转轴的结构形状

转轴的结构形状

日期:2021-7-5

转轴:是链接产品零部主件必须用到的、用于转动工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴。在日常产品中只要用到有一定力度的旋转或者翻转,都会用到转轴。比如笔记本电脑上下盖的翻转就需要用到转轴,还有以前的翻盖手机、台灯、新出的折叠手机转轴、TWS耳机充电盒转轴等,生活中转轴的应用也是随处可见。

转轴的分类:

1、间歇停转轴,也称凸轮式转轴,即翻转过程中只有在某些角度下才停顿。

按停顿状态和凸轮的形状分

A.弹开式转轴:又分轴向凸轮式和径向凸轮式

B.间歇停转轴:又分轴向凸轮式和径向凸轮式

2、任意停转轴,也称阻尼转轴,即翻转过程中任意角度下都能停顿。

按扭力产生的机理分

A.垫片式转轴:通过弹片与螺帽之间锁紧的摩檫力产生扭力。

又分普通垫片式转轴、扭簧垫片式转轴、凸轮垫片式转轴

B.卷圆式转轴:通过轴与钣金干涉,摩擦产生扭力,一般扭力都比较大,适合大尺寸的翻转产品。

C.轴套式转轴:通过轴套与公轴或母轴之间的摩檫产生扭力。

下面逐一介绍:

                                                                                                                                                                    弹开式转轴

1、轴向凸轮式

旋转轴旋转时,凸轮在凹轮曲面上滑动,凹轮被本体限制,只能沿着轴向运动并压缩弹簧,在不同角度产生不同的扭力,直到旋转到另一个方向凹位,开始和最后的状态为锁止状态。由于产生的扭力不大,一般用于所需扭力值较小的产品,如翻盖手机。

转轴的结构形状

2、径向凸轮式

旋转轴旋转带动摩擦片,摩擦片因本体内壁限位形状关系向中间压缩弹簧,从而产生扭力值。原理跟轴向凸轮式转轴差不多,只是结构上凸凹轮特征放在轴向和径向的区别,实现的效果类似。

转轴的结构形状

间歇停转轴

1、轴向凸轮式改变凸轮的形状,比如改成冠齿型,如图,组成转动结构的两个结构件是一对互相啮合的齿轮形状,当黄色件转动时,由于齿型限制,绿色被迫往轴向方向移动,直到下一个齿继续进入啮合状态,这种可以交错离合的机构给转轴实现间歇式停顿的效果。

转轴的结构形状

还有以下这种旋转式波段开关,这种结构也可以实现间歇停顿效果,我试过手感很好,基本感觉不到左右的间隙,主要是弹片把钢珠压紧在相邻两个凸起形成的凹槽,由于金属之间的碰撞,会听到不小滴、滴的撞击声。

转轴的结构形状

 

2、径向凸轮式

原理跟上面一样,顶杆可按需求圆周均分设计2根或多根,同时弹簧也可以按旋转扭力要求设计。

转轴的结构形状

以下这种是在塑胶上长出具有弹性臂的凸点特征,零件小,成本低,但是效果没有弹簧型的好,有疲劳断裂的风险,不宜长时间持续转动。

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任意停转轴

1、垫片式转轴

1)普通垫片式转轴,下图为360°任意停的转轴。此类转轴扭力值稳定,可靠性高,常用在需要经常翻转的产品上,如笔记本电脑。

转轴的结构形状

弹片:产生扭力的核心零件,在调节螺母时,会产生弹性变形,所以可以灵活调节扭力,也可以通过增减弹片的数量调节扭力。长孔垫片:保护弹片和金属支架,减小弹片和支架摩擦损伤程度,保持扭力的稳定性。螺母:一般采用防松螺母,作用为紧固,防松,调节扭力。

如果有角度限制的话,可以在固定支架和活动支架上做相应的角度限位结构,如下图:

转轴的结构形状

2)扭簧垫片式转轴,也叫开轻关重式转轴,此类转轴在普通垫片转轴基础上增加了一根扭簧,扭簧的弹力在开启方向释放,减轻人手开启时需要的扭力,实现单手开启效果,但在关闭方向上,人手需要克服弹片和扭簧的扭力,所以会感觉到开轻关重的效果。

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3)凸轮垫片式转轴,也叫自动闭合式转轴,此类转轴在普通垫片转轴基础上增加了一对凹凸轮,原理就是,利用凹凸轮相配的凹凸曲面造型,克服弹片弹力,实现到某一角度开始自动落下,并保持闭合状态。

转轴的结构形状

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凹凸轮闭合的过程:

转轴的结构形状

 

2、卷圆式转轴,主要是利用冲制件与转轴干涉之原理,以产生扭力,利用控制干涉量大小,达到控制扭力大小的目的。此类转轴零件少,结构简单,但是精度要求高,轴孔配合的尺寸控制难。

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3、轴套式转轴,也加同轴式转轴或一字型式转轴,此类转轴主要是利用公轴与母轴间干涉之原理,产生扭力值,此结构空间最为节省,因皆为车件无须开模,故开发时间也相对最短。

1)空心轴式,此类公轴为空心轴,在公母轴上做相应的缺口,利于公轴外径与母轴內径产生干涉,使公、母轴转动时产生扭力。

转轴的结构形状

1)实心轴式,此类公轴为实心轴,由于实心轴变形困难,此结构为在公轴与母轴间加一轴套,使公、 母轴、轴套互相干涉,使转轴转动时产生扭力,且扭力值可通过轴套调整。但是此类转轴扭力值衰减较快,不适合用在经常翻转的产品上。

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其他类型转轴:

1、双向转轴

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2、360°翻转双转轴

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3、球型转轴

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4、折叠屏转轴

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