CN103586817B

CN103586817B - 一种车轮螺栓多轴同步拧紧设备

Info

Publication number: CN103586817B
Application number: CN201310479212.8A
Authority: CN
Inventors: 王崴; 刘晓卫; 王和明; 李培林; 高鹏; 刘海平; 徐晓东
Original assignee: Air Force Engineering University of PLA
Current assignee: Air Force Engineering University of PLA
Priority date: 2013-10-12
Filing date: 2013-10-12
Publication date: 2017-08-29
Anticipated expiration: 2033-10-12
Also published as: CN103586817A

Abstract

本发明公开了一种车轮螺栓多轴同步拧紧设备，包括输入端连接电机或摇动手柄的减速机构，与减速机构输出端连接的往复转动机构，与往复转动机构输出端连接的拧紧机构；其特征在于，所述拧紧机构包含滑槽圆盘，装在滑槽圆盘上的周向调节滑块，表面设有铰链轴的可拆卸圆盘，覆盖在滑槽圆盘上的顶盖，一端套在铰链轴上的拧紧连杆，与拧紧连杆铰接的拧紧曲柄，设置在拧紧曲柄末端上表面的棘轮机构，装配在棘轮机构上的螺栓套筒，所述滑槽圆盘套在可拆卸圆盘外围，所述径向调节滑块与拧紧连杆在拧紧连杆上对应螺栓套筒圆心位置处铰接；所述顶盖表面上设有多个均匀周向分布的与径向滑槽对应矩形孔，装配在棘轮机构上的套筒从矩形孔中伸出。

Description

一种车轮螺栓多轴同步拧紧设备

技术领域

本发明涉及车辆维修设备，具体涉及一种车轮螺栓多轴同步拧紧设备。

背景技术

目前，我军装备车辆轮胎螺栓在野战条件下的装配主要依靠使用简单扳手进行，这种传统的手动拧紧方式存在许多缺点：一次只能拧紧一个螺栓，效率低下；不能对拧紧过程中的扭矩大小、拧紧顺序进行精确控制，随意性大，装配精度低。为此，需要引入一种能实现对装备车辆轮胎螺栓同时进行精确、高效的装配的螺栓拧紧设备。

电动扳手和气动扳手由于可以进行扭矩的控制且实现了自动拧紧而常被用来进行维修装配。但是单轴拧紧机与传统的手动拧紧方式一样，一次只能拧紧一个螺栓，并不能对拧紧过程中螺栓之间的应力相互作用进行控制，因而不适于野战条件下的车辆轮胎维修装配。多轴拧紧机由于可以实现同时拧紧多个螺栓而常被用来对汽车轮胎进行装配，但多轴拧紧机价格昂贵，并且拧紧头固定，只能对一种车辆轮胎进行维修装配；因为部队装备车辆型号多种多样，其轮胎也大小不一，如果给部队配备多种多轴拧紧机，势必造成维修费用过高。一些多轴拧紧机构可以实现对拧紧头的调整，但是由于结构复杂、操作麻烦、造价高等缺点而不能广泛应用于装备车辆轮胎的维修装配中。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种车轮螺栓多轴同步拧紧装置，能够实现根据装备车轮螺栓的分布、数量和尺寸对拧紧头进行精确调整，从而实现对不同位置的螺栓的同步拧紧，为部队提供高精度、高效率的维修装配服务，进而提升我军在野战环境下的战斗力。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种车轮螺栓多轴同步拧紧设备，包括输入端连接电机或摇动手柄的减速机构，与减速机构输出端连接的往复转动机构，与往复转动机构输出端连接的拧紧机构，其特征在于，所述拧紧机构包含滑槽圆盘，安装在滑槽圆盘上的周向调节滑块，表面均匀分布多个铰链轴的可拆卸圆盘，覆盖在滑槽圆盘和可拆卸圆盘上的顶盖，一端套在铰链轴上的拧紧连杆，与拧紧连杆铰接的拧紧曲柄，设置在拧紧曲柄末端上表面的棘轮机构，装配在棘轮机构上的螺栓套筒，所述滑槽圆盘套装在可拆卸圆盘外围，所述径向调节滑块与拧紧连杆在拧紧连杆上对应螺栓套筒圆心位置处铰接；所述顶盖表面上设有多个均匀周向分布的矩形孔，矩形孔与径向滑槽对应，装配在棘轮机构上的套筒从矩形孔中伸出。

上述技术方案的特点和进一步改进：

所述滑槽圆盘上设有环形的滑槽，周向调节滑块安装在环形滑槽中，周向调节滑块上设有径向滑槽，径向滑槽中设有可在径向滑槽中移动的径向调节滑块，径向调节滑块上表面设有一个小孔，所述拧紧连杆上设有一个与径向调节滑块上的小孔相配的短轴，短轴插入径向调节滑块上的小孔中。

所述每个周向调节滑块上的径向滑槽内都设有一个顶在径向滑块上的螺旋弹簧，还有一个顶在径向滑块另一边的调节螺钉，所述调节螺钉与周向调节滑块螺纹配合。

所述减速机构由一个或多组行星轮系构成，行星轮系包括与动力输入轴连接的中心轮，固定的齿圈，设置在齿圈中央的行星架，行星架上设有一组与齿圈啮合的行星轮，行星架上的行星轮同时与中心轮啮合；行星架的中心轴作为减速机构的输出端，行星架的输出端连接下一组行星轮系的中心轮或者连接往复转动机构的驱动锥齿轮。

所述往复转动机构包括驱动锥齿轮，与驱动锥齿轮啮合的一级锥齿轮，与一级锥齿轮同步固定在输入横轴上的曲柄，一端与曲柄铰接的连杆，与连杆另一端铰接的摇杆，与摇杆同步固定在输出横轴上的二级锥齿轮，与二级锥齿轮啮合的输出锥齿轮；所述输入横轴安装在从挡板二上表面伸出的支架上；所述输出横轴安装在壳体上，所述在输出轴与输出锥齿轮花键连接，所述输出轴在与输出锥齿轮连接处设有防止输出锥齿轮轴向窜动的限位挡板。

本发明的有益效果是，通过表面均匀分布多个铰链轴的可拆卸圆盘，带动多个末端为棘轮和套筒的曲柄摇杆机构，实现了对车轮螺栓的同步拧紧，又通过可更换圆盘以及顶盖对曲柄摇杆机构数量的可更换选择性、周向调节滑块在滑槽圆盘内的可调性，以及周向调节滑块内部径向调节滑块的可调性，实现了根据装备车轮螺栓的分布、数量和尺寸对拧紧头进行精确调整，为部队提供高精度、高效率的维修装配服务，进而提升我军在野战环境下的战斗力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明：

图1是本发明的车轮螺栓多轴同步拧紧装置的整体示意图；

图2是本发明的实施例的拧紧机构结构示意图；

图3是图2盖上顶盖的正向示意图。

图4是图2局部细节示意图；

图5是图2局部细节示意图；

图6是本发明的实施例的减速机构示意图；

图7是构成减速机构的行星轮系的结构示意图；

图8是图7所示行星轮系背面示意图；

图9是本发明的实施例的往复旋转机构结构示意图；

图10是图9局部细节示意图。

在以上图中：1、手柄；2、套筒；3、顶盖；4、滑槽圆盘；5、输出横轴；6、壳体；7、二号档板；8、第二齿圈；9、一号档板；10、第一齿圈；11、底盖；12、动力输入轴；13、一级中心轮；14、一级行星架；15、一级行星轮；16、二级中心轮；17、二级行星轮；18、二级行星架；19、固定支架；20、输入横轴；21、一级锥齿轮；22、曲柄；23、连杆；24、摇杆；25、二级锥齿轮；26、二级锥齿轮输出轴；27、可拆卸圆盘；28、输出锥齿轮；29、限位挡板；30、拧紧连杆；31、拧紧曲柄；32、棘轮机构；33、径向调节滑块；34、调节螺钉；35、螺旋弹簧；36、周向调节滑块；37、减速机构；38、往复转动机构；39、拧紧机构；40、铰链轴。

具体实施方式

参考图1和图2以及图3，一种车轮螺栓多轴同步拧紧设备，它由以下部分组成：输入端连接电机或摇动手柄（1）的减速机构（37），与减速机构（37）输出端连接的往复转动机构（38），与往复转动机构（38）输出端连接的拧紧机构（39）。其中，拧紧机构（39）又包含以下主要零部件：滑槽圆盘（4），安装在滑槽圆盘上的周向调节滑块（36），表面均匀分布多个铰链轴（40）的可拆卸圆盘（27），覆盖在滑槽圆盘（4）和可拆卸圆盘（27）上的顶盖（3），一端套在铰链轴（40）上的拧紧连杆（30），与拧紧连杆（30）铰接的拧紧曲柄(31)，设置在拧紧曲柄（31）末端上表面的棘轮机构（32），装配在棘轮机构（32）上的螺栓套筒（2）；这些主要零部件如下组装：滑槽圆盘（4）套装在可拆卸圆盘（27）外围，径向调节滑块（33）与拧紧连杆（30）在拧紧连杆（30）上对应螺栓套筒（2）圆心位置处铰接；顶盖（3）表面上设有多个均匀周向分布的矩形孔，矩形孔与径向滑槽对应，装配在棘轮机构（32）上的套筒（2）从矩形孔中伸出。实用时，给每个套筒（2）里填入螺栓，然后将所有螺栓各自对准轮轴上相应的螺孔，开动电机或摇动手柄（1），即可同时拧紧车轮上所有螺栓，同时精确控制所有螺栓的扭矩和平衡所有螺栓在拧紧过程中的应力。

参考图4和图5，滑槽圆盘（4）上设有环形滑槽，周向调节滑块（36）安装在环形滑槽中，可增加或减少调节滑块（36）以及控制调节滑块（36）在环形滑槽中的轴向分布来适应不同螺栓数量的车轮，周向调节滑块（36）上设有径向滑槽，径向滑槽中设有可在径向滑槽中移动的径向调节滑块（33），径向调节滑块（33）上表面设有一个小孔，拧紧连杆（30）上设有一个与径向调节滑块（33）上的小孔相配的短轴，短轴插入径向调节滑块（33）上的小孔中。每个周向调节滑块（36）上的径向滑槽内都设有一个顶在径向滑块（33）上的螺旋弹簧（35），还有一个顶在径向滑块（33）另一边的调节螺钉（34），所述调节螺钉（34）与周向调节滑块（36）螺纹配合。通过旋转调节螺钉（34）可调节径向滑块（33）的位置，进而调节拧紧连杆（30）上套筒（2）的径向分布，以适应螺栓数量相同但分布范围不同的车轮。

参考图6和图7以及图8，本发明的其中一种实施例的减速机构（37）包括第一级行星轮系和第二级行星轮系；第一级行星轮系包括通过轴承固定在底盖（11）上作为输入端的动力输入轴（12），与动力输入轴（12）连接的一级中心轮（13），固定在底盖（11）与挡板（9）之间的第一齿圈（10），设置在第一齿圈（10）中央的一级行星架（14），一级行星架（14）上设有一组与第一齿圈（10）啮合的一级行星轮（15），一级行星架（14）上的一级行星轮（15）同时与一级中心轮（13）啮合；第二级行星轮系包括固定在一号档板（9）和二号挡板（7）之间的第二齿圈（8），设置在第二齿圈（8）中央的二级行星架（18），二级行星架（18）上设有一组与第二齿圈（8）啮合的二级行星轮（17），与二级行星架（18）上的一组二级行星轮（17）啮合的二级中心轮（16），二级中心轮（16）设置在一级行星架（14）的中心轴上；减速机构（37）的输出端为二级行星架（18）的中心轴，驱动锥齿轮（32）与二级行星架（18）的中心轴键连接，二级行星架（18）的中心轴通过轴承固定在挡板二（7）上，挡板二（7）将二级行星架（18）与驱动锥齿轮（32）隔开。

参考图9和图10，往复转动机构（38）包括以下零部件：驱动锥齿轮（32），与驱动锥齿轮（32）啮合的一级锥齿轮（21），与一级锥齿轮（21）同步固定在输入横轴（20）上的曲柄（22），一端与曲柄铰接的连杆（23），与连杆（23）另一端铰接的摇杆（24），与摇杆（24）同步固定在输出横轴（5）上的二级锥齿轮（25），与二级锥齿轮（25）啮合的输出锥齿轮（28）；这些零部件如下组装：输入横轴（20）安装在从挡板二（7）上表面伸出的支架（19）上；输出横轴（5）安装在壳体（6）上，输出轴（26）与输出锥齿轮（28）花键连接，输出轴（26）在与输出锥齿轮（28）连接处设有防止输出锥齿轮（28）轴向窜动的限位挡板（29）。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种车轮螺栓多轴同步拧紧设备，包括输入端连接电机或摇动手柄(1)的减速机构，与减速机构输出端连接的往复转动机构(38)，与往复转动机构(38)输出端连接的拧紧机构(39)，其特征在于，所述拧紧机构(39)包含滑槽圆盘(4)，安装在滑槽圆盘上的周向调节滑块(36)，表面均匀分布多个铰链轴(40)的可拆卸圆盘(27)，覆盖在滑槽圆盘(4)和可拆卸圆盘(27)上的顶盖(3)，一端套在铰链轴(40)上的拧紧连杆(30)，与拧紧连杆(30)铰接的拧紧曲柄(31)，设置在拧紧曲柄(31)末端上表面的棘轮机构(32)，套装在棘轮机构(32)上的螺栓套筒(2)，所述滑槽圆盘(4)套装在可拆卸圆盘(27)外围；所述顶盖(3)表面上设有多个均匀周向分布的矩形孔，矩形孔与径向滑槽对应，装配在棘轮机构(32)上的套筒(2)从矩形孔中伸出；

所述滑槽圆盘(4)上设有环形的滑槽，周向调节滑块(36)安装在环形滑槽中，周向调节滑块(36)上设有径向滑槽，径向滑槽中设有可在径向滑槽中移动的径向调节滑块(33)，所述径向调节滑块(33)与拧紧连杆(30)铰接，径向调节滑块(33)上表面设有一个小孔，所述拧紧连杆(30)上设有一个与径向调节滑块(33)上的小孔相配的短轴，短轴插入径向调节滑块(33)上的小孔中。

2.根据权利要求1所述的一种车轮螺栓多轴同步拧紧设备，其特征在于，每个所述周向调节滑块(36)上的径向滑槽内都设有一个螺旋弹簧(35)，螺旋弹簧(35)顶在径向调节滑块(33)上，还有一个顶在径向调节滑块(33)另一边的调节螺钉(34)，所述调节螺钉(34)与周向调节滑块(36)螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的一种车轮螺栓多轴同步拧紧设备，其特征在于，所述减速机构(37)由一个或多组行星轮系构成，行星轮系包括与动力输入轴连接的中心轮、固定的齿圈、设置在齿圈中央的行星架，所述行星架上设有一组与齿圈啮合的行星轮，行星架上的行星轮同时与中心轮啮合；行星架的中心轴作为减速机构(37)的输出端，行星架的输出端连接下一组行星轮系的中心轮或者连接往复转动机构(38)的驱动锥齿轮。

4.根据权利要求1所述的一种车轮螺栓多轴同步拧紧设备，其特征在于，所述往复转动机构(38)包括驱动锥齿轮，与驱动锥齿轮啮合的一级锥齿轮(21)，与一级锥齿轮(21)同步固定在输入横轴(20)上的曲柄(22)，一端与曲柄铰接的连杆(23)，与连杆(23)另一端铰接的摇杆(24)，与摇杆(24)同步固定在输出横轴(5)上的二级锥齿轮(25)，与二级锥齿轮(25)啮合的输出锥齿轮(28)；所述输入横轴(20)安装在从挡板二(7)上表面伸出的支架(19)上；所述输出横轴(5)安装在壳体(6)上，输出轴(26)与输出锥齿轮(28)花键连接，所述输出轴(26)在与输出锥齿轮(28)连接处设有防止输出锥齿轮(28)轴向窜动的限位挡板(29)。