一种折叠电子产品可补偿式转轴机构的设计与分析

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随着科学技术的发展,手机和平板电脑等电子设备已逐渐成为我们生活和工作中必不可少的工具,为了满足人们对电子设备更多功能的需求,许多电子厂商已经开始研发采用柔性屏幕的可折叠屏电子产品。与传统屏幕电子设备相比,折叠屏电子设备具有轻薄,耗电量低,功能更强等优点。然而目前,由于没有比较成熟的机械折叠技术,市场上的折叠屏电子产品存在方案少、成本高,容易损坏等问题。本文基于机械结构设计和齿轮啮合原理,提出了一种折叠电子产品可补偿式转轴机构的设计方案,该方案采用两级补偿机构对折叠电子产品外折方案进行面积补偿,消除设备外折过程中产生在柔性屏表面的外应力,给以折叠屏电子设备的柔性屏幕提供更好的支撑和保护作用。本文的主要内容如下:(1)根据柔性屏的特性和转轴结构的原理,提出一种折叠电子产品可补偿式转轴机构的两级补偿方案,主要包括结构有同步齿轮机构,非圆齿轮变中心距补偿机构,齿轮齿条补偿机构和滑槽滑块机构。(2)基于以上提出的两级补偿方案,根据齿轮啮合原理和机械设计原理,设计补偿机构。设计匀速变中心距非圆齿轮,推导该非圆齿轮的节曲线和齿廓曲线,利用其实现中心距变动第一级补偿;设计变位齿轮齿条,确定齿轮齿条的各项参数,推导了齿轮齿条的变位系数,利用其补偿剩余值;根据该转轴机构的功能要求,完成其它零部件尺寸和参数设计。(3)对该转轴机构各个刚体和整体的自由度进行分析计算和空间位置坐标变动分析,推导转轴机构各个刚体在运动过程中的位置坐标。用ADAMS软件对该转轴机构进行运动学仿真分析,验证其运动规律和补偿结果的正确性。(4)对两级补偿机构的补偿值进行误差建模分析,建立空间旋转副模型和齿轮齿条啮合副误差模型,分析折叠电子产品可补偿式转轴机构的空间旋转副和齿轮齿条啮合副产生误差的原理和大小,分析其补偿误差。(5)对折叠电子产品可补偿式转轴机构的关键受力零部件进行受力分析,用ANSYS软件对转轴机构进行静力学分析,对其关键零部件的力学性能进行研究,验证其强度是否满足工程要求。
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