且变频器位于外壳的内部，所述隔板的下方设置有驱动板，且驱动板的左右两侧均设置有限位柱，所述驱动板的下方设置有压板，且压板的后方粘合有缓冲垫。
该用于增强扭矩的电动机控制器，与现有的普通电动机控制器相比，可以对电动机的扭矩进行改变，并且能够保证内部零部件的稳定，同时可以对导出的连接线进行收纳整理，避免造成意外。
申请人：跃成机电科技无锡有限公司
地址：214000 江苏省无锡市惠山区钱桥晓丰村龙亨沟88号
国籍：CN
代理机构：连云港联创专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：刘刚
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技 术 创 新1 引言在螺栓装配中,为保证螺栓联接的可靠性及疲劳强度,必须使螺栓联接有足够的预紧力,这在很大程度上取决于扳手拧紧力矩的大小,但在机械行业中很多较大的机器需要高强度的预紧力,这个力量是一般工作人员在利用扭矩扳手中所不能或难以达到的。
为此,我们计划设计一种液压扭矩倍增器。
该装置以扭矩倍增器与液压泵的有机结合。
扭矩倍增器扭矩倍增器是一种可以为操作者提供扭矩放大的装置,扭矩倍增器具有确定的扭矩放大比。
液压泵是接在扭矩倍增器的输入端主要为其提供动力,提高工作的效率。
2 扭矩倍增器的设计扭矩倍增器是由一圆周或行星齿轮组合在不同组合阶层来带动齿轮旋转出力,每一阶层齿轮扭矩放大倍率因数设为k(k 的具体大小由齿轮的半径比决定,我们在这里设计k=5),在行星型齿轮系统中,扭矩是经由中心齿轮输入和输出。
由三个或四个行星齿轮与中心齿轮结合带动旋转。
倍增器外壳内的圆周齿轮与环绕内部行星型齿轮接合,但相对与内部行星齿轮旋转而言,旋转方向是相反的。
反作用力臂可防止与圆周齿轮一体的外壳旋转,而使行星型齿轮绕中心齿轮旋转来带动驱动方头旋转,从而输出扭矩。
如果没有反作用力臂则无法输出扭矩。
由公式:扭矩*转速=功率(由M=F·r, V=ω·r,P=F·V推得P=M×ω)可知当输入功率一定时,减小ω的值可使输出扭矩增大。
故扭矩倍增器实际就是一个通过行星齿轮系降低ω值的装置。
作其中一个行星齿轮如图1所示,设外齿轮半径为R,其角速度即为输出角速度ω2,而半径为r的主动齿轮的角速度ω1即为输入角速度。
它们是通过中间的齿轮传递能量的。
假设这里没有能量的损失(以下所有计算都不计摩擦等能量损失),即输入的功率P1等于输出的功率P2。
故由上述的公式:P=M×ω得M1×ω1=M2×ω2又由内外齿轮的运动线速度V相等,即ω1·r=ω2·R得:rRMM2112即输入输出扭矩之比即为齿轮的半径比:R/r。
扭力倍增器内部原理
扭力倍增器内部原理扭力倍增器是一种常见的工具，用于增加扭力的输出。
它通过简单而巧妙的设计实现了将输入的扭矩转化为更大的输出扭矩的功能。
在理解扭力倍增器的内部原理之前，我们先了解一下扭力的概念。
扭力是一种力矩，它与力的大小和作用点距离旋转轴的距离有关。
扭力倍增器的作用就是通过增加输入力的杠杆长度，从而增加输出的扭矩。
它通常由两个关键部分组成：输入部分和输出部分。
输入部分是扭力倍增器的起点，它通常由一个手柄和一个齿轮系统组成。
手柄是用于提供输入力的地方，而齿轮系统则起到传递和转换力的作用。
齿轮系统一般由多个齿轮组成，这些齿轮之间通过齿轮齿数的比例来实现力的转换。
当手柄施加力时，这些齿轮会相互啮合并传递力量，从而增加输入的扭力。
输出部分是扭力倍增器的终点，它通常由一个输出齿轮和一个输出杠杆组成。
输出齿轮是连接输入齿轮的最后一个齿轮，它的齿数通常要比输入齿轮的齿数少，从而实现扭力的放大。
输出杠杆是通过连接输出齿轮来提供输出力的地方，它的长度决定了输出扭力的大小。
当输入齿轮传递力量到输出齿轮时，输出杠杆会将输出力放大，从而实现扭力的倍增。
扭力倍增器的内部原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 输入力施加：用户通过手柄施加输入力，这个输入力会传递给初始的齿轮系统。
2. 力的传递：输入齿轮接收到输入力后会开始旋转，并将力量传递给下一个齿轮。
这个过程会一直持续下去，直到力量传递到输出齿轮。
3. 力的转换：当力量传递到输出齿轮时，由于输出齿轮的齿数较少，力量会得到转换并放大。
这个转换是通过齿轮齿数比例的差异来实现的。
4. 输出力放大：输出齿轮将转换后的力量传递给输出杠杆，输出杠杆通过杠杆原理将输出力进一步放大。
输出杠杆的长度越长，输出扭力也就越大。
通过这样的一系列步骤，扭力倍增器实现了将输入的扭力转化为更大的输出扭力。
它的设计简单而有效，使得用户能够轻松地增加扭力，从而应对一些需要大扭力的工作。
总结一下，扭力倍增器内部原理的关键在于通过齿轮系统和杠杆原理来实现输入扭力到输出扭力的转换和放大。
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一种液压扭矩倍增器的设计
作者：吴长忠孟宇潘妍利潘巧生
来源：《科技创新导报》2011年第33期
摘要:本文设计一种以电动液压泵作为动力的扭矩倍增器,介绍了扭矩倍增器的原理、内部结构以及选用液压泵的技术要求。
该设计不但可以精确控制螺纹的预紧力,大大提高螺纹联结的质量,而且可以根据不同的螺栓大小设置与之相适应的预紧力,具有广泛的适用性。
关键词:液压泵行星齿轮机构扭矩倍增
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)11(c)-0011-01
1 引言
在螺栓装配中,为保证螺栓联接的可靠性及疲劳强度,必须使螺栓联接有足够的预紧力,这在很大程度上取决于扳手拧紧力矩的大小,但在机械行业中很多较大的机器需要高强度的预紧力,这个力量是一般工作人员在利用扭矩扳手中所不能或难以达到的。
为此,我们计划设计一种液压扭矩倍增器。
该装置以扭矩倍增器与液压泵的有机结合。
扭矩倍增器扭矩倍增器是一种可以为操作者提供扭矩放大的装置,扭矩倍增器具有确定的扭矩放大比。
液压泵是接在扭矩倍增器的输入端主要为其提供动力,提高工作的效率。
2 扭矩倍增器的设计
扭矩倍增器是由一圆周或行星齿轮组合在不同组合阶层来带动齿轮旋转出力,每一阶层齿轮扭矩放大倍率因数设为k(k的具体大小由齿轮的半径比决定,我们在这里设计k=5),在行星型齿轮系统中,扭矩是经由中心齿轮输入和输出。
由三个或四个行星齿轮与中心齿轮结合带动旋转。
倍增器外壳内的圆周齿轮与环绕内部行星型齿轮接合,但相对与内部行星齿轮旋转而言,旋转方向是相反的。
反作用力臂可防止与圆周齿轮一体的外壳旋转,而使行星型齿轮绕中心齿轮旋转来带动驱动方头旋转,从而输出扭矩。
如果没有反作用力臂则无法输出扭矩。
由公式:扭矩*转速=功率(由M=F·r,V=ω·r,P=F·V推得P=M×ω)可知当输入功率一定时,减小ω的值可使输出扭矩增大。
故扭矩倍增器实际就是一个通过行星齿轮系降低ω值的装置。
作其中一个行星齿轮如图1所示,设外齿轮半径为R,其角速度即为输出角速度ω2,而半径为r的主动齿轮的角速度ω1即为输入角速度。
它们是通过中间的齿轮传递能量的。
假设这里没有能量的损失(以下所有计算都不计摩擦等能量损失),即输入的功率P1等于输出的功率P2。
故由上述的公式:P=M×ω得
M1×ω1=M2×ω2
又由内外齿轮的运动线速度V相等,即ω1·r=ω2·R
得:
即输入输出扭矩之比即为齿轮的半径比:R/r。
即一个这样的行星齿轮可以将扭矩倍增为R/r倍。
我们将设计R=10cm、r=2cm这样一级行星齿轮便可以将扭矩增加为5倍。
由于体积和能量损失的限制我们将选择3级行星齿轮系,这样便变可以将输入的扭矩增加为5×5×5=125倍。
3 液压泵的选择
倍增器有其优点即可以将输入的扭矩放大,但这同时又有其不可避免的缺点,那就是其输出端的输出太慢,就以上设计的为例,其扭矩放大125倍,则其输入输出的角速度之比也为125。
这就以为这在人力输入125圈后其输出端才输出1圈。
其工作效率会大大降低。
所以我们会选择工作效率高的动力系统来代替人力的工作。
液压传动与传统的机械传动相比,具有传动功率大、调节控制方便、传动平稳、调速范围广等一系列优点,在现代机械特别是工程机械行业,越来越广泛地使用液压传动。
而液压泵作为液压系统的核心元件,其技术水平和性能的高低,在很大程度上决定了主机的整体性能和质量。
在设计这样的液压扭矩倍增器由于它是手工操作工具,因此设计时必须考虑减轻扳手体积和重量。
为此,选用转速易于控制的电动液压泵作为动力装置。
通过选择与设计,我们将采用永久型全自动泵,无传感器,通过压力和时间控制。
扭矩达到时在遥控器上发出可视信号,从而提供安全保障。
假设矩倍增器的输出扭矩为5000N·M,一个螺栓连接需要5圈即可拧紧,时间为5秒。
则:其输入扭矩应该为5000/125=40N·M
输入端需要拧5×125=625圈。
输入的角速度ω=625*3.14/5=392.5 rad/s。
故:由P=M×ω得:P=40×392.5=15700w
则我们要选择的液压泵输出功率约为15.7kw。
4 液压扭矩倍增器的设计
4.1 液压扭矩倍增器的结构及工作原理
液压扭矩倍增器是液压泵与扭矩倍增器的有机结合。
液压倍增器主要由电动液压泵、两级行星齿轮机构、壳体、滚动轴承(组合为传统手动扭矩倍增器)套筒口和一套扳手套构成。
当液压泵输出动力时,带动高速级行星齿轮机构的中心轮转动,该机构的另一中心轮(齿圈)则通过轴承与壳体固联;扭矩由系杆传送到低速级行星齿轮机构的中心轮上,该机构的另一中心轮(齿圈)则通过滚动轴承固定于壳体上;扭矩同时由系杆传送到扳手头上,实现对螺栓的拧紧。
4.2 电动液压泵的特点
●双速／三速的高速调节技术
●高性能的精确调节压力,扭矩设置的液压泵,配有冷却系统
●配有过载保护阀
●可定时断电,关闭马达,时间控制,自动关闭马达
●配有安全电动遥控器,电压24V
●压力表充甘油,一级,直径100mm
●带24V控制电压的远程安全操控
5 结论
(1)液压扭矩倍增器是电动液压泵与扭矩倍增器的有机结合,解决了高强度的,螺栓联接问题,原理新颖,装置可靠,使用方便。
(2)采用液压泵作为动力,功率大、易于控制,符合工作要求。
(3)操作时间短、快速、经济、噪音低、安全可靠。
参考文献
[1] 张幼军,玉荣.行星齿轮减速器的优化设计[J].组合机床与自动化加工技术,2008,(10).
[2] 罗德刚.集成型复合控制液压泵[D].贵州大学,2007.
[3] 胡青春,闵锐,段福海.两级行星齿轮传动系统多目标优化设计研究[J].现代制造工程,2008,(3).
[4] 田立超.中高压液压泵CAT系统设计与研究[D].福州大学,2002.。