轉(zhuǎn)盤設(shè)計方案

朱偉堅（廣州市國光電器股份有限公司,廣州　510800）

?

轉(zhuǎn)盤設(shè)計方案

朱偉堅
（廣州市國光電器股份有限公司,廣州510800）

摘 要：為了使轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)能有效的起到支撐音箱箱體自重，轉(zhuǎn)動順暢，避免震音，協(xié)調(diào)產(chǎn)品外觀，此文利用科學(xué)的方法和機(jī)械設(shè)計學(xué)科中的知識，分兩個版本詳細(xì)說明其中的設(shè)計利弊，并經(jīng)過樣品的結(jié)構(gòu)驗證，得出最終的可行方案。

關(guān)鍵詞：彈簧；滾珠軸承；滾珠；彈片

1　方案一結(jié)構(gòu)開發(fā)要求

在產(chǎn)品開發(fā)過程中，有一項目的產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上要實現(xiàn)轉(zhuǎn)動的功能，產(chǎn)品由四個木箱體堆疊而成，箱體與箱體之間分別轉(zhuǎn)動，并且起到聯(lián)接的功能，結(jié)構(gòu)的開發(fā)要求如下：

（1）相對于箱體正面能左右90度轉(zhuǎn)動，公差為±2度；

（2）轉(zhuǎn)動時每15度一個檔位轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時盡量不帶聲音，有輕微擋位手感；需一定的作用力才能轉(zhuǎn)動音箱( 音箱在聽低頻音箱時不能自動移位或出現(xiàn)振音 )；

（3）轉(zhuǎn)盤安裝在箱體后，單個轉(zhuǎn)盤的上下蓋板搖擺公差為±0.5MM ，兩節(jié)箱體左右搖擺公差為±1.5MM，主箱( 四節(jié)箱體 )底部與頂部的搖擺公差為±10MM（主箱高度為1036MM ，每節(jié)箱體尺寸為280*280*250H）；

（4）轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)壽命約在2000次左右。開發(fā)初期因考慮到成本問題，轉(zhuǎn)動殼體選用廉價的ABS材料，用彈片實現(xiàn)每15度一個檔位的轉(zhuǎn)動功能，中間用滾珠轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)動功能，箱體與箱體之間的聯(lián)接通過螺桿緊固，箱體密封用密封罩密封。螺桿及螺母主要起到連接固定箱體的作用，使箱體連接成為一個整體起到抗搖擺，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)并且調(diào)節(jié)箱體與箱體緊固力的作用；轉(zhuǎn)盤分上下殼體，殼體間分別平均分布4條彈片。

詳細(xì)結(jié)構(gòu)橫截圖如圖1。

圖1

2　結(jié)構(gòu)設(shè)計存在缺陷

此方案在樣品試制時就發(fā)現(xiàn)了一個嚴(yán)重的設(shè)計缺陷，用力推一下箱體就左右搖擺。經(jīng)詳細(xì)研究分析后，原因有如下幾條：（1）轉(zhuǎn)盤設(shè)計尺寸偏小，內(nèi)外圈的高度不一樣，內(nèi)圈比外圈高；（2）塑料轉(zhuǎn)盤ABS的強(qiáng)度不夠，不足以支撐整個箱體重量的下壓力；（3）螺母與螺桿鎖緊力不一致，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤時手感不清晰，每個檔位轉(zhuǎn)動都不順暢。

音箱箱體之間的聯(lián)接鋼度與強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在手板評審會議后，對單薄的轉(zhuǎn)盤進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改并且在轉(zhuǎn)盤上下殼體增加加強(qiáng)筋，彈片間增加潤滑油等等一系列改善方案。但最終此方案都無法達(dá)到產(chǎn)品的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與預(yù)期效果。

3　方案二結(jié)構(gòu)改良措施

針對方案一出現(xiàn)的問題并吸收其中的經(jīng)驗教訓(xùn)，重新設(shè)計了另外一個方案二的轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)盤外形尺寸調(diào)整為φ177*12(H)，為原方案一的1.5倍并且占箱體三分之二的橫切面積。

詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖2、圖3。

（1）上下蓋板鈑金件為SPCC沖壓件，表面有8個分散形的凸包加強(qiáng)筋，通過螺釘與箱體固定鎖緊；

（2）彈珠固定塑料板為ABS+波纖，通過12個螺釘與下蓋板的鈑金件固定；

（3）上下蓋板鈑金件間隔0.5mm,上下蓋板左右搖擺±0.5mm；

（4）彈簧、滾珠、上下蓋板鈑金件相應(yīng)的活動部份都加上消聲油或者潤滑油脂。

轉(zhuǎn)盤與箱休安裝固定后，軸承外圈，下蓋板與下箱體成為一個運動整體，螺桿螺母，軸承內(nèi)圈，鋼圈，上蓋板與上箱體成為一個運動整體。兩個部分做相對運動時，轉(zhuǎn)盤縱向受力主體為軸承與鋼圈。軸承主要受到軸向的力，深溝球軸承理論不受軸向力，但實際應(yīng)用過程中可承受輕微的軸向力，因為它有一定的調(diào)心作用，受軸向力之后的球軸承的受力情況相當(dāng)于有了接觸角，變成了類似于角接觸球軸承，如深溝球軸承處于單純的軸向負(fù)荷。

4　結(jié)論

經(jīng)過以上結(jié)構(gòu)改造的方案二，完成三套樣品安裝測試后，達(dá)到的產(chǎn)品的設(shè)計要求，也很好的解決了搖擺，震音等問題。在第一種方案中，因未考慮到每個箱體10KG的重量，最低部箱體的承重壓力為30KG，普通的ABS塑料件在重壓下達(dá)到了形變極限，從而影響了成品的裝配效果，在跌落試驗中，轉(zhuǎn)盤也會有破壞的風(fēng)險。改良后的轉(zhuǎn)盤，因使用鋼性與強(qiáng)度更好的鋼材料，可以形成很好的抗扭能力與承重能力。

作者簡介：朱偉堅（1984-），男，廣東人，本科，中級工程師，研究方向：消費類電子結(jié)構(gòu)。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.220