一種自增力式雙向扳手及其工作方法與流程

本發明涉及扳手使用時的簡便與省力問題，特別涉及在緊固或擰松螺釘時雙向持續輸出同一力矩并且可增大輸出力矩的一種自增力式雙向扳手及其工作方法。

背景技術：

一般的扳手在使用過程中，往往只能沿一個方向用力，且手在轉動方向上的運動是有一定的限制，不能持續，在一個方向達到限度后，往往要重新拿起扳手或者將扳手反向空行程旋轉，降低了緊固螺釘或者擰松螺釘的工作效率。

為了解決上述問題，美國專利US5931062公開了一種轉換裝置，該裝置主軸與驅動元件，驅動元件與主軸間安裝有單向離合器，通過單向離合器的作用，使得當任一驅動元件旋轉時，主軸的力矩輸出都會一直向一個方向旋轉，但該發明的轉換裝置只能使主軸朝一個方向轉動，如果需要實現緊固或者擰松螺釘的操作，需要設置多個輸出端，造成應用的不便。

王暋發明的雙向扳手（申請號201310020308），包括主軸，主動齒輪，從動齒輪，轉動手柄帶動主動齒輪旋轉，通過中間齒輪的作用帶動從動齒輪旋轉，該發明的具體實施方式是通過棘爪元件選擇性的與第一棘爪面打滑而與第二棘爪面接合傳動達到反向的效果，但該扳手結構復雜，且易產生空轉，造成扳手工作的不可靠。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對現有換向扳手的結構復雜、成本高、易產生空轉、可靠性低及實用性弱的缺陷，提出了一種自增力式雙向扳手及其工作方法，結構簡單，可方便的實現扳手雙向擰緊和雙向擰松的操作。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種自增力式雙向扳手，包括手柄、增力換向部分、換向開關、撥桿和套筒；

所述增力換向部分包括輸入軸、輸入齒輪、中間軸、傳動齒輪、同向齒輪，換向軸、反向齒輪、輸出軸、輸出齒輪、彈簧和鋼球；

所述輸入軸一端與手柄固定相連；所述中間軸、換向軸、輸出軸均與輸入軸平行；

所述輸入齒輪固定于輸入軸上；所述同向齒輪和傳動齒輪固定在中間軸上；所述反向齒輪固定在換向軸上；

所述傳動齒輪與輸入齒輪保持常嚙合，所述反向齒輪與同向齒輪保持常嚙合；

所述輸出軸上設有花鍵；

所述輸出齒輪通過花鍵設置在所述輸出軸上，能夠沿所述輸出軸軸向移動；

所述花鍵上設有和所述鋼球相匹配的第一球形凹槽和第二球形凹槽；

所述輸出齒輪的輪轂上設有安裝孔；

所述彈簧一端和安裝孔的底部相抵、另一端和所述鋼球固定相連，所述鋼球用于和所述彈簧相配合使得所述輸出齒輪在花鍵上限位在第一球形凹槽處或第二球形凹槽處；

所述輸出齒輪上設有環槽，所述撥桿一端設置在所述環槽內、另一端和所述換向開關相連；

所述換向開關用于通過撥桿撥動所述輸出齒輪，使其在花鍵上第一球形凹槽處和第二球形凹槽處切換位置；

當所述輸出齒輪位于花鍵上第一球形凹槽處時，所述輸出齒輪和同向齒輪嚙合；

當所述輸出齒輪位于花鍵上第二球形凹槽處時，所述輸出齒輪和反向齒輪嚙合；

所述套筒和所述輸出軸的一端固定相連。

本發明還公開了該自增力式雙向扳手的工作方法，包含以下步驟：

需要手柄順時針轉動擰緊螺釘時，通過換向開關撥動輸出齒輪，使其位于花鍵上第一球形凹槽處，此時，輸出齒輪與同向齒輪嚙合，手柄順時針轉動時帶動輸出軸及套筒順時針轉動；

需要手柄逆時針轉動擰緊螺釘時，通過換向開關撥動輸出齒輪，使其位于花鍵上第二球形凹槽處，此時，輸出齒輪與反向齒輪嚙合，手柄逆時針轉動時帶動輸出軸及套筒順時針轉動；

需要手柄順時針轉動擰松螺釘時，通過換向開關撥動輸出齒輪，使其位于花鍵上第二球形凹槽處，此時，輸出齒輪與反向齒輪嚙合，手柄順時針轉動時帶動輸出軸及套筒逆時針轉動；

需要手柄逆時針轉動擰松螺釘時，通過換向開關撥動輸出齒輪，使其位于花鍵上第一球形凹槽處，此時，輸出齒輪與同向齒輪嚙合，手柄逆時針轉動時帶動輸出軸及套筒逆時針轉動。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

1.簡單易操作：本發明結構簡單，易操作，只需撥動換向開關；

2.工作省力：本發明利用兩級齒輪傳動可實現在輸出端力矩的增大；

3.雙向工作：本發明通過開關位置及手柄旋轉方向可實現雙向緊固螺釘或雙向擰松螺釘；

4.工作可靠：使用彈簧與鋼球及球形凹槽裝配，可實現輸出齒輪準確定位，使齒輪充分嚙合，不會產生空轉，工作可靠。

附圖說明

圖1是本發明的自增力式雙向扳手原理示意圖；

圖2是本發明的輸出齒輪及輸出軸結構裝配圖。

圖中，1-手柄，2-增力換向部分，3-套筒，4-輸入齒輪，5-輸入軸，6-輸出軸，7-換向開關，8-撥桿，9-環槽，10-輸出齒輪，11-換向軸，12-反向齒輪，13-同向齒輪，14-中間軸，15-傳動齒輪，16-彈簧，17-鋼球，18-花鍵，19-第一球形凹槽，20-第二球形凹槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明：

如圖1和圖2所示，本發明公開了一種自增力式雙向扳手，包括手柄1、增力換向部分2、換向開關7、撥桿8和套筒3；

所述增力換向部分2包括輸入軸5、輸入齒輪4、中間軸14、傳動齒輪15、同向齒輪13，換向軸11、反向齒輪12、輸出軸6、輸出齒輪10、彈簧16和鋼球17；

所述輸入軸5一端與手柄1固定相連；所述中間軸14、換向軸11、輸出軸6均與輸入軸5平行；

所述輸入齒輪4固定于輸入軸5上；所述同向齒輪13和傳動齒輪15固定在中間軸14上；所述反向齒輪12固定在換向軸11上；

所述傳動齒輪15與輸入齒輪4保持常嚙合，所述反向齒輪12與同向齒輪13保持常嚙合；

所述輸出軸6上設有花鍵18；

所述輸出齒輪10通過花鍵18設置在所述輸出軸6上，能夠沿所述輸出軸6軸向移動；

所述花鍵18上設有和所述鋼球17相匹配的第一球形凹槽19和第二球形凹槽20；

所述輸出齒輪10的輪轂上設有安裝孔；

所述彈簧16一端和安裝孔的底部相抵、另一端和所述鋼球17固定相連，所述鋼球17用于和所述彈簧16相配合使得所述輸出齒輪10在花鍵18上限位在第一球形凹槽19處或第二球形凹槽20處；

所述輸出齒輪10上設有環槽9，所述撥桿8一端設置在所述環槽9內、另一端和所述換向開關7相連；

所述換向開關7用于通過撥桿8撥動所述輸出齒輪10，使其在花鍵18上第一球形凹槽19處和第二球形凹槽20處切換位置；

當所述輸出齒輪10位于花鍵18上第一球形凹槽19處時，所述輸出齒輪10和同向齒輪13嚙合；

當所述輸出齒輪10位于花鍵18上第二球形凹槽20處時，所述輸出齒輪10和反向齒輪12嚙合；

所述套筒3和所述輸出軸6的一端固定相連。

本發明還公開了該自增力式雙向扳手的工作方法，包含以下步驟：

需要手柄1順時針轉動擰緊螺釘時，通過換向開關7撥動輸出齒輪10，使其位于花鍵18上第一球形凹槽19處，此時，輸出齒輪10與同向齒輪13嚙合，手柄1順時針轉動時帶動輸出軸6及套筒3順時針轉動；

需要手柄1逆時針轉動擰緊螺釘時，通過換向開關7撥動輸出齒輪10，使其位于花鍵18上第二球形凹槽20處，此時，輸出齒輪10與反向齒輪12嚙合，手柄1逆時針轉動時帶動輸出軸6及套筒3順時針轉動；

需要手柄1順時針轉動擰松螺釘時，通過換向開關7撥動輸出齒輪10，使其位于花鍵18上第二球形凹槽20處，此時，輸出齒輪10與反向齒輪12嚙合，手柄1順時針轉動時帶動輸出軸6及套筒3逆時針轉動；

需要手柄1逆時針轉動擰松螺釘時，通過換向開關7撥動輸出齒輪10，使其位于花鍵18上第一球形凹槽19處，此時，輸出齒輪10與同向齒輪13嚙合，手柄1逆時針轉動時帶動輸出軸6及套筒3逆時針轉動。

下面以緊固螺釘和擰松螺釘的實例操作介紹本發明的具體工作過程。

緊固螺釘時，根據螺釘型號選擇對應的套筒3裝到輸出軸6上。先將換向開關7向上撥動，鋼球17落入第一球形凹槽19內，輸出齒輪10與同向齒輪13嚙合。此時順時針旋轉手柄1，帶動輸入軸5及輸入軸齒輪4順時針轉動，輸入軸齒輪4與傳動齒輪15嚙合，帶動傳動齒輪15、中間軸14及同向齒輪13逆時針轉動。同向齒輪13同時與反向齒輪12及輸出齒輪10嚙合，一方面帶動反向齒輪12及換向軸11順時針空轉，不輸出力矩；另一方面帶動輸出齒輪10、輸出軸6及套筒3順時針轉動，擰緊螺釘。當手柄1順時針轉動位置空間受到限制時，將換向開關7向下撥動，通過撥桿8及輸出齒輪10上的環槽9帶動對輸出齒輪10施加軸向力，當所受力大小克服彈簧16鋼球17和第一球形凹槽19之間的阻力時，撥桿8帶動輸出齒輪10沿著輸出軸6上的花鍵18向下移動，直到鋼球17落入第二球形凹槽20內，輸出齒輪10與反向齒輪12嚙合。此時逆時針旋轉手柄1，帶動輸入軸5及輸入軸齒輪4逆時針轉動，輸入軸齒輪4與傳動齒輪15嚙合，帶動傳動齒輪15、中間軸14及同向齒輪13順時針轉動。同向齒輪13與反向齒輪12嚙合，帶動反向齒輪12及換向軸11逆時針轉動。反向齒輪12與輸出齒輪10嚙合，帶動輸出齒輪10、輸出軸6及套筒3順時針轉動，擰緊螺釘。當手柄1逆時針轉動位置空間受到限制時，再將換向開關7向上撥動，重復上述過程，直到螺釘擰緊到預定位置。實現雙向擰緊螺釘效果。

擰松螺釘時，根據螺釘型號選擇對應的套筒3裝到輸出軸6上。先將換向開關7向上撥動，鋼球17落入第一球形凹槽19內，輸出齒輪10與同向齒輪13嚙合。此時逆時針旋轉手柄1，帶動輸入軸5及輸入軸齒輪4逆時針轉動，輸入軸齒輪4與傳動齒輪15嚙合，帶動傳動齒輪15、中間軸14及同向齒輪13順時針轉動。同向齒輪13同時與反向齒輪12及輸出齒輪10嚙合，一方面帶動反向齒輪12及換向軸11逆時針空轉，不輸出力矩；另一方面帶動輸出齒輪10、輸出軸6及套筒3逆時針轉動，擰松螺釘。當手柄1逆時針轉動位置空間受到限制時，將換向開關7向下撥動，通過撥桿8及輸出齒輪10上的環槽9帶動對輸出齒輪10施加軸向力，當所受力大小克服彈簧16鋼球17和第一球形凹槽19之間的阻力時，撥桿8帶動輸出齒輪10沿著輸出軸6上的花鍵18向下移動，直到鋼球17落入第二球形凹槽20內，輸出齒輪10與反向齒輪12嚙合。此時順時針旋轉手柄1，帶動輸入軸5及輸入軸齒輪4順時針轉動，輸入軸齒輪4與傳動齒輪15嚙合，帶動傳動齒輪15、中間軸14及同向齒輪13逆時針轉動。同向齒輪13與反向齒輪12嚙合，帶動反向齒輪12及換向軸11順時針轉動。反向齒輪12與輸出齒輪10嚙合，帶動輸出齒輪10、輸出軸6及套筒3逆時針轉動，擰松螺釘。當手柄1順時針轉動位置空間受到限制時，再將換向開關7向上撥動，重復上述過程，直到螺釘松到預定位置。實現雙向擰松螺釘效果。

本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語（包括技術術語和科學術語）具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。