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1、第3期機(jī)電元件V0l_30No．32010年9月ELECTR0MECHANICALC0MP0NENTSMar．20l0自鎖連接器的設(shè)計(jì)分析張興福(貴州航天電器蘇州華旃航天電器有限公司，蘇州，215129)摘要：本文根據(jù)電源設(shè)備線路越來(lái)越小型化的特點(diǎn)，提出了具備自鎖功能的電源連接器的設(shè)計(jì)方案，并從設(shè)計(jì)角度進(jìn)行了分析，指出了該連接器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及使用方法。關(guān)鍵詞：電源連接器；印制板；線纜；力學(xué)分析；熱處理Doi：10．3969／j．issn．1000—6133．2010．03．002中圖分類號(hào)：TM503+．5文
2、獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000—6133(2010)03—0008—051引言2使用要求隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子設(shè)備正朝著小為滿足印制板問(wèn)、印制板與電纜間線路連接，該型化、重量輕的方向發(fā)展，各種用于電子設(shè)備的元器連接器必須具備以下幾個(gè)要求：件在滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，體積變得越來(lái)越(1)體積小、重量輕；小、重量也越來(lái)越輕。連接器作為電子設(shè)備必不可(2)額定電流：40A；少的元器件，體積小、重量輕是不可避免的發(fā)展趨(3)自由組合和防誤插功能；勢(shì)。連接器的種類很多，分類方法也很多。對(duì)于大(4)制造成本較低。多
3、數(shù)連接器來(lái)說(shuō)，由于傳輸信號(hào)載流較小，接觸件問(wèn)3設(shè)計(jì)方案距小，整個(gè)產(chǎn)品體積就很小。但對(duì)于傳輸大功率的電源連接器來(lái)說(shuō)，由于載流較大(例如40安培)，電3．1總體方案源接觸件自身體積就很大，再考慮到絕緣體的性能根據(jù)使用要求，連接器整體體積小是設(shè)計(jì)的難和安裝鎖緊要求，要減小電源連接器的體積和重量點(diǎn)之一。常用連接器結(jié)構(gòu)主要由接觸件、絕緣體、安就十分困難。因此，市場(chǎng)急需有一種電源連接器，適裝附件構(gòu)成，接觸件是連接器的核心部件，絕緣體用用于電子設(shè)備中印制板間、印制板與線纜問(wèn)狹小的于固定接觸件，安裝附件是連接器對(duì)接和鎖緊的部安
4、裝空間，同時(shí)，需要制造成本較低，生產(chǎn)和操作方件。為節(jié)省連接器的使用空間，減少連接器安裝附便。本文將介紹的連接器，正是順應(yīng)了市場(chǎng)電子設(shè)件，同時(shí)使接觸件具備附件的鎖緊和對(duì)接功能，設(shè)計(jì)備小型化、重量輕的發(fā)展趨勢(shì)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)符合印制了如圖1、圖2所示的結(jié)構(gòu)：板問(wèn)、印制板與線纜間的電源傳輸。收稿日期：2010—7—9一■_一第3期張興福：自鎖連接器的設(shè)計(jì)分析9n¨二二二二0定孔連接器材料選用高彈性銅，針連接器材料選用黃銅。尺寸確定一_如一圖4、圖5所示：圖1孔連接器結(jié)構(gòu)示意圖圖4針連接器尺寸圖圖2針連接器結(jié)構(gòu)示意圖圖5孔
5、連接器尺寸圖圖3孔連接器和針連接器對(duì)接示意圖根據(jù)孔連接器受力情況，可以確定孑L連接器片接觸件插孔對(duì)接端口設(shè)有凸臺(tái)，插孔對(duì)接端口簧為一直梁懸臂桿件。圖6為產(chǎn)品對(duì)接時(shí)，孔連接周向分布有六個(gè)槽，尾端圓柱結(jié)構(gòu)可以焊接在印制．器片簧的極限狀態(tài)r，在此狀態(tài)下，孔連接器片簧變形板上，如圖1所示。針連接器對(duì)接端口設(shè)有導(dǎo)向?qū)еr≮、、量最大。此時(shí)，確定其一受力點(diǎn)和變形尺寸，建立如圖角，中部有一導(dǎo)向凹槽，尾端加工一深孔可與導(dǎo)線焊7的受力模型。接，如圖2所示。當(dāng)孔連接器與針連接器對(duì)接時(shí)，孔一一連接器內(nèi)孑L上的凸臺(tái)正好卡在插針外圓中部的
6、凹槽0內(nèi)，保證孔連接器與針連接器對(duì)接并自鎖，如圖3所示。連接器的接觸針尾端可以焊接導(dǎo)線，也可以與印制板焊接，通過(guò)尾端結(jié)構(gòu)的變更可實(shí)現(xiàn)板與板、板與線纜之間的線路傳輸。當(dāng)用于印制板與印制板線路連接時(shí)，印制板插合間距僅為6．8mm，但用于線纜與印制板線路連接時(shí)，插合后接觸對(duì)距離印制板圖6孑L連接器片簧受力極限狀態(tài)示意圖高度為9．5mm，大大節(jié)省了使用空間。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和對(duì)接情況看，十分符合印制板問(wèn)、印制板與線纜間為對(duì)片簧進(jìn)行受力分析，首先需要對(duì)懸臂桿的受較小的安裝空間。力模型進(jìn)行分析。圖7是懸臂桿的簡(jiǎn)圖，b、t、P、f
7、分別3．2設(shè)計(jì)可行性分析代表懸臂桿的寬度尺寸、厚度尺寸、壓力和長(zhǎng)度。根據(jù)連接器的使用特點(diǎn)，結(jié)合產(chǎn)品制造成本，確10機(jī)電元件2010拄圖7中，懸臂桿的彎曲應(yīng)力為：M·vOr了：(1)OrM=P·Z(2)在彈性范圍內(nèi)：=易(3)將(1)、(2)代人(3)中，可得：圖7孔連接器片簧受力模型=(4)圖8片簧的界面圖根據(jù)材料力學(xué)分析，司以計(jì)算出片簧的慣性矩：連接器的變形量小于產(chǎn)品材料的最大彈性變形量，產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)合理。J0=c一3．3插入力分析(5)孔連接器與針連接器產(chǎn)品對(duì)接時(shí)，產(chǎn)品受力情：一3qb(R(6)況如下：一p
8、。)C1=—qcos,／'(7)高彈性銅材料彈性模量E為13500N／ram，最大抗拉強(qiáng)度Or為1175N／mm，受力點(diǎn)f為1．9mm，Q為1．9ram，R為2．2mm，為0．38，將數(shù)據(jù)代人以上公式，可得：=：=313500024_0．44mm3Er××．???按孔連接器和針連接器對(duì)接示意圖可知，受力圖9對(duì)接力學(xué)分析示意圖點(diǎn)(Z等于1．9ram處)艿等于0．14mm，得因此，孔第3期
