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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。

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bcde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。

摘自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）2016.03.09发文