充电钻的 机械档位切换 原理简析（大有5262双速锂电钻）

很多充电钻都有机械档位，有双速，也有三速， 多次重复解说甚为累赘，这里就专开一文，以后涉及到类似问题，就以本文为例。

本文解说以大有5262双速锂电钻的为例。

录制了一个视频，用以演示机械档位切换的运作情况：

以下是图文解说：

机械档位不同于电子调速，电子调速直接控制着电机的转速，机械档位则是调整齿轮组的减速比。

减速比大，则输出的最大转速小，最大力矩大；

减速比小，则输出的最大转速大，最大力矩小；

电子调速如同汽车的油门，机械档位如同汽车的变速箱。

如下图，常见带机械档位的充电钻一般分为高速档和低速档，通过拨叉来调节减速箱里的特定齿轮来实现功能：

拨叉的尾端控制着一颗环形齿轮圈：

换个角度，可以看到这个实现机械档位切换功能的环形齿轮圈，这颗齿轮可以在减速箱里移动，低速档 时位于 第二级行星减速齿轮 位面，高速档 时会被拨向第一级行星减速齿轮；

为了表述方便，称这个关键的 环形齿轮圈为“O”：

如下图是 环形齿轮圈 O 的特写，可以看到其外圈有脊，这个脊主要是与下图朔料圈内壁的脊配合，在低速档位时 环形齿轮圈 O 会成为 第二级行星减速机构 的 四颗行星齿轮 的承托，会受到反向作用力，所以自身需要固定不动，不许旋转：

如下图是用于配合 环形齿轮圈 O 的朔料内胆，内壁的脊 会与 环形齿轮圈O 外圈的脊 相互咬合：

常见有两档调速的减速箱，一般是采用三级减速机构，通过上面说的 环形齿轮圈 O 来控制 第二级行星减速机构 是否参与减速，实现减速比的转换：

低速档位：

当机顶的档位开关推到 低速档位 时，环形齿轮圈 O 位于 第二级行星减速机构 Y 处，g 与 f 交错契合，固定 环形齿轮圈 O 不能旋转，此时 第二级行星减速机构 Y 就形成与 第一级行星减速机构 X 一样的结构（图中  X 的环形齿轮 被拿掉了），第二级行星减速机构 Y 在传动中起减速作用；

此时 减速机构 整体就是三级减速，减速比大，输出最大转速低（大有5262的低档最大转速为400转/分），但最大力矩大（大有5262的最大扭矩为28牛米），一般用于松紧螺丝等应用。如下图：

高速档位：

当机顶的档位开关推到 高速档位 时，环形齿轮圈 O 会被拨叉推向 第一级行星减速机构 X ，离开上图的朔料筒内圈脊 f，恢复转动自由，但不会脱离 第二级行星减速机构 Y 的四颗行星齿轮 e ；

这时 环形齿轮圈 O 的 内壁齿轮 d 会同时咬住 第一级行星减速机构 X 的 基板齿轮 b 和  第二级行星减速机构 Y 的四颗行星齿轮 e ；

而 第一级行星减速机构 X 的输出齿轮 c 与 第二级行星减速机构 Y 的 4颗行星齿轮 e 是咬合的；

于是 b c d e 相互锁定，第二级行星减速机构 Y 被 第一级行星减速机构 X 控制住 整体同步转动，Y 的减速功能被屏蔽，作用等同一根粗大的传动轴，直接将 X 的 转矩 传递到 第三级减速；

此时 减速机构 整体就只有两级减速了，输出最大力矩小（大有5262没公布该值，个人推测为8.6牛米），但是最大转速高（大有5262高速档最大转速为1300转/分），一般用于钻孔等作业。如下图：

换个角度，可以看到在 高速档位 的情况下， 环形齿轮圈 O 的齿轮 d 与 第一级行星减速机构 X 的 齿轮 b 是相互咬合的状态，第二级行星减速机构 Y 沦为传动轴，整体只有 第一级行星减速机构 X 和  第三级行星减速机构 Z  两级运作：

最后有两个问题要附带说一下：

首先第一个问题就是锂电钻内部为什么要搞这么复杂？那得从电机的特性说起，对于小电机来说，当前人类技术所限，这东西设计出来，力矩小转速高， 转速高到不适合直接当电钻和起子机使用，电磨机见过么，那个是直接输出的，万转啊；

另外一般锂电钻要求低速力矩达到二三十Nm，难道没有直出力矩达到要求的电机么？有！常见的130步进就可以，那货有近二十公斤，驱动也有几公斤，没人愿意扛着用吧；

简单的说，就目前的情况而言，没有简单的办法，所以起子机和电钻一般都通过减速后输出，用以得到适合需求的转速和力矩，用体型小、重量轻的电机，达到使用目的，你看，多聪明！

第二个问题，为什么要搞两档，甚至三档，不是有电子无极调速么？这又回到之前的问题，电机工作时有其最适合的转速，效率最高的转速，单一速比减速，满足高速输出的时候，无法得到高力矩，而满足高力矩，又无法获得高转速；所以才设计出了档位，不同的档位减速比不同。（会开车的应该懂）

减速比小的档位，也就得到转速较高的输出（本机0-1300转/分），适合钻；减速比大的档位，也就得到转速小力矩大的输出（本机0-400转/分，最大力矩28Nm）。

到这里 充电钻的 机械档位切换 原理介绍完毕。

感谢围观工具帮！

转载请注明出处：工具帮 » 充电钻的 机械档位切换 原理简析（大有5262双速锂电钻）