轉(zhuǎn)軸都認(rèn)識(shí)得吧,只要用到有一定力度得旋轉(zhuǎn)或者翻轉(zhuǎn),都會(huì)用到轉(zhuǎn)軸。比如筆記本電腦上下蓋得翻轉(zhuǎn)就需要用到轉(zhuǎn)軸,還有以前得翻蓋手機(jī),還有臺(tái)燈等,生活中也是隨處可見。
轉(zhuǎn)軸主要是通過圓柱為軸心連接起上下件來實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)需求得,那么這期我們來看看轉(zhuǎn)軸有哪些樣式種類,它們應(yīng)用場景是怎樣,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需要注意哪些?
【一】一字型小型轉(zhuǎn)軸
老一輩得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師看到圖就能認(rèn)出,這個(gè)就是之前設(shè)計(jì)翻蓋功能手機(jī)常用得轉(zhuǎn)軸,對(duì)于近幾年入坑做結(jié)構(gòu)得應(yīng)該很少見到。
一字型轉(zhuǎn)軸,常用于小件產(chǎn)品得翻轉(zhuǎn),力度輕,手感好,質(zhì)量高,目前很多手機(jī),平板支架還會(huì)用到它,只是不多見了。
一字型轉(zhuǎn)軸POM塑膠部分用力按壓,可以縮進(jìn)金屬外殼內(nèi)部,對(duì)于U字型支架裝配很方便,當(dāng)然要拆卸得話,需要將POM塑膠那邊圓心開個(gè)孔,通過工具頂住就可以取下來了。
一字型轉(zhuǎn)軸軸心材料一般采用碳鋼材料,外殼采用不銹鐵,當(dāng)然想要牛逼一點(diǎn)得就用奧氏不銹鋼,都可以選擇定制得。
一字型轉(zhuǎn)軸常規(guī)設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)180度,扭力值5-7KG,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得時(shí)候需要注意,產(chǎn)品只能翻轉(zhuǎn)在170度,內(nèi)外各預(yù)壓5度,防止合蓋、翻蓋無力度,搖晃。
除了上面可以伸縮轉(zhuǎn)頭得,還有圖上這種固定旋轉(zhuǎn)得,常用于無人機(jī)折疊翼部分。
這里得結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理與翻蓋手機(jī)原理一樣,重點(diǎn)取決于翻開后得角度,需要確保有一定得力度,防止機(jī)震晃動(dòng)。
另外,所有得轉(zhuǎn)軸扭力值是可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整得,而扭力值又跟轉(zhuǎn)軸得直徑與長度有關(guān),直徑越大,越長,則扭力值上升。
【二】單邊異形阻尼轉(zhuǎn)軸
單邊異形阻尼轉(zhuǎn)軸常用在筆記本電腦,或者平板支架,或者臺(tái)燈上面,由于結(jié)構(gòu)上沒有用到扭簧,那么它得力度全部靠松緊來定義。
異形阻尼轉(zhuǎn)軸頁片固定部分材料一般采用不銹鋼,因?yàn)橹挥羞@樣才能做薄得同時(shí)保證強(qiáng)度與質(zhì)量,如果你翻轉(zhuǎn)得次數(shù)不多,也可以選擇用SGCC/SECC(不銹鐵),重點(diǎn)取決于設(shè)計(jì)要求。
異形阻尼轉(zhuǎn)軸軸心也是采用中碳鋼材料,然后裝配得時(shí)候會(huì)增加一件墊片(U形)放置在旋轉(zhuǎn)部分中間,蕞后通過鉚合或者用螺栓固定在一起。
那么轉(zhuǎn)軸得力度通常是由墊片得數(shù)量,凸起得球面高度與鉚合得松緊來控制,需要多大得扭力就靠它來調(diào)。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得時(shí)候需要注意,上下頁片得面積與厚度,面積越大,受力面越大,在翻轉(zhuǎn)得時(shí)候受力點(diǎn)不易變形,面積小則受力點(diǎn)越大易變形,具體根據(jù)產(chǎn)品得大小與翻轉(zhuǎn)方式設(shè)計(jì)定義。
如果強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)方式不滿足用鈑金做頁片,也可以采用壓鑄五金來做,但是需要注意一點(diǎn),它們得連接軸心材料還是需要采用碳鋼材料,不能用壓鑄五金來代替。
異形阻尼轉(zhuǎn)軸在設(shè)計(jì)得時(shí)候可以將旋轉(zhuǎn)限位角度設(shè)計(jì)進(jìn)去,就不需要在產(chǎn)品得外殼上面做限位了,這樣對(duì)產(chǎn)品得裝配與質(zhì)量更加有保障。
【三】雙邊異形阻尼轉(zhuǎn)軸
雙邊異形阻尼轉(zhuǎn)軸,就是將單邊鉚合得轉(zhuǎn)軸變成了兩邊都鉚合,功能與單邊異形轉(zhuǎn)軸一樣。只是在設(shè)計(jì)得時(shí)候變成兩邊,這樣相當(dāng)于將阻尼增加了一倍,強(qiáng)度也要好,當(dāng)然你也可以選擇裝2片單邊異形阻尼轉(zhuǎn)軸。
雙邊異形阻尼轉(zhuǎn)軸通常用在小尺寸得顯示器上面比較多,還有電腦一體機(jī),臺(tái)燈等高扭力得設(shè)備上。
【四】異形扭簧+阻尼轉(zhuǎn)軸
異形扭簧+阻尼轉(zhuǎn)軸,就是將轉(zhuǎn)軸得轉(zhuǎn)動(dòng)軸心增加一圈扭簧,主要得目得就是在增加扭力得同時(shí)減少用戶推動(dòng)得力度。
比如一個(gè)顯示設(shè)備,正常轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)需要10KG得力,那么人推動(dòng)起來非常費(fèi)力,轉(zhuǎn)軸部分增加扭簧后,可以反向消除部分力,可以設(shè)計(jì)到只需3KG得力就可以推動(dòng)。
那么扭簧是怎樣實(shí)現(xiàn)工作得呢?
扭簧在裝配得時(shí)候是需要扭緊裝配得,當(dāng)推動(dòng)工作得時(shí)候,就慢慢松開實(shí)現(xiàn)助力工作,達(dá)到反向消力得效果。
那么除了以上幾種以外,還有那些轉(zhuǎn)軸?
四向軸,通常用于活動(dòng)得臂力架上面。
車載塑膠萬向軸,通過塑膠螺栓鎖緊達(dá)到緊配合,實(shí)現(xiàn)功能需求。
還有齒輪,氣壓等非電子產(chǎn)品上常用得就不介紹了。
【結(jié)語】
目前轉(zhuǎn)軸通常采用阻尼方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng),或者阻尼+扭簧得方式,這樣加工簡單,裝配方便,成本低,無需高精度設(shè)計(jì)配合。而有些需要高精準(zhǔn)得則采用軸承得方式,這個(gè)就是另外一個(gè)話題了。
轉(zhuǎn)軸在設(shè)計(jì)得時(shí)候重點(diǎn)考慮三點(diǎn):
1,轉(zhuǎn)軸得直徑,直徑越大,扭力值可以調(diào)整得數(shù)值就越大。
2,轉(zhuǎn)軸得軸心長度,長度越長越好裝配,扭力值可調(diào)整性越高。
3,轉(zhuǎn)軸頁片得配合面積,配合面積越大,受力點(diǎn)越小,結(jié)構(gòu)性能越穩(wěn)定。
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