可变六角套筒扳手的研究
第1期(总第140期)
2007年2月
机械工程与自动化
MECHAN1CALENG1NEER1NG&.AUT()MAT10N
No.1
Feb.
文章编号:1672—6413(2007)01—0092—02 可变六角套筒扳手的研究
夏林灰,常军然,涂秋艳
(江西理工大学,江西赣州341000)
摘要:扳手按照结构的不同主要可以分为两大类,即手动螺丝扳手和套筒扳手.可
变六角套筒扳手则是对手动
螺丝扳手和六角套筒扳手的综合.
关键词:手动螺丝扳手;套筒扳手;可变六角套筒扳手 中图分类号:TS914.512文献标识码:A
0引言.
扳手是拧紧或松开螺栓和螺母的一种常用工具. 扳手按照结构的不同主要可以分为两大类,即手动螺 丝扳手和套筒扳手.手动螺丝扳手是通过旋转扳手头 上的螺丝以改变扳手头上两螺母卡爪之间的距离来卡 紧不同型号的螺母,从而拧紧或松开螺栓和螺母.套 筒扳手只要将其套在相应型号的螺母上,也可以将螺 母和螺栓拧紧或松开.
手动螺丝扳手可以用于各种型号的六角螺母上, 但由于螺母在使用的时候其六个角最容易受到磨损, 同时手动螺丝扳手是通过用手指旋转螺丝压紧螺母产
生摩擦力来松开或拧紧螺母和螺栓的,因此手动螺丝 扳手在使用的时候最容易发生打滑现象;套筒扳手虽 然较少发生打滑现象,但它的缺点是只能适用于某种 型号的螺母.正是由于上述原因才设计了可变六角套 筒扳手,它综合了手动螺丝扳手和六角套筒扳手的优 点.
1可变六角套筒扳手结构的设计
图1是可变六角套筒扳手的结构原理示意图,螺 栓与扳手主体之间是通过一个螺丝副联结起来的,螺 栓的末端与圆筒则通过一个转动副来联结,圆筒的外 侧面对称地镶嵌着六根杆构件(图1中只
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
示了两 根),这六根杆构件的末端便组成了一个正六边形的六 个顶点,通过六个转动副将相应的六根中间传动杆联 结起来,中间传动杆的末端也通过六个转动副将相应 的六个转动副联结构件联结起来.可变六角套筒扳手 主体局部剖面图见图2.
从图1可以看出,当旋转手柄时,螺栓则可以在 扳手主体内上,下地来回移动.由于螺栓的末端是通 过转动副与圆筒联结的,当螺栓向下移动时,圆筒及 六根杆构件也向下移动,六根转动副联结构件通过相 应的六根中间传动杆的作用向外移动的同时将带动相 应的六个螺母卡爪向外移动;同理,当螺栓向上移动 时,通过中间的相应构件将带动六个螺母卡爪向里移 动.因此可以通过旋转手柄调节六个螺母卡爪的位置 来拧紧或松开各种不同型号的螺母,而常见的六角套 筒扳手只能拧紧或松开某一种型号的螺母,所以可以 把可变六角套筒扳手称为多用六角套筒扳手. 旋转手柄
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,扳手主体
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塑塑一圆筒转动副
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中间传动杆,_一转动副
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转动副联结构件一,挡板
L螺母卡爪
图1可变六角套筒扳手的结构原理示意图 2机构分析
当螺母卡爪处于如图3所示的行程终端时,中间 传动杆所对应的垂直距离为H,水平距离为D,且与 转动副联结构件的夹角为,螺母卡爪的端部与螺丝 副轴线之间的垂直距离为,该距离决定着最大型号 收稿日期:2006—09—18
作者简介:夏林灰(1982一),男,江西新建人,硕士研究生,研究方向:机械设计及理论.
2007年第1期夏林灰,等:可变六角套筒扳手的研究?93? 的螺母尺寸;当螺母卡爪向里移动到其另一个行程终 端时,则中间传动杆所对应的水平距离为(D—L),其 对应的垂直距离为~/—H2+2D—L--L2.即螺母卡爪由一 个行程终端到另一个行程终端时,螺栓上,下移动的 距离为:
y(H,D)一,二一H.
图2可变六角套筒扳手主体局部剖面图
螺丝副轴线而作用在螺丝副向下的拉力为f=6Rsin0,即 图3结构分析尺寸图
其中,距离L,为套筒扳手的工作尺寸.显然y(H, D)的表达式对于变量H是一个偏减函数,对变量D 是一个偏增函数.因此,为了提高套筒扳手的工作效 率,必须降低表达式的值,即尽量使得H的取值最大 化,D的取值最小化,即H/D最大化,也就是中间传 动杆的倾角0最大化.
若设螺母卡爪在工作时所受到的工作压力为F,中 间传动杆视为二力杆,其拉力为尺,根据作用力与反作用 力的原理及螺母卡爪在水平方向力的平衡关系可得: F—Rcos0
6Ftan0.也就是说,螺母卡爪在卡紧螺母时,旋转手 柄所需要的旋转扭矩与tan0成正比.为了套筒扳手在 卡紧螺母时更省力,可以尽量减小中间传动杆与转动 副联结构件之间的夹角0.
综上所述,为了提高套筒扳手的工作效率,应尽 量加大中间传动杆的倾斜角度;为了工作时更加省力, 应尽量减小中间传动杆的倾斜角度.
3结束语
可变六角套筒扳手是对手动螺丝扳手和六角套筒 扳手的综合,它将二者的优点集合于一体,在机械维 修工作方面便于携带.但是可变六角套筒扳手的结构 比较复杂,其螺栓及扳手主体的螺纹在经常工作的情 况下最容易发生卯丝现象以至于需要经常更换螺栓等 零件.
参考文献:
[1]黄纯颖.机械创新设计[M].北京:高等教育出版社, 1999.
[2]颜鸿森.机械装置的创造性设计FM].北京:机械工业出 版社,2002.
ResearchontheVariableHexagonalBoxSpanner
XIALin—hui,CHANGJun—ran,TUQiu—yan
(JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou341000,China)
Abstract:Thespannerisdifferent,accordingtOthestructuremaydivideintotwobigkinds.namelymanualscrewspannerandbox
spanner.Thevariablehexagonalboxspanneristhesynthesisofthelnanua[screwspannerandthehexagonalboxspanner.
Keywords:manualscrewspanner;boxspanner;variablehexagonalboxspanner
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